摘要 以搭建蔬菜精準(zhǔn)管理與安全監(jiān)控大數(shù)據(jù)平臺(tái)為目標(biāo)，詳細(xì)分析了蔬菜產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)、加工環(huán)節(jié)、流通環(huán)節(jié)和消費(fèi)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)采集需求，提出平臺(tái)架構(gòu)由表現(xiàn)層、服務(wù)層和持久層組成，設(shè)計(jì)了基于智能化數(shù)據(jù)接口和第三方監(jiān)管的蔬菜精準(zhǔn)管理與安全監(jiān)控的多終端大數(shù)據(jù)平臺(tái)總體框架，為監(jiān)控廣西蔬菜產(chǎn)業(yè)全流程信息、促進(jìn)大數(shù)據(jù)落地應(yīng)用和推動(dòng)蔬菜產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展提供了技術(shù)支撐。

　　關(guān)鍵詞 精準(zhǔn)管理;質(zhì)量溯源;產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù);信息平臺(tái);框架設(shè)計(jì)

　　當(dāng)前，信息技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)，與各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域深度融合并對(duì)行業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。“大數(shù)據(jù)”是繼物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算之后信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)又一次重要的技術(shù)變革[1]，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)也應(yīng)運(yùn)而生，并不斷運(yùn)用到農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈中。大數(shù)據(jù)的“5V”特點(diǎn)[1]決定了需要通過(guò)搭建相應(yīng)的系統(tǒng)平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)其分析應(yīng)用價(jià)值，系統(tǒng)平臺(tái)一般由基礎(chǔ)設(shè)備層、數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)處理層和應(yīng)用層組成[2-5]，主要通過(guò)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、交叉驗(yàn)證等處理，供用戶進(jìn)行深度定制、可視化應(yīng)用和個(gè)性化定制等操作[6]。現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)注重的是“大”和“全”，而非“專”，“專”即從農(nóng)業(yè)某一行業(yè)或單品種的角度來(lái)設(shè)計(jì)和應(yīng)用大數(shù)據(jù)平臺(tái)。農(nóng)業(yè)不同產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域、單品種間對(duì)大數(shù)據(jù)應(yīng)用需求不同，某一行業(yè)的產(chǎn)前、產(chǎn)中和產(chǎn)后環(huán)節(jié)需求又不盡相同，這就決定了單品種大數(shù)據(jù)是農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)落地應(yīng)用的關(guān)鍵[7]。

　　廣西是我國(guó)重要的秋冬菜蔬菜基地和“南菜北運(yùn)”基地，2018年廣西蔬菜(含菜瓜)種植面積達(dá)到143.97 hm2，居全區(qū)農(nóng)作物總播種面積之首，總產(chǎn)量(含菌類)3 432.16萬(wàn)t[6]。廣西蔬菜生產(chǎn)主要由外向型蔬菜、城郊型蔬菜和其他分散栽培的蔬菜組成[8]，僅賀州市2018年銷往粵港澳地區(qū)的蔬菜就達(dá)到125萬(wàn)t[9]。廣西對(duì)蔬菜質(zhì)量安全一直保持高度重視，但蔬菜質(zhì)量安全問(wèn)題仍令人擔(dān)憂，主要表現(xiàn)在農(nóng)藥使用和管理存在缺陷、蔬菜質(zhì)量檢測(cè)力度不夠、蔬菜產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控不足、蔬菜標(biāo)準(zhǔn)化體系不完善等，影響到蔬菜質(zhì)量安全水平的提升和人們的餐桌安全，迫切需要改變蔬菜生產(chǎn)機(jī)制，堅(jiān)持源頭控制，建立質(zhì)量安全管理體系，加強(qiáng)監(jiān)控管理。大數(shù)據(jù)是蔬菜產(chǎn)業(yè)克服自然風(fēng)險(xiǎn)、市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的重要支撐[10]。鑒于此，筆者以廣西外向型蔬菜產(chǎn)業(yè)精準(zhǔn)管理與安全監(jiān)控需求為導(dǎo)向，從蔬菜生產(chǎn)、加工、流通和消費(fèi)4大環(huán)節(jié)為切入點(diǎn)探討蔬菜精準(zhǔn)管理與安全監(jiān)控大數(shù)據(jù)平臺(tái)總體框架設(shè)計(jì)，為監(jiān)控廣西外向型蔬菜產(chǎn)業(yè)全流程信息、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展提供大數(shù)據(jù)應(yīng)用解決方案。

　　1 平臺(tái)數(shù)據(jù)采集需求分析

　　平臺(tái)的數(shù)據(jù)來(lái)源與功能分布在蔬菜產(chǎn)業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，其中生產(chǎn)記錄、操作數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、交易記錄等數(shù)據(jù)，是平臺(tái)的基礎(chǔ)核心數(shù)據(jù)。需要對(duì)生產(chǎn)、加工、流通和銷售環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)中關(guān)注度高、影響力強(qiáng)的重點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析，最終形成對(duì)蔬菜產(chǎn)業(yè)具有指導(dǎo)意義的數(shù)據(jù)分析報(bào)告。

