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基于可信区块链和可信标识的粮油质量安全溯源研究

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食品科学 2023年第3期44卷 48-59页

作者：许继平韩佳琪张新王小艺赵峙尧孔建磊北京工商大学人工智能学院北京100048 北京工商大学中国轻工业工业互联网与大数据重点实验室北京100048

粮油质量安全关乎国家的稳定发展,但目前还存在诸多粮油质量安全问题,特别是异构系统间数据的可信互联、高效互通得不到保障。因此,本研究首先在对粮油质量安全全链条信息流转特性进行分析的基础上,构建粮油质量安全全链条架构,并对典... 详细信息

粮油质量安全关乎国家的稳定发展,但目前还存在诸多粮油质量安全问题,特别是异构系统间数据的可信互联、高效互通得不到保障。因此,本研究首先在对粮油质量安全全链条信息流转特性进行分析的基础上,构建粮油质量安全全链条架构,并对典型环节进行关键信息分类。然后基于可信区块链和可信标识构建粮油质量安全可信溯源模型,对区块数据结构、标识体系编码规则、存储方式等进行定义和重构,并提出链网连接器的概念及具体架构方案。最后,以典型粮油品种小麦为例,基于超级账本Fabric开源框架设计并研发了小麦质量安全可信溯源系统,对模型进行了系统实现验证和案例分析。结果表明,研究的模型及系统实现了粮油质量安全全链条信息互联互通,并且保证了跨链信息交互的安全与全流程可追溯性。

关键词：粮油质量安全信息溯源可信区块链可信标识链网连接器食品安全

小麦加工链中重金属镉含量的深度网络预测模型

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食品科学 2022年第17期43卷 50-55页

作者：金学波张佳帅郭天洋王小艺苏婷立赖燕群孔建磊白玉廷北京工商大学人工智能学院北京100048 北京工商大学中国轻工业工业互联网与大数据重点实验室北京100048 北京工商大学食品与健康学院北京100048 北京服装学院北京100105 中粮粮油工业(荆州)有限公司湖北荆州434300

镉污染范围广、毒性大、易侵入,被认为是最具危害性的重金属之一,人长期摄入过量的镉会引起很多疾病甚至癌症。因此,在小麦加工链中预测镉元素含量的变化趋势,制定相应对策来降低其危害,具有重要的现实意义。针对小麦加工链镉含量数据... 详细信息

镉污染范围广、毒性大、易侵入,被认为是最具危害性的重金属之一,人长期摄入过量的镉会引起很多疾病甚至癌症。因此,在小麦加工链中预测镉元素含量的变化趋势,制定相应对策来降低其危害,具有重要的现实意义。针对小麦加工链镉含量数据含有强非线性、强随机性噪声而导致的传统建模拟合度不高等问题,本研究提出一种基于正则化方法的深度预测模型。首先,利用门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)建立深度预测模型。其次,使用正则化方法修改模型的损失函数,通过加入噪声惩罚项来淡化训练时模型对于噪声的拟合程度,减小噪声对模型预测性能的影响。最后,使用贝叶斯优化方法进行超参数的选择,保证所建立的模型能够准确地预测小麦加工链各环节中的镉含量。本研究的预测结果表明,如果原麦中镉含量小于0.1 mg/kg,则经过加工的成品小麦粉也基本满足GB 2762—2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》的要求。

关键词：小麦加工链镉预测模型门控循环单元贝叶斯优化

基于深度学习的农作物病虫害图像识别APP系统设计

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计算机应用与软件 2022年第3期39卷 341-345页

作者：陶治孔建磊金学波白玉廷苏婷立北京工商大学计算机与信息工程学院北京100048 北京工商大学食品安全大数据技术北京市重点实验室北京100048

为准确有效识别出农作物病虫害类别及位置,构建一款农作物病虫害图像识别App系统,为广大农户、研究人员及管理者提供智能信息服务。该系统基于Android平台开发,在所收集的大量病虫害数据集上,开展了Darknet、YOLO等深度网络模型训练和测... 详细信息

为准确有效识别出农作物病虫害类别及位置,构建一款农作物病虫害图像识别App系统,为广大农户、研究人员及管理者提供智能信息服务。该系统基于Android平台开发,在所收集的大量病虫害数据集上,开展了Darknet、YOLO等深度网络模型训练和测试,并使用批量正则化、维度聚类和课程设计学习等技术优化模型,实现了181种作物病虫害图像的在线识别检测,为复杂环节下农作物病害及虫害在线识别、监管防控、综合治理等提供技术依据。

关键词：农作物病虫害图像识别深度学习 Android

“以点带面”式新工科专业课程思政教育——以“新生工程体验”课程为例

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黑龙江教育（高教研究与评估） 2023年第3期 60-62页

