进境动物疫病预警信息系统设计与实现

解丹丹，洪武斌，许金涛，尤其浩，史 舟

（浙江大学环境与资源学院，杭州310029）

0 引言

随着农牧业发展和人民生活水平的提高，我国对国外优良种畜禽的需求也快速增长［1］。从2011年开始，我国每年动物活体及其各类产品的进口金额就突破了100亿美元，至2016年进口金额已经达到216.14亿美元。进境动物贸易金额的飞速增长加剧了疫情跨境传播风险，严重威胁了我国畜牧业生产和公共卫生安全，给进口动物检疫管理工作提出了更高的要求。信息化技术作为安全保障体系的重要支撑技术，在动物溯源与疫病预警方面已有广泛应用。发达国家对可溯源系统的研究体系最早是1997年欧盟为应对“疯牛病”问题而逐步建立并完善起来的［2］。2001年，Madelaine Norstrom将全球地理信息系统应用在挪威国家兽医研究所动物疾流行病学的监控中［3］。Ptochos D. 2004年介绍了采用地理信息系统在流行性疾病的应用［4］。世界卫生组织等机构于2006年7月24日联合发起“全球预警和反应系统（GLEWS）”，用于追踪可传染给人类的动物传染病的出现及扩散［5］。我国利用信息化技术进行疫病研究起步相对较晚，自2002年以来在畜产品可追溯性研究方面也已取得诸多研究成果，例如，2006年陆昌华等利用RFID电子标识技术，建立工厂化猪肉安全生产全程信息跟踪系统［6］；2010年张可利用条码作为猪身份的信息载体，设计了猪肉生产加工信息追溯系统，实现了信息流与实物流的有效连接［7］。但我国在进境动物溯源与疫病预警系统研究方面，仍然面临诸多问题：进境动物检疫环节复杂，产生的数据相对孤立，未能形成贯通的检疫流转数据体系；无法对特定农场进行动态监测和疫情预警；对管理人员而言，数据整理核实工作量大，缺乏一套自动化管理系统。文章在综合国内外已有的溯源系统基础之上，以浙江省各口岸进境动物为例，通过分析进境动物整个流程，设计并实现进境动物疫病预警信息系统，旨在为预检兽医选择出口农场提供依据，为进境口岸、代理商等提供及时的出口国或出口农场动物疫情预警信息，为进境动物安全方面提供一定的保障。

1 系统结构总体设计

1.1 设计思路

本系统的设计，是以进境动物及其产品的整个进境检验检疫要求和流程为主线，详细收集出口国产地、境外隔离检疫、出口港口、装载方式、进境港口、境内隔离检疫等信息。经过数据清洗整理，建立文档数据库和产品信息数据库，再结合ECharts、Vue.js、WebGIS、PHP等计算机可视化技术，开发构建了进境动物疫病预警信息系统。

1.2 数据库建设

1.2.1 数据收集

数据收集包括全球遥感影像数据、出口国农场基本资料、出口国动物疫病历年发生情况、历年境外输出国预检疫信息、产品运输工具信息及检疫信息、境内各港口历年进境动物及其产品境内检疫资料、中国与各出口国签署的进出口动物产品类双边检疫议定书等资料。

1.2.2 数据库构建

系统数据库包括文档数据库和产品信息数据库。文档数据库中存放各类文件、规范及证书，如：相关法律法规、海关进口报关单、双边检疫议定书、质检总局规范性文件、相关检验检疫行业标准、资质备案等。产品信息数据库以MySQL为平台，分别设计与建立了人员管理、产品档案、境外预检疫、境内隔离检疫等数据库表，通过E-R图可以清晰地看出它们之间的关系（图1）。

1.3 系统架构设计

系统采用B/S模式的系统架构设计［8］，从上到下分为4层：用户层、应用展示层、网络传输层、数据层（图2）。用户层，包括系统面向的用户群体和支持的运行环境。系统面向的群体主要有预检兽医、代理商、相关企业等，用户可在多种浏览器、设备和运行环境进行操作。应用展示层，主要利用HTML5、CSS3、ECharts、ArcGIS API for JavaScript、AJAX、Vue.js、PHP等技术对系统各方面应用进行可视化。网络传输层实现服务器端和客户端之间数据的传递。数据层为应用展示层、网络传输层提供数据，是整个系统架构的最底层。

图1 进境动物及其产品信息数据库E-R图Fig.1 The E-R diagram of imported animals and their products information database

