摘要 以搭建蔬菜精準管理與安全監控大數據平臺為目標，詳細分析了蔬菜產業生產環節、加工環節、流通環節和消費環節數據采集需求，提出平臺架構由表現層、服務層和持久層組成，設計了基于智能化數據接口和第三方監管的蔬菜精準管理與安全監控的多終端大數據平臺總體框架，為監控廣西蔬菜產業全流程信息、促進大數據落地應用和推動蔬菜產業健康發展提供了技術支撐。
關鍵詞 精準管理;質量溯源;產業大數據;信息平臺;框架設計
當前，信息技術發展突飛猛進，與各個行業領域深度融合并對行業產生了深遠的影響。“大數據”是繼物聯網、云計算之后信息技術產業又一次重要的技術變革[1]，農業大數據也應運而生，并不斷運用到農業全產業鏈中。大數據的“5V”特點[1]決定了需要通過搭建相應的系統平臺來實現其分析應用價值，系統平臺一般由基礎設備層、數據采集層、數據處理層和應用層組成[2-5]，主要通過數據標準化、交叉驗證等處理，供用戶進行深度定制、可視化應用和個性化定制等操作[6]。現有的農業大數據平臺建設注重的是“大”和“全”，而非“專”，“專”即從農業某一行業或單品種的角度來設計和應用大數據平臺。農業不同產業領域、單品種間對大數據應用需求不同，某一行業的產前、產中和產后環節需求又不盡相同，這就決定了單品種大數據是農業大數據落地應用的關鍵[7]。
廣西是我國重要的秋冬菜蔬菜基地和“南菜北運”基地，2018年廣西蔬菜(含菜瓜)種植面積達到143.97 hm2，居全區農作物總播種面積之首，總產量(含菌類)3 432.16萬t[6]。廣西蔬菜生產主要由外向型蔬菜、城郊型蔬菜和其他分散栽培的蔬菜組成[8]，僅賀州市2018年銷往粵港澳地區的蔬菜就達到125萬t[9]。廣西對蔬菜質量安全一直保持高度重視，但蔬菜質量安全問題仍令人擔憂，主要表現在農藥使用和管理存在缺陷、蔬菜質量檢測力度不夠、蔬菜產品質量監控不足、蔬菜標準化體系不完善等，影響到蔬菜質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機制，堅持源頭控制，建立質量安全管理體系，加強監控管理。大數據是蔬菜產業克服自然風險、市場風險，實現供給側結構性改革的重要支撐[10]。鑒于此，筆者以廣西外向型蔬菜產業精準管理與安全監控需求為導向，從蔬菜生產、加工、流通和消費4大環節為切入點探討蔬菜精準管理與安全監控大數據平臺總體框架設計，為監控廣西外向型蔬菜產業全流程信息、促進產業健康發展提供大數據應用解決方案。
1 平臺數據采集需求分析
平臺的數據來源與功能分布在蔬菜產業的各個環節，其中生產記錄、操作數據、環境數據、交易記錄等數據，是平臺的基礎核心數據。需要對生產、加工、流通和銷售環節所產生的數據中關注度高、影響力強的重點數據進行統計與分析，最終形成對蔬菜產業具有指導意義的數據分析報告。
1.1 生產環節需求
平臺在生產環節中的數據采集對象包括農資信息、種植信息、農事信息、管理信息和生產環境信息，涉及蔬菜種植過程中土地利用、農資使用、種植過程技術需求、勞動力需求與一些特殊工作的外包需求等情況，數據來源以自然數據、農資數據與生產記錄為主，需要對采集到的數據進行對比、統計、分析。數據具體分為以下幾類：
①土地數據。采集土地使用情況、土地租賃需求、租賃與出讓價格、土壤監測數據等信息，對數據進行同時期對比分析。
②農資數據。采集農資產品信息、農資交易信息、農資企業信息，對數據進行熱度與市場走勢分析。
③生產數據。采集生產過程中產生的環境信息、生產操作記錄、農資使用記錄，對數據進行趨勢分析。
④技術數據。采集新品種和優勢品種需求、栽培技術需求、病蟲害防治技術需求，對數據進行熱度與趨勢分析。
⑤勞動力數據。采集基地建設與生產過程中，長期與短期的用工需求以及富余勞動力的流動數據，對勞動力數據進行趨勢分析與勞動力走向分析。
⑥外包數據。采集基建、生產、植保、加工、銷售和其他外包需求信息，對外包需求進行熱點分析。
1.2 加工環節需求
