食品安全计算机辅助管理系统的设计与研究

余建华

（重庆工商职业学院，重庆401520）

食品安全计算机辅助管理系统的设计与研究

余建华

（重庆工商职业学院，重庆401520）

根据食品安全管理体系的数据共享机制的原理和功能需求，提出构建信息管理系统所需B/S结构的功能划分，包括表示层、功能层和数据层，以及该系统的具体设计内容和实现过程。同时根据食品安全管理体系的具体功能需求设计仿真试验，结果为Web应用程序具有响应时间短、吞吐量高和伸缩性强的性能特点，运行过程的界面测试、数据项测试和Web应用程序测试均能达到目标需求。

食品安全；计算机辅助系统；数据元；B/S结构

食品是人类最基本的生存需求和物质生活保障，是现代社会安定和谐的基础，因此食品安全关系着人民群众的生存问题，关系着国家的未来发展［1］。我国政府采取了全程监管的方式保障食品安全，规定不同食品安全监管部门的职能，明确责任划分［2］。目前常使用建立食品安全的质量保证体系和网络信息系统来提高不同部门的工作效率、降低沟通成本、促进食品安全生产监督管理工作的开展［3］。危害分析与关键控制点（Hazard Analysis and Critical Control Point，HACCP）体系是在全世界范围内得到认可的食品安全生产监督管理体系，它是一个监测食品危害的管理系统和工具，其作用是预防食品发生安全问题，对可能发生安全隐患的食品进行排查和消除，避免潜在的食品隐患［4］。

本研究主要是建立和健全HACCP体系信息系统，目的是为实施HACCP体系提供一个辅助管理工具，为HACCP体系中产生的大量数据资料、记录文件等提供数据元管理工作系统，实现无误差的食品安全监管相关信息系统间跨地域、跨行业、跨部门的信息共享平台，为未来我国食品安全计算机辅助管理系统数据库的建立提供基础。

1　食品安全管理体系简介

1.1食品安全管理系统共享机制

信息系统主要包括人机交互系统中信息的收集、传递、存储、维护和使用等工作，而管理系统则包括信息系统与外界的相互作用，其功能包括数据收集和输入、维护数据文件等，实质是信息处理过程［5］。

作为一个开放性网络信息处理系统应该具备的基本元素包括硬件系统、软件系统、通信系统和数据系统［6］。其中数据系统中的信息应该是可以交换并且能够在不同应用环境内及其相互间进行共享，这种共享机制涵盖了不同区域间的网络，因此，数据的使用者与拥有者应有一套共用的数据使用标识，对数据表示含义的理解相同，即数据元的相关特性具有规范化说明。

通用数据元素框架（Universal Data Element Framework，DUEF）是指一种提供国际惯例命名标准概念符号的协定框架，它将每一个数据元运用一种独立的、专属的、明确的表达方式表示，并适用于各个应用软件和数据标准，所以使用DUEF后管理系统不再需要单独去对系统数据进行命名［7］。

1.2食品安全管理系统需求分析

食品安全生产监管数据元管理系统是一种以数据为核心，利用数据规范化的方式，对食品安全生产监管部门的业务数据进行规划处理，目的是对核心业务形成总体数据架构，对所有数据分类和健全档案，进行方便监管部门随时、有效地对系统数据进行管理、使用和维护，保证数据资源的集成性、可扩展性、可靠性、安全性、通用性和有效性［8-9］。信息系统主要功能模块划分如图1所示。

图1　信息系统的模块划分结构Fig.1Information system module partition structure

由图1可知，数据库管理是信息系统中的一个环节，它与信息系统中的其他环节都有一定关联，为整个系统提供数据库资源。食品安全生产监管数据元管理系统建立的目的是一方面通过数据元系统，加强监管部门各方信息共享机制的建立，提高数据元管理效率，另一方面为其他用户提供部分数据元的下载和浏览通道，为不同用户间的互动提供有效平台。

