一种基于大数据和物联网的农产品全产业链管理系统的制作方法
本发明涉及农业物联网，尤其涉及一种基于大数据和物联网的农产品全产业链管理系统。
背景技术：
1、现有农产品全产业链管理系统通常利用物联网终端采集生产、加工、仓储、运输及销售环节的数据，并按照农产品批次建立流转记录，以实现质量监测和来源追溯。此类系统主要依据批次之间的直接承接关系确定受影响范围，对加工设备、输送装置及储运容器等接触载体造成的间接残留传播关注不足。
2、现有技术通常将清洁作业记录直接作为接触传播的终止依据，缺少对清洁效果的实际验证。当清洁未达到要求时，原有接触关系难以及时恢复，易造成污染传播路径遗漏。同时，现有采样方式多依赖固定位置或人工经验，难以根据待核查路径动态确定采样位置和顺序，导致采样覆盖不足或重复采样。
3、因此，现有系统难以协同利用直接物料流转关系与接触载体传播关系准确追溯受影响批次，也难以及时控制相关农产品继续流转及接触载体再次使用。
4、因此，如何提供一种基于大数据和物联网的农产品全产业链管理系统是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本发明的一个目的在于提出一种基于大数据和物联网的农产品全产业链管理系统，本发明采用直接物料链、接触版本图与改进evolvegcn模型相结合的方法，按照父版本关系演化图卷积权重，并在候选清洁边界处截断或恢复演化；通过雪消融优化算法确定采样位置和顺序，依据清洁验证结果校正边界，再结合物料流转关系与接触暴露关系追溯受影响批次并实施流转阻断，具有追溯范围准确、清洁失效可修正、采样效率高及控制及时的优点。
2、根据本发明实施例的一种基于大数据和物联网的农产品全产业链管理系统，包括：
3、产业链采集模块，采集农产品产业链数据按时序编排，形成产业链序列；
4、物料链构建模块，依据产业链序列连接批次承接关系，形成直接物料链；
5、接触版本模块，依据产业链序列划分接触载体单元，沿接触路径编排批次占用关系，按清洁过程设置候选清洁边界并建立父版本关系，形成接触版本图序列；
6、演化分析模块，将接触版本图序列接入改进evolvegcn模型，按父版本关系演化图卷积权重矩阵，在候选清洁边界截断演化，边界撤销时以边界前权重矩阵重演化后继权重矩阵，形成接触暴露状态和待复核路径；
7、采样优化模块，依据接触暴露状态采用雪消融优化算法沿待复核路径选择采样位置并排序，控制物联网终端采样，形成清洁验证数据；
8、边界校正模块，依据清洁验证数据确认或撤销候选清洁边界，更新父版本关系并反馈演化分析模块，形成校正接触暴露状态；
9、双链追溯模块，依据直接物料链和校正接触暴露状态追溯受影响农产品批次及关联接触载体单元，在确认清洁边界停止接触暴露追溯，形成追溯结果；
10、管理控制模块，依据追溯结果下发控制指令，阻断追溯范围内农产品流转及接触载体复用，形成产业链管理结果。
11、可选的，所述产业链采集模块具体包括：
12、通过分布于农产品产业链各环节的物联网终端采集产业链数据，形成原始产业链数据；
13、依据物联网终端时钟与系统时钟的时间差修正原始产业链数据的发生时刻，形成同步产业链数据；
14、按照农产品批次经过产业链环节的实际先后次序归集同步产业链数据，在同一产业链环节内按修正后的发生时刻排列，将延迟到达的数据插入对应时序位置，形成产业链序列。
15、可选的，所述物料链构建模块具体包括：
16、沿产业链序列提取前后相邻流转环节的批次转出时段和批次接收时段，按照物料流向及时段衔接配对前序批次与接收批次；
17、比较每组配对批次的转出量与接收量，以两者中的较小物料量确定实际承接量，从两端剩余物料量中扣除实际承接量并继续配对未分配物料；
18、按照实际承接量和物料流向连接前序批次与接收批次，在批次拆分或汇集时分别保留对应连接，形成直接物料链。
19、可选的，所述接触版本模块具体包括：
20、依据单次清洁作业的实际覆盖范围划分与农产品接触的载体，形成接触载体单元；
21、将批次进入和离开接触载体单元的时刻按时间先后排列，形成批次占用关系，并依据批次实际转移连接接触路径；
22、以清洁作业结束时刻设置候选清洁边界，将接触载体单元在边界前后的批次占用分别划入不同接触版本；
23、以接触载体单元为节点、实际接触路径为边、批次占用关系为节点特征建立各接触版本图，仅连接未跨越候选清洁边界的前后接触版本，形成父版本关系和接触版本图序列。
24、可选的，所述改进evolvegcn模型包括按图卷积层级连接的多个演化图卷积单元：
25、每个演化图卷积单元包括门控循环单元和图卷积单元；
26、门控循环单元包括更新门和重置门，并具有候选隐藏状态，门控循环单元的隐藏状态为对应图卷积单元的图卷积权重矩阵。
