發(fā)布時間：2020-04-24 00:56

【摘要】：糧食安全關(guān)系國計民生,我國正在大規(guī)模建設(shè)和運營糧食質(zhì)量追溯體系,以期實現(xiàn)高效的追溯定位、精確召回和責任追究。論文分析調(diào)研目前糧食質(zhì)量追溯體系,總結(jié)出面臨的主要問題:(1)糧食在供應(yīng)鏈的整個生命周期中流轉(zhuǎn)時,糧食的形態(tài)發(fā)生變化,糧食追溯數(shù)據(jù)描述維度單一、缺乏統(tǒng)一標準;追溯對象的標識靜態(tài)定義、無法動態(tài)追溯。(2)糧食經(jīng)營分散控制管理,呈現(xiàn)“跨地域、多環(huán)節(jié)、大流通”的特點,整個體系缺乏安全的數(shù)據(jù)交換協(xié)議來促進數(shù)據(jù)共享,數(shù)據(jù)完整性和可驗證性較差。(3)信息管理系統(tǒng)以中心化的、各部門自建數(shù)據(jù)庫和信息查詢平臺的方式為主,數(shù)據(jù)存在篡改風險。(4)目前沒有合適的分布式解決方案為糧食供應(yīng)鏈溯源提供所需要的性能、可信度,同時具備成本效益。針對以上問題,本文為糧食供應(yīng)鏈溯源提供一個量身定制的、基于區(qū)塊鏈的去中心化的解決方案GrainTrail(Grain supply chain traceability modeling)。區(qū)塊鏈是一種分布式共享數(shù)據(jù)庫,其點對點價值轉(zhuǎn)移的去中心化特性,使所有信息被公開的記錄在這個“公共賬本”上,它的數(shù)據(jù)不能被篡改,每個人都可看隨時查看,供應(yīng)鏈溯源被認為是其適用的應(yīng)用場景。本文具體完成工作有:(1)選擇種植、倉儲、加工、分銷和銷售共五種企業(yè)分析其業(yè)務(wù)流程,提出糧食供應(yīng)鏈的溯源基本原則和溯源需求;并對追溯系統(tǒng)進行需求分析。(2)提出糧食供應(yīng)鏈建模方法GSCTM(Grain supply chain traceability modeling),用以對糧食供應(yīng)鏈追溯流程進行標準化描述。(3)引入GS1[1]全球可追溯標準,將追溯對象按照標準進行唯一標識,提出TDM(Traceability Data Model)五維度的數(shù)據(jù)模型用以全方位、多維度定義追溯對象,提高了系統(tǒng)互操作性。(4)GrainTrail采用分布式的點對點的架構(gòu)設(shè)計,每個節(jié)點都具有五個功能模塊:區(qū)塊鏈模塊、Node服務(wù)模塊、Neo4j數(shù)據(jù)持久化模塊、CMDIC模塊和用戶交互模塊。利用以太坊結(jié)合Neo4j圖數(shù)據(jù)庫,將追溯數(shù)據(jù)按照“鏈上鏈下”的模式進行存儲,降低了鏈上存儲壓力的同時提高系統(tǒng)I/O效率,并為高性能、多功能的溯源查詢提供基礎(chǔ),例如動態(tài)標識追溯、雙向追溯等;設(shè)計基于零知識證明算法(Zero-knowledge proof)的數(shù)據(jù)完整性檢查的共識機制CMDIC,驗證全鏈路的利益相關(guān)方提供的隱私數(shù)據(jù)的一致性和完整性;設(shè)計Node服務(wù)模塊,對用戶的數(shù)據(jù)上傳和查詢請求提供REST風格的接口;最后設(shè)計滿足四種類型的用戶的追溯系統(tǒng)前端交互網(wǎng)頁。通過不同模塊的配合,可以滿足追溯系統(tǒng)用戶的數(shù)據(jù)上傳、隱私數(shù)據(jù)驗證、數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)防篡改的需求。(5)實現(xiàn)并測試GrainTrail整體解決方案,證明了該解決方案可以在數(shù)據(jù)的查詢效率和數(shù)據(jù)存儲成本相比其他存儲模式具有明顯的優(yōu)勢,在不使用中心化服務(wù)器的情況下,使整個去中心系統(tǒng)具備一定的性能、可信度、以及成本效益。該方案既兼顧了糧食供應(yīng)鏈業(yè)務(wù)場景的特殊性,同時具備了解決方案的通用性,可以為其他領(lǐng)域也提供了新的思路。
【圖文】：

邐第三章需求分析與建模邐逡逑采用產(chǎn)品運輸?shù)能嚧�，將可以獲得更加精確的批號。由于從田間運出的每車產(chǎn)品，逡逑都需要使用一分“隨行單”來傳遞批次信息，由運輸?shù)能囕v駕駛員負責遞送此單逡逑據(jù)�！半S行單”上一般注明物流單元編碼，所接收的產(chǎn)品名和品種名、種植企業(yè)、逡逑數(shù)量、采收作物信息，日期、和卡車信息。產(chǎn)品抵達倉儲設(shè)施地點后，按照“隨逡逑行單”合適實際收到的產(chǎn)品，并將產(chǎn)品進行入庫登記。在存儲設(shè)施內(nèi)的所有產(chǎn)品逡逑流動階段（擺貨、送上貨臺、發(fā)貨等），都必須保存箱級或者托盤級別的貿(mào)易單逡逑元標識和批次記錄。這樣可以保證在發(fā)生召回事件的時候，倉儲企業(yè)可以按照批逡逑號進行準確追蹤產(chǎn)品。當另一批糧食（不同的名稱／品種名）或者另一塊田地的產(chǎn)逡逑品送到糧庫時，應(yīng)該等待正在入庫的糧食完成入庫操作后再進行入庫操作，并分逡逑配一個新的批號。逡逑在原糧存儲的環(huán)節(jié)中，原糧可能會進行混倉操作，即不同貨位上的糧食可能逡逑會按照品種、等級、年份相同的進行混倉操作。這標志著糧倉的貨位信息需要在逡逑混倉階段及時進行變更�；靷}操作如下圖所示：逡逑

邐邐逡逑３．３．１用戶設(shè)計逡逑為了實現(xiàn)糧食供應(yīng)鏈溯源，追溯系統(tǒng)需要滿足四種類型用戶的需求：普通消逡逑費者、監(jiān)管部門、企業(yè)用戶和系統(tǒng)管理員。逡逑企業(yè)用戶包括糧食供應(yīng)鏈生產(chǎn)過程中的所有上下游企業(yè)單位，，包括種植企業(yè)、逡逑加工企業(yè)、經(jīng)銷商／貿(mào)易商／零售商、物流公司和倉儲企業(yè)／糧庫，質(zhì)監(jiān)機構(gòu)，對糧逡逑食的安全性和品質(zhì)定期或者不定期進行質(zhì)檢抽查，并將質(zhì)檢報告原文件上傳。逡逑監(jiān)管部門，有獲取到產(chǎn)品質(zhì)檢報告、查詢原始數(shù)據(jù)、對企業(yè)提出商品召回要逡逑求、問責相關(guān)企業(yè)責任人的需求。逡逑普通消費者，具備查詢商品溯源信息的訴求，以及對商品投訴的權(quán)利。逡逑系統(tǒng)管理員，主要為以上三種用戶提供支持和賬號審核、激活功能。逡逑３．３．２功能需求逡逑下圖描述了四個子追溯系統(tǒng)的功能：逡逑追溯平臺逡逑
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：F30;TP311.13

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本文編號：2638344