作者：金学波孔建磊白玉廷北京工商大学北京100048 北京工商大学人工智能学院北京100048

“新生工程体验”是北京工商大学自动化专业的第一门专业课,是具有导论性质的新工科专业课程,对于构建学生利用自动化知识去认识分析问题与解决问题的能力十分重要。文章针对该课程特点,深入分析研究其蕴含的思政教育元素,从专业知识的... 详细信息

“新生工程体验”是北京工商大学自动化专业的第一门专业课,是具有导论性质的新工科专业课程,对于构建学生利用自动化知识去认识分析问题与解决问题的能力十分重要。文章针对该课程特点,深入分析研究其蕴含的思政教育元素,从专业知识的引入,新工科创新实践能力培养以及构建思政教育体系等多个方面阐述了课程建设的目标及内容。文章切实结合科学知识与爱党爱国主义情怀,丰富“新工科”思政教育教改方法及教学理论,为该课程的课程思政体系的搭建和课程建设提供借鉴。

关键词：思政教育课程建设实践教育新工科自动化专业

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基于多流高斯概率融合网络的病虫害细粒度识别

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农业工程学报 2020年第13期36卷 148-157页

作者：孔建磊金学波陶治王小艺林森北京工商大学人工智能学院北京100048 国家环境保护食品链污染防治重点实验室北京100048 中国轻工业工业互联网与大数据重点实验室北京100048 北京农业智能装备技术研究中心北京100097

为解决由于现有深度迁移学习无法有效匹配实际农业场景部署应用,而导致大规模、多类别、细粒度的病虫害辨识准确低、泛化鲁棒差等问题,该研究利用农业物联网中多种设备终端获取12.2万张181类病虫害图像,并提出了基于多流概率融合网络MPF... 详细信息

为解决由于现有深度迁移学习无法有效匹配实际农业场景部署应用,而导致大规模、多类别、细粒度的病虫害辨识准确低、泛化鲁棒差等问题,该研究利用农业物联网中多种设备终端获取12.2万张181类病虫害图像,并提出了基于多流概率融合网络MPFN(Multi-stream Gaussian Probability Fusion Network)的病虫害细粒度识别模型。该模型设计多流深度网络并行的细粒度特征提取层,挖掘可区分细微差异的不同级别局部特征表达,经过局部描述特征聚合层和高斯概率融合层的整合优化,发挥多模型融合信息互补及置信耦合的优势,既可以有效区分不同类病虫害的种间微小差异,又可容忍同类病虫害种内明显差异干扰。对比试验表明,该研究MPFN模型对各类病虫害的平均识别准确率达到93.18%,性能优于其他粗粒度及细粒度深度学习方法;而平均单张处理时间为61ms,能够满足农业生产实践中物联网各终端病虫害细粒度图像识别需求,可为智能化病虫害预警防控提供技术应用参考,进而为保障农作物产量和品质安全提供基础。

关键词：农业图像识别病虫害深度神经网络特征聚合高斯概率融合

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区块链驱动的稻米供应链信息监管模型研究

农业机械学报 2021年第5期52卷 202-211,101页

作者：许继平王健张新王小艺孔建磊刘阳北京工商大学中国轻工业工业互联网与大数据重点实验室北京100048 北京工商大学北京市食品安全大数据技术重点实验室北京100048 中国信息通信研究院北京100191

针对稻米供应链业务主体复杂、信息流转冗长、数据利用率低、监管覆盖性差等问题,构建了区块链驱动的稻米供应链信息监管模型,并进行系统化实现。首先,对稻米供应链信息流转特性进行分析,梳理并提炼供应链各业务环节主体及关键信息;然后... 详细信息

针对稻米供应链业务主体复杂、信息流转冗长、数据利用率低、监管覆盖性差等问题,构建了区块链驱动的稻米供应链信息监管模型,并进行系统化实现。首先,对稻米供应链信息流转特性进行分析,梳理并提炼供应链各业务环节主体及关键信息;然后,以区块链驱动构建稻米供应链信息监管模型,设计隐私数据分级加密存储模式和定制化业务逻辑监管智能合约;最后,基于Hyperledger Fabric开源框架,构建并实现稻米供应链信息监管原型系统,并以湖南省常德市某粮油企业为例,进行了应用案例实证分析。结果表明,构建的稻米供应链信息监管模型及原型系统能够解决稻米供应链数据隐私加密、安全存储及权限管理等问题,实现供应链信息互联互通和有效监管。本研究可为粮油质量安全监管提供一种可行的应用方法。

