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[科技日報]打造蜂產(chǎn)品質(zhì)量安全全程管理的“天眼”
——“融合檢測技術(shù)的蜂產(chǎn)品質(zhì)量安全控制系統(tǒng)研究與應(yīng)用”科研團隊創(chuàng)新紀實
發(fā)布時間:2016-11-01
|來源: 《科技日報》2016年10月28日|作者:劉洋
養(yǎng)蜂業(yè)是我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要組成部分,我國是世界養(yǎng)蜂大國,養(yǎng)蜂數(shù)量、蜜蜂產(chǎn)品產(chǎn)量以及出口量多年來穩(wěn)居世界首位。但由于受產(chǎn)地環(huán)境污染、蜜蜂生病用藥和摻雜使假等因素影響,蜂產(chǎn)品質(zhì)量安全近十五年來一直廣受關(guān)注。
建立農(nóng)產(chǎn)品追溯制度已成為我國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管的重要手段,但農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯信息系統(tǒng)在應(yīng)用過程中存在信息記錄不夠精確、追溯信息采集過程易受人為因素干擾等問題,特別是我國養(yǎng)蜂業(yè)存在生產(chǎn)經(jīng)營分散且流動性強、蜂場規(guī)模偏小、產(chǎn)地屬性鮮明、消費需求獨特等特點,常導(dǎo)致追溯信息系統(tǒng)在發(fā)生質(zhì)量安全問題后無法準確判定責(zé)任。
為了解決上述存在的問題,由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所蜜粉源植物產(chǎn)地識別與控制創(chuàng)新團隊和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院信息研究所智能農(nóng)業(yè)創(chuàng)新團隊合作,在國家公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科技專項、農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項目、國家自然科學(xué)基金等項目支持下,研制了融合檢測技術(shù)的蜂產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯平臺,不僅完成了對產(chǎn)業(yè)鏈全過程各個環(huán)節(jié)的追溯管理和安全控制,而且實現(xiàn)了蜂產(chǎn)品追溯中不實(可疑)信息的真實性校驗,完善了蜂產(chǎn)品溯源技術(shù)體系和生產(chǎn)安全關(guān)鍵點控制。2015年,上述研究團隊的“融合檢測技術(shù)的蜂產(chǎn)品質(zhì)量安全控制系統(tǒng)研究與應(yīng)用”成果獲得北京市科技進步二等獎。
搭建蜂產(chǎn)品質(zhì)量全過程追蹤與溯源信息平臺
研究團隊制訂了完整、可靠的蜂產(chǎn)品質(zhì)量追溯信息編碼標準和技術(shù)規(guī)范,構(gòu)建了基于語音識別技術(shù)的蜂產(chǎn)品供應(yīng)鏈全程追溯信息采集體系。提出了基于質(zhì)量安全關(guān)鍵點控制的蜂產(chǎn)品質(zhì)量追溯方法,研建了蜂產(chǎn)品質(zhì)量追溯信息平臺。當(dāng)前蜂產(chǎn)品溯源信息編碼還沒有相應(yīng)的國家標準和行業(yè)標準,不同的蜂產(chǎn)品可追溯信息系統(tǒng)的數(shù)字編碼規(guī)則各不相同,該科研團隊以EAN/UCC-128國際編碼體系為依據(jù),制定了農(nóng)業(yè)行業(yè)標準《蜂產(chǎn)品溯源信息編碼規(guī)則》,主要編碼對象為我國境內(nèi)流通的蜂產(chǎn)品以及出口蜂產(chǎn)品從生產(chǎn)、收購、加工到銷售各環(huán)節(jié)的相關(guān)條碼。