2　食品安全信息管理系统的构架及设计

2.1食品安全信息管理系统的构架思路

B/S结构（Browser/Server）是一种基于Web浏览器的网络结构模式，这种结构模式的优势在于统一了客户端，将功能的实现依托于服务器本身，有利于系统开发、使用和日常维护工作的开展［10］。对于食品安全生产监管数据元管理系统来讲，可以通过B/S结构模式技术，搭建互联网平台，将食品安全生产监管过程中相关数据，以开放的形式展示在互联网平台上，该系统应具有先进性、实用性、高可靠性、开放性、可维护性、可伸缩性和可移植性。

B/S模式按功能将信息系统分为表示层（Presentation）、功能层（Business Logical）和数据层（Data Service），分别部署在不同或相同的硬件平台上，体系结构如图2所示。

图2中，表示层中包含客户端浏览器和Internet两大部分，它是用户和系统信息交互的输入输出端，客户端浏览器主要是对用户身份识别，识别成功后，利用HTTP协议为用户提供Internet内的信息。功能层是系统主体，包含多个Web服务器，负责处理系统内部事务逻辑，它的工作内容是根据用户请求，通过SQL等方式连接对应应用程序和数据库，将得到的数据结果信息返回给Web服务器，再通过界面将结果展示给用户。数据层是系统的数据来源，属于数据库服务器，数据层的作用是存储数据，实现实时数据库的查询、修改、更新等功能，并能将查询结果通过数字信号形式传输回Web服务器。

2.2食品安全信息管理系统的设计及实现过程

食品安全信息管理系统的实现过程主要包括主界面设计、目录管理界面的设计、数据元素管理界面设计和用户管理界面设计，具体内容包含用户表、用户权限表、数据元素表、数据元素代码表和数据元素目录表。整体流程为用户登录→权限设置→目录维护→数据录入→数据查询→数据管理→数据输出→数据备份及恢复→日志记录。

其中主界面设计是系统整体框架图，应从多个层面考虑，包括主机、数据库、网络、系统软件、应用软件等。为保证未来可根据发展需要进行不同技术的拓展和信息安全，系统应具有一定的可扩展性和保护机制。同时系统面向的用户不同，包括数据元注册机构、提交机构、普通用户等，因此针对不同用户群，应有不同的主界面，能够方便用户根据自身需求进行系统的访问。其中用户权限表（tb-purview）作用为保存用户权限信息，它的结构包括用户名称（username）、权限设置（purviewset）、提交机构（tijiaoset）、注册机构（zhuceset）、目录管理（muluset）和数据元代码管理（codeset），其中用户名称为文本数据，长度为20字符，其他结构为判断数据（是/否）。

目录管理界面中，数据元素目录表（tb-content）的作用是保存数据目录结构，它的结构包括目录代码（ID）、目录名称（name）和目录代码（fuid），三者均为文本数据类型，长度视具体情况而定。数据元素代码表（tb-datacode-xxxx）的作用是保存数据元素的值域代码信息，xxxx为动态名称，数据元素代码表的结构包括代码值（codezhi）、代码名称（codemingchen）和代码说明（codeshuoming），三者均为文本数据类型，长度为50字符。目录管理系统模块功能包括：数据元分类的添加、查询、修改和删除。

数据元管理界面中，数据元素表（tb-dataele）的主要作用为保存数据元素信息，它的结构包括自动编号（ID）、中文名称（zhongwen）、英文名称（yingwen）、数据格式（geshi）、内部标识符（neibubiaoshi）、值域（zhiyu）、状态（zhuangtai）、提交机构（tijiao）、注册机构（zhuce）、审核状态标识（chushen）和审核结果标识（fushen），其中自动编号无数据类型和长度，审核状态为数字数据类型，长度为2字符，其他结构为文本数据类型，长度为50字符。数据元管理系统模块主要功能包括数据元的添加、查询、修改、删除和输出。

用户管理界面中，用户表（tb-user）的作用为保存管理员的名称及密码信息，它的结构包括用户名称（username）和用户密码（password），数据类型均为文本数据，长度为50字符。用户管理系统模块功能包括：添加、删除用户和查看、修改、添加、擅长用户权限。

