乳制品安全风险预警模型改进及实现

冯春雨,崔洪雷,赵环宇

(1.石家庄开发区冀科双实科技有限公司，河北 石家庄 050081; 2.浙江大学宁波理工学院，宁波 315100; 3.河北省科学院应用数学研究所，河北 石家庄 050081)

乳制品安全风险预警模型改进及实现

冯春雨1,崔洪雷2,赵环宇3

(1.石家庄开发区冀科双实科技有限公司，河北 石家庄 050081; 2.浙江大学宁波理工学院，宁波 315100; 3.河北省科学院应用数学研究所，河北 石家庄 050081)

为增强食品安全监管工作的针对性和有效性，防控和消除安全隐患，对现有乳制品安全风险监测预警模型进行改进，并通过在乳制品安全监测平台中加入改进后的预警模块完成乳制品安全风险预警平台的搭建。该平台可以实时分析乳制品企业上报数据并及时发现和处理潜在的风险，从而大大提高了乳制品安全监管水平。

乳制品; 安全风险监测; 预警模型

随着人们生活水平的提高，乳制品已逐渐成为人们日常消费不可缺少的食品。然而，近年来涉及乳制品安全的事件频频发生：2004年阜阳“大头娃娃”事件爆发，2005年雀巢奶粉被检出碘超标，2008年三鹿婴幼儿奶粉违法添加三聚氰胺导致肾结石，2011年蒙牛纯牛奶检出强致癌物等。严重影响了乳制品行业正常发展，引起各级政府和相关部门高度重视[1]。针对奶品行业出现的食品安全问题，各省的监管部门投入大量人力、物力、财力，提高抽检频率，加大风险的排查力度。

2013年，河北省食品质量监督检验研究院委托河北省科学院应用数学研究所开发完成了河北省乳制品安全监测平台。该平台通过诸多信息化手段提高乳制品风险监测能力，大大提高了乳制品监管效率。该平台更多的侧重于奶厂和成品检验指标的收集，并在此基础上分析乳制品生产的总体规律和各企业的生产规律，从而发现乳制品安全生产隐患并给予预警。然而，该模型存在参考指标少、分析方式单一以及核心规律总结不齐全等缺点，模型需要进一步完善[2,3]。本文将对乳制品安全风险预警模型的改进和实现进行讨论。

1 技术背景

1.1 改进的乳制品安全风险监测预警模型

预警模型基于统计学和数学分析，创新监测分析方式和内容，多手段、深层次解析生产过程、市场供求、生产行为、企业自检、监督抽检等信息，科学总结蛋白质、脂肪含量等关键研判指标与产品风险程度的关系，弥补了传统的单纯依靠检验进行评价分析的不足。但原有模型存在参考指标少、分析方式单一以及核心规律总结不齐全等缺点，预警模型需要进一步完善。

为进一步完善该预警模型，相关部门多次组织人员深入省内乳制品厂家及相关科研单位调研，广泛听取乳制品生产一线人员和领域专家意见，并借鉴国内外先进的食品安全风险预警模型，对现有模型进行了多项改进。改进后的模型对上传数据进行更深层次统计、分析，从而实现潜在风险发掘、预警。预警模型的监测内容囊括蛋白质含量、脂肪含量、原料乳供求价格、原料乳采购和产品数量、原料与成品换算关系、河北省生产区域分布等多项指标。同时，数据分析方面应用趋势分析、比较分析、供求分析、历史分析、地域分析、工艺分析等6种分析方式，总结出6类共计18条核心规律。如原料乳蛋白质含量9-12月当月平均水平小于9-12月上月平均水平则预警、原料乳脂肪含量当月平均水平高于或低于上月平均水平10%以上则预警等。

1.2 平台搭建技术

ASP.NET MVC 是微软官方提供的以MVC模式为基础的ASP.NET Web应用程序(Web Application)框架,它由Castle的MonoRail而来。MVC (Model、View、Controller)将一个Web应用分解为：Model、View和Controller，使得复杂项目更加容易维护，减少项目之间的耦合。ASP.NET MVC框架提供了一个可以代替ASP.NETWebForm的基于MVC设计模式的应用，是现有ASP.NET平台的最实用的部分。它具有任务分离 (输入逻辑，业务逻辑和显示逻辑)、可扩展、易测试、强大的UrlRouting机制、默认支持测试驱动开发(TDD)以及对HTML代码和HTTP的严密控制等优势，是开发WEB项目的有力工具[4]。

2 需求分析

本系统的用户主要有两类，一类是乳制品企业用户。乳制品企业主要工作是按要求将所需数据上传到系统平台。企业用户可随时查阅本企业数据，上传数据可以在监管用户审核前修改，审核后修改数据需向监管用户申请。另外，企业用户可自行维护本企业的各项信息、阅读通知及公告等。系统平台需充分考虑企业用户的计算机操作水平及网络带宽等情况，在保证数据充分、有效的前提下，尽可能简化企业用户的操作手续；另一类用户是乳制品安全监管用户。监管用户负责审核企业上传检验数据，可实时对上传的数据进行浏览、统计、分析。如预警模块发现安全风险则进行安全预警、处理风险问题数据。同时还可以通过该平台发布通知、公告等。通过本平台，监管单位可以实时高效的统计、分析企业上报数据，及时发现乳制品安全生产隐患并给予预警。图1为系统的需求分析用例图：