蜂產(chǎn)品作業(yè)場景中語音識別率受噪聲影響大、穩(wěn)定性差,科研團隊針對這些問題,利用語音識別技術(shù)和嵌入式技術(shù),突破傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)信息采集模式,開展了蜂產(chǎn)品質(zhì)量安全信息采集作業(yè)場景下的語音識別魯棒性研究,提出了適合蜂產(chǎn)品質(zhì)量安全信息采集作業(yè)場景特點的語音識別魯棒性方法、識別模型和人機交互框架,構(gòu)建了一個實用性好、識別率高的蜂產(chǎn)品質(zhì)量追溯信息語音識別模型,突破現(xiàn)有手持設(shè)備在蜂產(chǎn)品追溯信息采集中的局限性,有效提升了蜂產(chǎn)品追溯信息語音識別水平。
我國蜂場規(guī)模小、產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)多、信息不易追蹤,科研人員為此提出了基于質(zhì)量安全關(guān)鍵點控制的蜂產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯方法。設(shè)計了適合我國國情,包含移動終端、PC終端、Web終端等多種形式的蜂產(chǎn)品信息追蹤與溯源解決方案,將語音識別、數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)庫、Web Service、嵌入式技術(shù)、組件開發(fā)等技術(shù)應(yīng)用于蜂產(chǎn)品追溯信息采集中,構(gòu)建了蜂產(chǎn)品供應(yīng)鏈全程追溯信息采集體系。研建了基于Web Service的蜂產(chǎn)品質(zhì)量追溯信息網(wǎng)絡(luò)平臺,實現(xiàn)了追溯采集信息的實時、自動和智能的監(jiān)督管理。
建立蜂產(chǎn)品產(chǎn)地和品種溯源的多技術(shù)評價模型
科研團隊提出了基于多種特征因子融合的蜂產(chǎn)品溯源檢測方法,構(gòu)建了蜂產(chǎn)品溯源指紋圖譜數(shù)據(jù)庫。建立了蜂產(chǎn)品產(chǎn)地和品種溯源的多種評價模型,多模型評價方式將蜂產(chǎn)品溯源真實性鑒別的總準確率達到95%以上。
該研究團隊開展基于黃酮類特征組分分析和近紅外特征光譜分析的蜂產(chǎn)品品種真實性鑒別研究、基于穩(wěn)定同位素比值和多種礦質(zhì)元素分析的蜂產(chǎn)品產(chǎn)地真實性鑒別研究,以及于糖醛類物質(zhì)和特征活性蛋白分析的蜂產(chǎn)品摻假鑒別研究;提出了基于多種特征因子融合的蜂產(chǎn)品溯源檢測方法,可開展不同產(chǎn)地、不同花種蜜源、不同摻假工藝的蜂蜜溯源檢測,并在此基礎(chǔ)上建立了與蜂蜜產(chǎn)地、品種、真?zhèn)螌傩韵嚓P(guān)的參數(shù)數(shù)據(jù)庫和譜圖庫(包括同位素比值、特征光譜、指紋圖譜等)。
該研究團隊構(gòu)建了不同產(chǎn)地蜂產(chǎn)品穩(wěn)定同位素溯源、不同品種蜂產(chǎn)品近紅外光譜識別、不同品種蜂產(chǎn)品黃酮類化合物指紋圖譜識別、蜂產(chǎn)品真?zhèn)舞b別等評價模型。結(jié)合分析模型和化學(xué)計量學(xué)方法,對單一參數(shù)或多參數(shù)進行統(tǒng)計給出評價方法,形成溯源性產(chǎn)地鑒別、品種鑒別、真?zhèn)舞b別技術(shù),構(gòu)建了一套完整的蜂產(chǎn)品產(chǎn)地和品種溯源識別技術(shù)體系。本項研究應(yīng)用整套識別技術(shù)體系對追溯產(chǎn)品進行檢測,并與產(chǎn)品溯源信息進行對比驗證,真實性鑒別的總準確率高于95%。
為我國主要產(chǎn)區(qū)的溯源蜂農(nóng)提供蜂產(chǎn)品追溯
研究人員提出了基于Agent的蜂產(chǎn)品質(zhì)量安全控制協(xié)同工作方法,實現(xiàn)了蜂產(chǎn)品追溯信息管理、檢測分析鑒別和質(zhì)量安全控制的協(xié)同工作。構(gòu)建了融合檢測技術(shù)的蜂產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯平臺,為我國主要產(chǎn)區(qū)的溯源蜂農(nóng)提供蜂產(chǎn)品追溯信息。
該研究提出了一種具有感知性、智能性、協(xié)同性的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量控制方法,為蜂產(chǎn)品,如蜂蜜、蜂膠、花粉等具有分散性、個體小、需要混合加工等特點的農(nóng)產(chǎn)品控制與追溯提供技術(shù)支持和通用性方法。設(shè)計了基于Agent的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量控制系統(tǒng)框架,能根據(jù)不同蜂產(chǎn)品的生產(chǎn)加工特點,添加相應(yīng)的控制環(huán)節(jié)和條件,適應(yīng)不同目標和類型的蜂產(chǎn)品控制、跟蹤和安全預(yù)警。