27、可选的，所述演化分析模块具体包括：
28、各接触版本图共用各层门控循环单元的门控参数，保存各接触版本图各层图卷积权重矩阵，并对当前接触版本图的节点嵌入进行汇总后输入门控循环单元；
29、按照父版本关系定位当前接触版本图的父版本图，将父版本图同层图卷积权重矩阵作为门控循环单元的上一隐藏状态，无父版本图时采用对应层初始图卷积权重矩阵；
30、门控循环单元依据汇总后的节点嵌入和上一隐藏状态计算更新门、重置门及候选隐藏状态，生成当前接触版本图同层图卷积权重矩阵；
31、到达候选清洁边界时，将边界后首个接触版本图各层上一隐藏状态切换为对应层初始图卷积权重矩阵；
32、候选清洁边界撤销时，将边界后首个接触版本图各层上一隐藏状态切换为边界前接触版本图同层图卷积权重矩阵；
33、将边界后基于原父版本关系生成的图卷积权重矩阵标记为无效，自边界后首个接触版本图起，按照更新后的父版本关系逐图选取父版本图同层权重矩阵重新演化，至当前接触版本图或下一确认清洁边界停止；
34、采用有效图卷积权重矩阵执行图卷积，依据图卷积输出识别同一接触版本内共享接触载体单元或连续接触路径的批次，将候选清洁边界关联路径确定为待复核路径，形成接触暴露状态。
35、可选的，所述采样优化模块具体包括：
36、沿待复核路径提取接触载体单元，依据物联网终端的安装位置和采样范围筛选候选采样位置，并记录各候选采样位置对应的待复核路径；
37、将候选采样位置及采样顺序编码为雪消融优化算法的种群个体，以待复核路径覆盖数量为正向指标、采样位置数量和采样路径长度为反向指标计算个体适应度；
38、按照雪消融优化算法的种群更新方式迭代各个体，在物联网终端单次采样能力范围内选取适应度最优个体，解码得到采样位置和采样顺序；
39、控制物联网终端按照采样顺序执行采样，将采样检测结果与候选采样位置对应的候选清洁边界关联，形成清洁验证数据。
40、可选的，所述边界校正模块具体包括：
41、依据采样位置与候选清洁边界的对应关系归集清洁验证数据，将各检测结果与对应检测项目的合格限值进行比较；
42、各检测结果均满足对应合格限值时，将候选清洁边界确认为确认清洁边界，保留边界前后接触版本之间的断开状态；
43、存在检测结果不满足对应合格限值时，撤销候选清洁边界，合并边界前后的接触版本，并恢复边界前接触版本与边界后首个接触版本之间的父版本关系；
44、按照确认或撤销后的父版本关系更新接触版本图序列，由演化分析模块重新演化受影响接触版本图，形成校正接触暴露状态。
45、可选的，所述双链追溯模块具体包括：
46、从校正接触暴露状态中提取共享接触载体单元或连续接触路径的农产品批次，作为起始批次；
47、沿直接物料链的物料流向遍历起始批次的承接关系，确定后继批次；
48、沿共享接触载体单元或连续接触路径遍历关联批次，跨接触版本时在确认清洁边界停止；
49、以新增批次继续遍历直接物料链和接触路径，直至无新增批次，去重并保留关联接触载体单元，形成追溯结果。
50、可选的，所述管理控制模块具体包括：
51、从追溯结果中提取受影响农产品批次和关联接触载体单元，依据产业链序列确定批次当前流转环节，并确定批次和接触载体单元分别对应的物联网终端；
52、将受影响农产品批次的流转状态设置为锁定，将关联接触载体单元的可用状态设置为停用，生成对应的状态切换指令；
53、向对应物联网执行终端下发状态切换指令，接收终端返回的执行状态，核对执行状态是否达到锁定状态或停用状态；
54、记录各农产品批次和接触载体单元的目标状态及执行状态，形成产业链管理结果。
55、本发明的有益效果是：
56、本发明通过物联网终端采集农产品生产、加工、仓储、运输及销售环节的产业链数据，并按照批次承接关系构建直接物料链，同时根据接触载体的占用、转移及清洁过程建立接触版本图，使农产品的直接流转关系与接触载体引起的潜在残留暴露关系能够协同表征，克服现有技术仅依据批次流转记录进行追溯而容易遗漏间接接触传播路径的问题，提高受影响批次识别的完整性。
57、本发明通过改进evolvegcn模型按照父版本关系演化图卷积权重矩阵，在候选清洁边界处截断权重继承，并在清洁验证不合格、边界撤销时恢复边界前权重矩阵，对受影响的接触版本重新演化，使接触暴露分析能够随清洁验证结果进行校正，避免将未达到清洁要求的作业错误作为传播终止条件，降低接触暴露路径漏判的可能性。
58、此外，本发明利用雪消融优化算法根据待复核路径确定采样位置和采样顺序，在减少无效或重复采样的同时提高待复核路径的覆盖程度；结合校正后的接触暴露状态与直接物料链形成追溯结果，并通过物联网终端锁定受影响农产品批次、停用关联接触载体，实现从数据采集、清洁验证、双链追溯到流转控制的闭环管理，提高农产品全产业链风险处置的及时性和可靠性。