　　1.1 生產(chǎn)環(huán)節(jié)需求

　　平臺(tái)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的數(shù)據(jù)采集對(duì)象包括農(nóng)資信息、種植信息、農(nóng)事信息、管理信息和生產(chǎn)環(huán)境信息，涉及蔬菜種植過(guò)程中土地利用、農(nóng)資使用、種植過(guò)程技術(shù)需求、勞動(dòng)力需求與一些特殊工作的外包需求等情況，數(shù)據(jù)來(lái)源以自然數(shù)據(jù)、農(nóng)資數(shù)據(jù)與生產(chǎn)記錄為主，需要對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比、統(tǒng)計(jì)、分析。數(shù)據(jù)具體分為以下幾類：

　　①土地?cái)?shù)據(jù)。采集土地使用情況、土地租賃需求、租賃與出讓價(jià)格、土壤監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等信息，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行同時(shí)期對(duì)比分析。

　　②農(nóng)資數(shù)據(jù)。采集農(nóng)資產(chǎn)品信息、農(nóng)資交易信息、農(nóng)資企業(yè)信息，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行熱度與市場(chǎng)走勢(shì)分析。

　　③生產(chǎn)數(shù)據(jù)。采集生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的環(huán)境信息、生產(chǎn)操作記錄、農(nóng)資使用記錄，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢(shì)分析。

　　④技術(shù)數(shù)據(jù)。采集新品種和優(yōu)勢(shì)品種需求、栽培技術(shù)需求、病蟲(chóng)害防治技術(shù)需求，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行熱度與趨勢(shì)分析。

　　⑤勞動(dòng)力數(shù)據(jù)。采集基地建設(shè)與生產(chǎn)過(guò)程中，長(zhǎng)期與短期的用工需求以及富余勞動(dòng)力的流動(dòng)數(shù)據(jù)，對(duì)勞動(dòng)力數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢(shì)分析與勞動(dòng)力走向分析。

　　⑥外包數(shù)據(jù)。采集基建、生產(chǎn)、植保、加工、銷售和其他外包需求信息，對(duì)外包需求進(jìn)行熱點(diǎn)分析。

　　1.2 加工環(huán)節(jié)需求

　　加工環(huán)節(jié)中，平臺(tái)數(shù)據(jù)采集主要來(lái)源于加工過(guò)程中的環(huán)境數(shù)據(jù)、加工操作記錄與服務(wù)需求供給信息。具體包括以下數(shù)據(jù)：

　　①?gòu)S房數(shù)據(jù)。采集廠房環(huán)境數(shù)據(jù)、廠房場(chǎng)地租賃需求信息、廠房基建維護(hù)需求信息，可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行市場(chǎng)走勢(shì)分析。

　　②生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)。生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施需求數(shù)據(jù)、供應(yīng)商分析與評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)、設(shè)備使用與維護(hù)數(shù)據(jù)。

　　③加工數(shù)據(jù)。采集加工環(huán)境數(shù)據(jù)、加工過(guò)程操作記錄信息、加工品研制需求信息、加工品包裝設(shè)計(jì)需求信息。

　　④貨源數(shù)據(jù)。采集基地直供、蔬菜企業(yè)專供、合作社推薦的蔬菜信息。

　　⑤勞動(dòng)力數(shù)據(jù)。采集加工企業(yè)與工廠的長(zhǎng)期與臨時(shí)用工需求信息。

　　⑥外包數(shù)據(jù)。采集合作加工需求、委托加工需求、定向服務(wù)需求信息。

　　1.3 流通環(huán)節(jié)需求

　　流通環(huán)節(jié)中，以倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存、物流、交易數(shù)據(jù)為主，面向倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)、物流企業(yè)、配送企業(yè)、零售餐飲企業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。包括以下幾類數(shù)據(jù)：

　　①倉(cāng)儲(chǔ)數(shù)據(jù)。采集倉(cāng)庫(kù)與冷庫(kù)環(huán)境數(shù)據(jù)、倉(cāng)儲(chǔ)租賃需求信息，可對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行平均分析。

　　②物流數(shù)據(jù)。采集物流公司數(shù)據(jù)、運(yùn)輸車數(shù)據(jù)、運(yùn)輸過(guò)程記錄數(shù)據(jù)，可對(duì)運(yùn)輸時(shí)間與運(yùn)輸質(zhì)量進(jìn)行平均分析。

　　③批發(fā)數(shù)據(jù)。采集批發(fā)需求數(shù)據(jù)、批發(fā)價(jià)格數(shù)據(jù)，可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢(shì)分析。

　　1.4 消費(fèi)環(huán)節(jié)需求

　　消費(fèi)環(huán)節(jié)中，平臺(tái)以采集銷售信息、提供蔬菜溯源信息、蔬菜產(chǎn)品信息服務(wù)和數(shù)據(jù)分析為主。

　　銷售信息采集方面，平臺(tái)對(duì)蔬菜產(chǎn)品的銷售情況、銷售渠道以及反饋意見(jiàn)等信息進(jìn)行采集，分析產(chǎn)品的銷售趨勢(shì)與品質(zhì)趨勢(shì)。