該研究率先在國內(nèi)研發(fā)應(yīng)用了蜂產(chǎn)品追溯信息系統(tǒng),并以此為基礎(chǔ)面向蜂產(chǎn)品追溯信息系統(tǒng)中所存在的產(chǎn)品信息真實性判別難題,采用化學(xué)檢測技術(shù)實現(xiàn)了追溯蜂產(chǎn)品的品種、產(chǎn)地和真?zhèn)舞b別,創(chuàng)新地構(gòu)建了融合檢測技術(shù)的蜂產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯平臺。面向電腦、Web、智能手機、PDA等多元化的終端設(shè)備,依據(jù)不同終端的特點,為分散性廣、流動性強、采集環(huán)境復(fù)雜的蜂產(chǎn)品質(zhì)量安全信息開展服務(wù)。
據(jù)悉,“融合檢測技術(shù)的蜂產(chǎn)品質(zhì)量安全控制系統(tǒng)研究與應(yīng)用”成果能有效解決目前蜂產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控的關(guān)鍵問題,對蜂產(chǎn)品“從蜂場到餐桌”整條供應(yīng)鏈進行追蹤和溯源。本成果形成的軟件已經(jīng)應(yīng)用到全國13個省份,并在北京、浙江、湖北、廣東、新疆、黑龍江、四川、重慶8個省份開展了重點應(yīng)用。主要用戶包含17家企業(yè)、16家合作社、930戶蜂農(nóng)共113600個蜂群。應(yīng)用單位產(chǎn)生的經(jīng)濟效益,直接和間接經(jīng)濟效益累計已接近5197萬元。
據(jù)了解,成果的使用由以往的紙質(zhì)記錄為主轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮有畔橹鞯挠涗浄绞?,以實時監(jiān)管代替了定時監(jiān)管,提高了蜂產(chǎn)品的銷售單價,減輕了相關(guān)人員的勞動量,降低了交易檢測成本和召回成本。該成果適用于所有的蜂蜜品種和生產(chǎn)地區(qū),不受地理條件、蜜源條件的制約;電子信息系統(tǒng)可以在生產(chǎn)、加工蜂產(chǎn)品的蜂場、中間商和企業(yè)推廣;檢測分析技術(shù)系統(tǒng)可以在檢測機構(gòu)推廣;融合檢測技術(shù)的蜂產(chǎn)品質(zhì)量控制系統(tǒng)可以為其它食品企業(yè)借鑒應(yīng)用。
建立農(nóng)產(chǎn)品追溯制度已成為我國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管的重要手段,但農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯信息系統(tǒng)在應(yīng)用過程中存在信息記錄不夠精確、追溯信息采集過程易受人為因素干擾等問題,特別是我國養(yǎng)蜂業(yè)存在生產(chǎn)經(jīng)營分散且流動性強、蜂場規(guī)模偏小、產(chǎn)地屬性鮮明、消費需求獨特等特點,常導(dǎo)致追溯信息系統(tǒng)在發(fā)生質(zhì)量安全問題后無法準確判定責(zé)任。
為了解決上述存在的問題,由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所蜜粉源植物產(chǎn)地識別與控制創(chuàng)新團隊和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院信息研究所智能農(nóng)業(yè)創(chuàng)新團隊合作,在國家公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科技專項、農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項目、國家自然科學(xué)基金等項目支持下,研制了融合檢測技術(shù)的蜂產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯平臺,不僅完成了對產(chǎn)業(yè)鏈全過程各個環(huán)節(jié)的追溯管理和安全控制,而且實現(xiàn)了蜂產(chǎn)品追溯中不實(可疑)信息的真實性校驗,完善了蜂產(chǎn)品溯源技術(shù)體系和生產(chǎn)安全關(guān)鍵點控制。2015年,上述研究團隊的“融合檢測技術(shù)的蜂產(chǎn)品質(zhì)量安全控制系統(tǒng)研究與應(yīng)用”成果獲得北京市科技進步二等獎。