关键词：稻米供应链信息监管区块链隐私加密智能合约超级账本

基于区块链的粮油食品全供应链信息安全管理原型系统

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农业机械学报 2020年第2期51卷 341-349页

作者：许继平孙鹏程张新王小艺孔建磊赵峙尧北京工商大学计算机与信息工程学院北京100048 北京工商大学北京市食品安全大数据技术重点实验室北京100048

粮油食品供应链具有全生命周期长、环节复杂、危害物种类多、信息多源异构等特点。基于区块链技术构建了一种新型的粮油食品供应链信息安全管理模型,研究并提出适用于粮油食品供应链的双模数据存储机制和管理供应链信息的智能合约,以保... 详细信息

粮油食品供应链具有全生命周期长、环节复杂、危害物种类多、信息多源异构等特点。基于区块链技术构建了一种新型的粮油食品供应链信息安全管理模型,研究并提出适用于粮油食品供应链的双模数据存储机制和管理供应链信息的智能合约,以保证信息存储和传输的安全可靠。在此基础上,基于Hyperledger Fabric设计了一种粮油食品全供应链信息安全管理原型系统,该系统能够实现粮油食品全供应链信息采集、查询、监控、追溯等功能,并通过具体的应用案例进行了验证和分析。

关键词：粮油食品全供应链信息安全区块链超级账本智能合约

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多维数据驱动粮食供应链危害物风险综合评价

食品科学技术学报 2019年第6期37卷 129-138页

作者：王小艺王珍妮孔建磊金学波苏婷立张新北京工商大学计算机与信息工程学院北京100048 北京工商大学北京市食品安全大数据技术重点实验室北京100048

为科学合理评价重金属、真菌毒素、农药残留和微生物等危害物在粮食供应链各个环节中的综合风险,在分析全国26个省份粮食加工品抽检数据及其他多维度数据基础上,兼顾定量指标和定性指标优势,从统计特性、抽检特性和调研特性三种互补角... 详细信息

为科学合理评价重金属、真菌毒素、农药残留和微生物等危害物在粮食供应链各个环节中的综合风险,在分析全国26个省份粮食加工品抽检数据及其他多维度数据基础上,兼顾定量指标和定性指标优势,从统计特性、抽检特性和调研特性三种互补角度构建多维层次风险指标体系,实现大量异构数据向量化风险指标转变;继而应用关联规则挖掘各指标间内在关系,实现各指标权重分配,构建风险综合评价方法,实现多维数据驱动的粮食供应链危害物风险评价和优先程度排序。希望为监管部门制定有针对性的抽检策略、确立优先监管领域和分配风险监管资源提供科学依据。

关键词：粮食危害物供应链安全多维层次指标关联规则挖掘风险评价多源异构数据

基于二维激光与图像的人工林采育目标检测方法

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林业科学 2015年第7期51卷 129-135页

作者：丁小康闫磊孔建磊刘晋浩北京林业大学工学院北京100083

【目的】对人工林区内的采育目标进行检测和识别,为采育作业操作员提供辅助信息,弥补人眼判断的不足,提高作业效率,降低操作风险。【方法】提出一种基于二维激光和图像的人工林采育目标检测方法,主要内容包括以下几个方面:1)基于二维激... 详细信息

【目的】对人工林区内的采育目标进行检测和识别,为采育作业操作员提供辅助信息,弥补人眼判断的不足,提高作业效率,降低操作风险。【方法】提出一种基于二维激光和图像的人工林采育目标检测方法,主要内容包括以下几个方面:1)基于二维激光测距仪和红外热像仪搭建采育目标信息采集系统,利用上位机对传感器的信息采集进行控制,并对采集到的信号进行预处理,获取目标的激光数据、可见光图像和红外热图像;2)将激光与图像进行标定,得到图像中的目标区域,同时由激光坐标得到目标的位置信息,为目标识别和定位打好基础;3)将可见光图像与红外图像进行融合,融合后的图像信息更丰富并减少由单一传感器所引起的不确定性,起到互补的作用;4)根据采育目标的特点,基于激光与图像信息进行特征提取,包括温度特征、颜色特征和形状特征等,为目标识别提供具体依据;5)在获得采育目标特征的基础上,运用当前流行的机器学习算法——支持向量机(SVM),通过大量样本训练和学习,建立特征参数与采育目标的数学模型;6)在SVM模型的基础上,利用3种不同的优化算法对其参数进行优化,提高识别性能。【结果】将不同算法优化后的模型通过受试者工作特征曲线(ROC曲线)进行对比,结果显示,采用遗传算法优化后的模型对人工林采育目标的识别正确率能够达到96%以上,具有较好的识别效果。【结论】将多传感器融合技术引入到林业智能装备中,取代常用的昂贵的三维激光扫描系统,采用二维激光与图像结合的方式,一方面节省了成本,另一方面,针对二维数据,系统的数据处理速度更快;同时,多传感器之间的互补作用使得对目标的测量和识别更为准确。

关键词：激光图像采育目标识别检测