图2 系统架构Fig.2 System framework diagram

1.4 关键技术选型

软件设计主要基于HTML技术、Vue.js技术、ECharts技术、ArcGIS API for Javascript、PHP技术、数据库技术等。其中，HTML技术是网页开发的基础；Vue.js技术是当前较为流行的web界面的渐进式轻量级框架，采用MVVM架构，去描述数据与界面的关系［9］；ECharts是一种针对基础图表类型的数据可视化分析组件，支持数据挖掘和类型转换交互。通过引用该组件到信息系统中，用户能够更加直观、高效、明了地获取数据传达的信息［10］。

利用以上技术，依据各类统计数据和农场疫病流行信息，构建能及时反应出口国疫情流行分布、境外预检分析结果和国内隔离检疫数据的进境动物疫病预警信息系统，为进境口岸监管部门、企业和实验室技术人员提供直观的出口国动物疫情分布及监测情况。

1.5 功能模块设计

进境动物疫病预警系统主要分为6个主要功能模块：资料管理、检疫管理、产品溯源、风险预警、统计分析、系统管理（图3）。

图3 系统功能框架Fig.3 System function frame diagram

2 系统实现

2.1 资料管理

该功能模块可以查询展示进境动物相关法律、法规，海关进口报关单，双边检验检疫议定书，质检总局规范性文件，相关检验检疫行业标准，资质备案等相关资料。系统管理员有所有文件的增加、修改、删除等权限，普通用户仅有查询权限，如图4所示。

图4 资料管理界面Fig.4 The interface of Data management

2.2 检疫管理

进境动物主要检验检疫过程包括：出口产地预检疫、原农场屠宰场检疫、运输工具检疫、国外隔离检疫、进境现场检疫、境内隔离检疫等，该模块可以对各个检疫环节进行管理。管理对检验检疫数据进行存储、查询、统计。时间段内分产地、批次、类型等进行查询统计分析，并提供地图可视化展示功能。

2.3 产品溯源

产品溯源模块可以查询在某时间段内从某国家进口动物及其产品的详细信息。用户在系统中输入批次编号、动物种类等，可查询到满足条件的列表，并能查看从农场到进口国整个进口过程中的信息，借助WebGIS可视化技术在地图上展示。利用此功能模块，可以更加直观地了解进口动物及其产品的整个进境过程。以澳大利亚进口奶牛为例（图5），展示了进口奶牛从出口农场到进境口岸整个进境过程的详细数据信息，在高分辨率的Google地图影像上可以清楚地看到农场上奶牛生活的痕迹。

2.4 风险预警

针对检疫中出现的不符合双边检疫协定、有疫情出现的农场，相关人员可以申请将其添加至黑名单，管理员审核通过后，该农场将被拉入黑名单。在一定时期内，黑名单内的农场不再作为备选农场，直到符合要求为止。用户在风险预警功能模块可以直观地了解到各农场的疫病情况、实时状态、信息来源，同时可以在地图上定位显示，实现图属查询功能，如图6所示。

第30卷第4期

图5 产品溯源功能界面Fig.5 The interface of product traceability function

图6 风险预警可视化（a）农场疫病流行情况（b）农场图属查询界面Fig.6 Visualization of risk warning（a） Epidemic situation of farm epidemics （b） interface of map-property query

2.5 统计分析

统计分析功能模块包括产地疫病类型和发生频率的统计、出口国农场或屠宰场疫病检出率统计、进境口岸历年进口动物种类和数量统计、进境动物被拒情况统计、检验经验结果统计。通过统计图表来展示统计结果。以澳大利亚进口动物赤羽病预检验检疫结果数据为例，对进境动物疫病分类型、年份进行统计，如图7所示。

图7 统计分析功能界面Fig.7 The interface of statistical and analysis function

2.6 系统管理

系统管理功能对用户信息、权限等基础信息进行管理。用户可以根据不同的筛选条件如：身份类别、所属部门、姓名等条件快速检索用户资料。管理员有删除、添加、编辑的权限。普通用户可以申请系统权限，但需要管理员审批通过才可生效，如图8所示。

图8 系统管理功能界面Fig.8 The interface of system management function

3 结论

本系统的开发部署工作已经基本完成，进境动物疫病预警信息系统的构建，实现了进境动物及其产品检疫工作的标准化、可视化和信息化管理，促进了国内动物疫病技术方法和检疫规范的完善，加强了不同类型疫病的检疫技术储备，有利于提高浙江省外来动物疫病检测防范和应对突发疫情的能力，加强对境外流行的动物疫病监测和预警控制，保障国内农牧业生产和进口企业的权益，促进浙江省国家边境动物防疫安全屏障建设，进一步与国际接轨，具有良好的社会效益和经济效益。