　　蔬菜溯源信息方面，提供接入平臺(tái)的蔬菜產(chǎn)品溯源查詢服務(wù)與集成其他溯源系統(tǒng)數(shù)據(jù)的查詢服務(wù)。

　　產(chǎn)品信息服務(wù)方面，平臺(tái)提供蔬菜品種、種植技術(shù)、市場(chǎng)行情、科普知識(shí)、飲食健康等相關(guān)信息，為電商平臺(tái)各類銷售渠道提供蔬菜產(chǎn)品詳細(xì)信息。

　　數(shù)據(jù)分析方面，對(duì)消費(fèi)者關(guān)注的問(wèn)題與產(chǎn)品做熱度分析，并結(jié)合分析結(jié)論發(fā)布消費(fèi)者關(guān)注度高的熱點(diǎn)問(wèn)題相關(guān)信息與優(yōu)質(zhì)蔬菜產(chǎn)品信息。

　　2 平臺(tái)總體框架設(shè)計(jì)

　　2.1 平臺(tái)設(shè)計(jì)原則

　　根據(jù)平臺(tái)需求分析，平臺(tái)設(shè)計(jì)遵循如下原則：

　　(1)先進(jìn)性原則。平臺(tái)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)蔬菜的大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)管理與安全監(jiān)控，最重要就是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與交互。平臺(tái)實(shí)現(xiàn)與農(nóng)業(yè)高新技術(shù)結(jié)合，包括實(shí)現(xiàn)蔬菜生產(chǎn)基地?cái)?shù)據(jù)、蔬菜加工流通數(shù)據(jù)、蔬菜產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與氣象傳感器等物聯(lián)網(wǎng)信息化設(shè)備的數(shù)據(jù)交互。平臺(tái)設(shè)計(jì)充分滿足需求分析內(nèi)容，并具備良好的前瞻性，滿足相關(guān)設(shè)備更新?lián)Q代產(chǎn)生的系統(tǒng)更新需求，使平臺(tái)在長(zhǎng)期使用過(guò)程不需進(jìn)行頻繁擴(kuò)展。

　　(2)安全性原則。作為蔬菜產(chǎn)品精準(zhǔn)管理與安全監(jiān)控平臺(tái)，對(duì)用戶以及相關(guān)接入設(shè)備需要嚴(yán)格控制，平臺(tái)應(yīng)采用全面的安全保護(hù)措施，完全具備對(duì)重要數(shù)據(jù)、平臺(tái)關(guān)鍵模塊進(jìn)行備份，遵循單一的職責(zé)原則，即一個(gè)類只負(fù)責(zé)一項(xiàng)職責(zé)，使平臺(tái)擁有較強(qiáng)的容錯(cuò)力，確保平臺(tái)長(zhǎng)期運(yùn)行的穩(wěn)定性。

　　(3)開(kāi)放性原則。平臺(tái)接入的外部設(shè)備較多，涉及農(nóng)業(yè)氣象、物聯(lián)網(wǎng)信息化、衛(wèi)星導(dǎo)航等相關(guān)領(lǐng)域設(shè)備，平臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)，需要充分考慮平臺(tái)延展性，在相關(guān)接入設(shè)備進(jìn)行更新?lián)Q代時(shí)，方便系統(tǒng)進(jìn)行延展開(kāi)發(fā)、二次升級(jí)。平臺(tái)對(duì)相關(guān)接入設(shè)備應(yīng)具有較好的適應(yīng)性，不依賴于某一特定型號(hào)設(shè)備，具備標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口，能與其他系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

　　(4)實(shí)用性原則。平臺(tái)設(shè)計(jì)需考慮系統(tǒng)使用的用戶性質(zhì)，在確保功能滿足需求的情況下，還應(yīng)具有連接穩(wěn)定、數(shù)據(jù)完整、操作簡(jiǎn)單、界面友好的特性;使得用戶業(yè)務(wù)操作上能夠高效完成任務(wù)，擺脫傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)處理方式。

　　(5)可擴(kuò)展性原則。平臺(tái)設(shè)計(jì)應(yīng)有較好的外部接口，滿足與各類外部設(shè)備數(shù)據(jù)的接入接出需求，如GIS電子地圖、視頻監(jiān)控、RFID射頻技術(shù)、BDS衛(wèi)星定位等外部設(shè)備系統(tǒng)。

　　2.2 平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)

　　平臺(tái)將蔬菜產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后加工到運(yùn)輸全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)管理，將生產(chǎn)過(guò)程涉及的所有信息進(jìn)行存儲(chǔ)管理，為蔬菜的質(zhì)量安全溯源信息查詢提供數(shù)據(jù)支撐。平臺(tái)接入的外部系統(tǒng)較多，數(shù)據(jù)傳輸量龐大、數(shù)據(jù)類型較為復(fù)雜，運(yùn)用動(dòng)態(tài)控件加載、分布存儲(chǔ)，并以此基于SOA架構(gòu)開(kāi)發(fā)分布式平臺(tái)。平臺(tái)架構(gòu)如圖5所示。

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