图1 需求分析用例图

3 平台设计

3.1 开发环境

建模工具使用Sparx Systems公司的Enterprise Architect，平台开发基于Microsoft的.Net Framework 4.0，编程语言采用C# 4.0，数据库版本Sqlserver2008，开发IDE选择VS2012。本系统发布后可在任何具有.Net Framework 4.0且IIS为6.0以上版本的Windows系列操作系统上运行。

3.2 平台总体设计

平台采用Browser/Server(浏览器/服务器模式)结构，体系架构基于ASP.NET MVC，根据业务需求将系统分为浏览器层、Web服务器层、业务逻辑层和数据层。浏览器层提供页面服务，视图使用Razor实现。该层为用户(企业、监管方、系统管理员)提供登录界面。用户登录信息输入后转入Web服务器层。Web服务器层包含控制器和部分视图模型。该层接收到来自Web浏览器的请求后，验证输入信息完成身份认证，并根据控制逻辑转入对应的Web界面，从而完成与用户的交互。业务逻辑层和数据访问层对应MVC中的Model。其中，业务层组合了面向具体业务模块的业务逻辑层和与数据库的数据链路层。Web服务器发出请求后，业务层根据不同请求进行业务逻辑处理并与数据层进行数据交互。数据层负责数据存储与管理，由数据库服务器组成[5,6]。

本系统平台共有系统管理员(平台管理)、食品安全监管以及乳制品企业3类用户。不同的用户拥有不同的权限，登录平台后经验证获取相应权限。系统管理员权限最高，可进行用户管理、模型构建/优化、系统参数维护等操作。企业用户负责上报本企业相关数据，上报周期固定(一般为半个月)。企业用户可自行维护企业信息及查看通知和公告。企业用户可由系统管理员或监管用户来添加。监管用户负责统计/分析企业上传数据、安全预警、处理存在问题的数据以及发布通知、公告。该用户只能由系统管理员来添加。系统架构图如图2所示。

图2 系统架构图

3.3 主要模块设计

根据业务需求及方案设计，本系统平台包括数据管理，预警模型管理和系统维护3个功能模块。数据管理模块主要功能有数据上传、数据审核与处理、字典维护等功能。预警模型模块是平台核心模块，主要负责对采集信息进行深层次统计、分析，发现潜在风险并预警。依权限可划分为两个部分，一是监管用户使用模型分析预警，二是系统管理员对模型进行优化更新。系统维护模块主要包含用户及权限管理和通知/公告管理。

4 平台实现

乳制品安全风险预警平台采用基于ASP.NET MVC4框架的四层结构，从而减少模块间的耦合，便于日后扩展、维护。图3为乳制品企业用户登录序列图。图4为2017年1月至3月预警效果截图。

图3 乳制品企业用户登录序列图

5 结束语

本文通过在现有乳制品安全监测平台中加入预警模块完成乳制品安全风险预警平台的搭建。平台为B/S模式，整体架构使用ASP.NET MVC4，采用浏览器层、Web服务器层、业务层和数据层的四层结构。通过该平台可以实时分析乳制品企业上报数据并及时发现和处理潜在的风险，从而大大提高了乳制品安全监管水平。

图4 预警效果截图

[1] 新京报.近年来国内外乳品安全质量事件一览.http://www.bjnews.com.cn/news/2011/12/26/174083.2011-12-26.

[2] 李聪,黄逸民.食品安全监测与预警系统[M].北京化学工业出版社,2006.

[3] 王程,李挥,赵环宇，等.基于Asp.net MVC3乳制品安全风险预警系统的设计与实现[J].电子设计工程,2013,14:67-70.

[4] 徐雷,徐扬.ASP.NET MVC4 Web编程[M].华中科技大学出版社,2013.

[5] 周辉,任海军,马亮,王丹宇.MVC设计模式及其在信息系统开发中的应用[J].软件导刊,2012,10:120-122.

[6] 徐宪武,刘永泰.基于MVC模式的Web应用经典框架-Struts[J].科技情报开发与经济,2004,14(7):103-105.

Improvement and implementation of security risk early warning model of dairy products

FENG Chun-yu1,CUI Hong-lei2,ZHAO Huan-yu3

(1.SJZJKSSTechnologyCo.,Ltd,ShijiazhuangHebei050081,China; 2.NingboInstituteofTechnology,ZhejiangUniversity,NingboZhejiang315100,China; 3.InstituteofAppliedMathematics,HebeiAcademyofSciences,ShijiazhuangHebei050081,China)

To strengthen the pertinence and effectiveness of food security supervision and prevent and eliminate the security risks,the dairy security risk monitoring and early warning platform is rebuilt by joining the improved early warning module in the existing security risk monitoring platform of dairy products.The platform can be used to analyze the data submitted by dairy enterprises in real time,find and deal with the potential risks in time.Thus,the supervision of dairy products can be improved greatly.

Dairy products; Security risk monitoring; Early warning model

2017-02-10

河北省科技计划项目(15275505D)；宁波市软科学项目(2016A10066)

冯春雨(1982-),男，河北省石家庄市人，硕士，助理研究员.研究方向：计算机应用.

1001-9383(2017)01-0014-06

TP311.1

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