3　食品安全信息管理系统的仿真测试及结果分析

3.1食品安全信息管理系统的仿真测试

为了测定该系统是否能达到预期目标，将进行两个方面的性能测试，分别是Web应用程序性能测试和数据元管理系统性能测试。

Web应用程序应能够同时支持多个用户同时使用时仍然能够良好运行，因此在测试环境中模拟正常、高峰和负载条件下Web应用程序各性能的运行状况。具体测试方法为：在不同状态下，收集包括响应时间、吞吐量和伸缩性的性能指标，同时进行压力测试，得出该应用程序最大服务级别。

数据元管理系统应能够协同管理多个工作模块，完整的完成整个生命周期管理过程。具体测试方法为：运行整个生命周期，期间观察是否出现界面不规范、功能点未达到要求、产品操作不稳定、bug数量超过规定范围、命名规则不准确、图形模式的数据项不正常工作、在Web应用程序出现问题时不能够不断发送请求的问题，最后以报告形式输出测试结果。

3.2食品安全信息管理系统的测试结果及分析

本Web应用程序具有响应时间短、吞吐量高和伸缩性强的性能特点，其中在负载条件下响应时间会有所增加，尤其是重负载时，由于系统缺少服务资源，响应时间会短时间内增加4.8 s，但仍在可控范围内。测试吞吐量值为2 800并发量，但这仅仅是测试值，并不是最大值。当请求数量增加时，该应用程序能够自行进行简单升级，利用更多处理器扩展内存。

数据元管理系统在运行过程中，第一从界面测试而言，界面文字及色彩、输入、命名及快捷方式符合要求，名称统一；第二从数据项测试而言，数据项显示正常、图形模式正常工作、能够识别非法数据；第三在Web应用测序处于负载状态时，能够不断发送请求，直至Web应用程序应答。由以上结果可知，该食品安全计算机辅助管理系统的基本性能能够达到要求，可以进行进一步运行试验。

4　结论

加强食品安全监管体制，健全HACCP体系信息系统是解决食品安全问题的方法之一。本文对食品安全管理体系的数据共享机制和功能需求进行说明，提出数据库管理对于信息系统的重要性。并提出构建信息管理系统所需B/S结构的功能划分以及该系统的具体设计内容和实现过。最后根据食品安全管理体系的具体功能需求，设计仿真试验，结果证明该食品安全监管数据元系统的功能和性能需求基本达到目标需求，能够进行进一步试验运行。

［1］周应恒，霍丽玥，彭晓佳.食品安全：消费者态度、购买意愿及信息的影响——对南京市超市消费者的调查分析［J］.中国农村经济，2004，23（11）：53-59

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［4］王忠伟，李国栋，徐英杰.食品安全性毒理学评价计算机辅助系统的设计与应用［J］.毒理学杂志，2006，20（4）：265-267

［5］樊永祥，王茂起.HACCP体系在餐饮业食品安全管理中的应用［J］.中国食品卫生杂志，2006，18（1）：1-4

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［7］陈传波，李涛，张道杰.基于.NET的通用数据访问框架研究［J］.计算机工程与科学，2004，26（10）：79-82

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［10］赵志升，李桂权.一种基于B/S结构与C/S结构结合的新体系结构［J］.电子技术应用，2004，30（8）：7-9

Study and Design of the Computer Aided Management System for Food Safety Application

YU Jian-hua
（Chongqing Technology and Business Institute，Chongqing 401520，China）

According to the data sharing mechanism of food safety management system principle and functional requirements of information management system，the functional division of B/S structure was proposed including the presentation layer，function layer，data layer and the specific design content and implementation process of the system.Meanwhile，design simulation experiment was conducted according to the specific functional requirements of food safety management system.The results showed a short response time for Web applications. The high throughput and scalability，the performance characteristics of the operation interface testing，testing and Web application testing data items can reach the target requirements.

food safety；computer aided system；data element；B/S structure

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.17.046

2016-06-06

余建华（1981—），男（汉），讲师，本科，研究方向：计算机科学与技术。