搭建蜂產(chǎn)品質(zhì)量全過程追蹤與溯源信息平臺
研究團隊制訂了完整、可靠的蜂產(chǎn)品質(zhì)量追溯信息編碼標準和技術(shù)規(guī)范,構(gòu)建了基于語音識別技術(shù)的蜂產(chǎn)品供應(yīng)鏈全程追溯信息采集體系。提出了基于質(zhì)量安全關(guān)鍵點控制的蜂產(chǎn)品質(zhì)量追溯方法,研建了蜂產(chǎn)品質(zhì)量追溯信息平臺。當(dāng)前蜂產(chǎn)品溯源信息編碼還沒有相應(yīng)的國家標準和行業(yè)標準,不同的蜂產(chǎn)品可追溯信息系統(tǒng)的數(shù)字編碼規(guī)則各不相同,該科研團隊以EAN/UCC-128國際編碼體系為依據(jù),制定了農(nóng)業(yè)行業(yè)標準《蜂產(chǎn)品溯源信息編碼規(guī)則》,主要編碼對象為我國境內(nèi)流通的蜂產(chǎn)品以及出口蜂產(chǎn)品從生產(chǎn)、收購、加工到銷售各環(huán)節(jié)的相關(guān)條碼。
蜂產(chǎn)品作業(yè)場景中語音識別率受噪聲影響大、穩(wěn)定性差,科研團隊針對這些問題,利用語音識別技術(shù)和嵌入式技術(shù),突破傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)信息采集模式,開展了蜂產(chǎn)品質(zhì)量安全信息采集作業(yè)場景下的語音識別魯棒性研究,提出了適合蜂產(chǎn)品質(zhì)量安全信息采集作業(yè)場景特點的語音識別魯棒性方法、識別模型和人機交互框架,構(gòu)建了一個實用性好、識別率高的蜂產(chǎn)品質(zhì)量追溯信息語音識別模型,突破現(xiàn)有手持設(shè)備在蜂產(chǎn)品追溯信息采集中的局限性,有效提升了蜂產(chǎn)品追溯信息語音識別水平。
我國蜂場規(guī)模小、產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)多、信息不易追蹤,科研人員為此提出了基于質(zhì)量安全關(guān)鍵點控制的蜂產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯方法。設(shè)計了適合我國國情,包含移動終端、PC終端、Web終端等多種形式的蜂產(chǎn)品信息追蹤與溯源解決方案,將語音識別、數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)庫、Web Service、嵌入式技術(shù)、組件開發(fā)等技術(shù)應(yīng)用于蜂產(chǎn)品追溯信息采集中,構(gòu)建了蜂產(chǎn)品供應(yīng)鏈全程追溯信息采集體系。研建了基于Web Service的蜂產(chǎn)品質(zhì)量追溯信息網(wǎng)絡(luò)平臺,實現(xiàn)了追溯采集信息的實時、自動和智能的監(jiān)督管理。
建立蜂產(chǎn)品產(chǎn)地和品種溯源的多技術(shù)評價模型
科研團隊提出了基于多種特征因子融合的蜂產(chǎn)品溯源檢測方法,構(gòu)建了蜂產(chǎn)品溯源指紋圖譜數(shù)據(jù)庫。建立了蜂產(chǎn)品產(chǎn)地和品種溯源的多種評價模型,多模型評價方式將蜂產(chǎn)品溯源真實性鑒別的總準確率達到95%以上。
該研究團隊開展基于黃酮類特征組分分析和近紅外特征光譜分析的蜂產(chǎn)品品種真實性鑒別研究、基于穩(wěn)定同位素比值和多種礦質(zhì)元素分析的蜂產(chǎn)品產(chǎn)地真實性鑒別研究,以及于糖醛類物質(zhì)和特征活性蛋白分析的蜂產(chǎn)品摻假鑒別研究;提出了基于多種特征因子融合的蜂產(chǎn)品溯源檢測方法,可開展不同產(chǎn)地、不同花種蜜源、不同摻假工藝的蜂蜜溯源檢測,并在此基礎(chǔ)上建立了與蜂蜜產(chǎn)地、品種、真?zhèn)螌傩韵嚓P(guān)的參數(shù)數(shù)據(jù)庫和譜圖庫(包括同位素比值、特征光譜、指紋圖譜等)。