加工環節中，平臺數據采集主要來源于加工過程中的環境數據、加工操作記錄與服務需求供給信息。具體包括以下數據：
①廠房數據。采集廠房環境數據、廠房場地租賃需求信息、廠房基建維護需求信息，可對數據進行市場走勢分析。
②生產設備設施數據。生產設備設施需求數據、供應商分析與評價數據、設備使用與維護數據。
③加工數據。采集加工環境數據、加工過程操作記錄信息、加工品研制需求信息、加工品包裝設計需求信息。
④貨源數據。采集基地直供、蔬菜企業專供、合作社推薦的蔬菜信息。
⑤勞動力數據。采集加工企業與工廠的長期與臨時用工需求信息。
⑥外包數據。采集合作加工需求、委托加工需求、定向服務需求信息。
1.3 流通環節需求
流通環節中，以倉庫儲存、物流、交易數據為主，面向倉儲企業、物流企業、配送企業、零售餐飲企業進行數據采集。包括以下幾類數據：
①倉儲數據。采集倉庫與冷庫環境數據、倉儲租賃需求信息，可對倉儲環境數據進行平均分析。
②物流數據。采集物流公司數據、運輸車數據、運輸過程記錄數據，可對運輸時間與運輸質量進行平均分析。
③批發數據。采集批發需求數據、批發價格數據，可對數據進行趨勢分析。
1.4 消費環節需求
消費環節中，平臺以采集銷售信息、提供蔬菜溯源信息、蔬菜產品信息服務和數據分析為主。
銷售信息采集方面，平臺對蔬菜產品的銷售情況、銷售渠道以及反饋意見等信息進行采集，分析產品的銷售趨勢與品質趨勢。
蔬菜溯源信息方面，提供接入平臺的蔬菜產品溯源查詢服務與集成其他溯源系統數據的查詢服務。
產品信息服務方面，平臺提供蔬菜品種、種植技術、市場行情、科普知識、飲食健康等相關信息，為電商平臺各類銷售渠道提供蔬菜產品詳細信息。
數據分析方面，對消費者關注的問題與產品做熱度分析，并結合分析結論發布消費者關注度高的熱點問題相關信息與優質蔬菜產品信息。
2 平臺總體框架設計
2.1 平臺設計原則
根據平臺需求分析，平臺設計遵循如下原則：
(1)先進性原則。平臺設計實現蔬菜的大數據精準管理與安全監控，最重要就是實現數據的存儲與交互。平臺實現與農業高新技術結合，包括實現蔬菜生產基地數據、蔬菜加工流通數據、蔬菜產品質量安全監測數據與氣象傳感器等物聯網信息化設備的數據交互。平臺設計充分滿足需求分析內容，并具備良好的前瞻性，滿足相關設備更新換代產生的系統更新需求，使平臺在長期使用過程不需進行頻繁擴展。
(2)安全性原則。作為蔬菜產品精準管理與安全監控平臺，對用戶以及相關接入設備需要嚴格控制，平臺應采用全面的安全保護措施，完全具備對重要數據、平臺關鍵模塊進行備份，遵循單一的職責原則，即一個類只負責一項職責，使平臺擁有較強的容錯力，確保平臺長期運行的穩定性。
(3)開放性原則。平臺接入的外部設備較多，涉及農業氣象、物聯網信息化、衛星導航等相關領域設備，平臺設計時，需要充分考慮平臺延展性，在相關接入設備進行更新換代時，方便系統進行延展開發、二次升級。平臺對相關接入設備應具有較好的適應性，不依賴于某一特定型號設備，具備標準數據接口，能與其他系統進行數據交互。
(4)實用性原則。平臺設計需考慮系統使用的用戶性質，在確保功能滿足需求的情況下，還應具有連接穩定、數據完整、操作簡單、界面友好的特性;使得用戶業務操作上能夠高效完成任務，擺脫傳統的業務處理方式。
(5)可擴展性原則。平臺設計應有較好的外部接口，滿足與各類外部設備數據的接入接出需求，如GIS電子地圖、視頻監控、RFID射頻技術、BDS衛星定位等外部設備系統。
2.2 平臺架構設計
平臺將蔬菜產前、產中、產后加工到運輸全過程進行監測管理，將生產過程涉及的所有信息進行存儲管理，為蔬菜的質量安全溯源信息查詢提供數據支撐。平臺接入的外部系統較多，數據傳輸量龐大、數據類型較為復雜，運用動態控件加載、分布存儲，并以此基于SOA架構開發分布式平臺。平臺架構如圖5所示。
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