該研究團隊構(gòu)建了不同產(chǎn)地蜂產(chǎn)品穩(wěn)定同位素溯源、不同品種蜂產(chǎn)品近紅外光譜識別、不同品種蜂產(chǎn)品黃酮類化合物指紋圖譜識別、蜂產(chǎn)品真?zhèn)舞b別等評價模型。結(jié)合分析模型和化學(xué)計量學(xué)方法,對單一參數(shù)或多參數(shù)進行統(tǒng)計給出評價方法,形成溯源性產(chǎn)地鑒別、品種鑒別、真?zhèn)舞b別技術(shù),構(gòu)建了一套完整的蜂產(chǎn)品產(chǎn)地和品種溯源識別技術(shù)體系。本項研究應(yīng)用整套識別技術(shù)體系對追溯產(chǎn)品進行檢測,并與產(chǎn)品溯源信息進行對比驗證,真實性鑒別的總準確率高于95%。
為我國主要產(chǎn)區(qū)的溯源蜂農(nóng)提供蜂產(chǎn)品追溯
研究人員提出了基于Agent的蜂產(chǎn)品質(zhì)量安全控制協(xié)同工作方法,實現(xiàn)了蜂產(chǎn)品追溯信息管理、檢測分析鑒別和質(zhì)量安全控制的協(xié)同工作。構(gòu)建了融合檢測技術(shù)的蜂產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯平臺,為我國主要產(chǎn)區(qū)的溯源蜂農(nóng)提供蜂產(chǎn)品追溯信息。
該研究提出了一種具有感知性、智能性、協(xié)同性的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量控制方法,為蜂產(chǎn)品,如蜂蜜、蜂膠、花粉等具有分散性、個體小、需要混合加工等特點的農(nóng)產(chǎn)品控制與追溯提供技術(shù)支持和通用性方法。設(shè)計了基于Agent的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量控制系統(tǒng)框架,能根據(jù)不同蜂產(chǎn)品的生產(chǎn)加工特點,添加相應(yīng)的控制環(huán)節(jié)和條件,適應(yīng)不同目標和類型的蜂產(chǎn)品控制、跟蹤和安全預(yù)警。
該研究率先在國內(nèi)研發(fā)應(yīng)用了蜂產(chǎn)品追溯信息系統(tǒng),并以此為基礎(chǔ)面向蜂產(chǎn)品追溯信息系統(tǒng)中所存在的產(chǎn)品信息真實性判別難題,采用化學(xué)檢測技術(shù)實現(xiàn)了追溯蜂產(chǎn)品的品種、產(chǎn)地和真?zhèn)舞b別,創(chuàng)新地構(gòu)建了融合檢測技術(shù)的蜂產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯平臺。面向電腦、Web、智能手機、PDA等多元化的終端設(shè)備,依據(jù)不同終端的特點,為分散性廣、流動性強、采集環(huán)境復(fù)雜的蜂產(chǎn)品質(zhì)量安全信息開展服務(wù)。
據(jù)悉,“融合檢測技術(shù)的蜂產(chǎn)品質(zhì)量安全控制系統(tǒng)研究與應(yīng)用”成果能有效解決目前蜂產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控的關(guān)鍵問題,對蜂產(chǎn)品“從蜂場到餐桌”整條供應(yīng)鏈進行追蹤和溯源。本成果形成的軟件已經(jīng)應(yīng)用到全國13個省份,并在北京、浙江、湖北、廣東、新疆、黑龍江、四川、重慶8個省份開展了重點應(yīng)用。主要用戶包含17家企業(yè)、16家合作社、930戶蜂農(nóng)共113600個蜂群。應(yīng)用單位產(chǎn)生的經(jīng)濟效益,直接和間接經(jīng)濟效益累計已接近5197萬元。
據(jù)了解,成果的使用由以往的紙質(zhì)記錄為主轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮有畔橹鞯挠涗浄绞?,以實時監(jiān)管代替了定時監(jiān)管,提高了蜂產(chǎn)品的銷售單價,減輕了相關(guān)人員的勞動量,降低了交易檢測成本和召回成本。該成果適用于所有的蜂蜜品種和生產(chǎn)地區(qū),不受地理條件、蜜源條件的制約;電子信息系統(tǒng)可以在生產(chǎn)、加工蜂產(chǎn)品的蜂場、中間商和企業(yè)推廣;檢測分析技術(shù)系統(tǒng)可以在檢測機構(gòu)推廣;融合檢測技術(shù)的蜂產(chǎn)品質(zhì)量控制系統(tǒng)可以為其它食品企業(yè)借鑒應(yīng)用。
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