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系統(tǒng)預(yù)警理論 信號預(yù)警理論
2021-08-06系統(tǒng)預(yù)警理論食品安全預(yù)警研究的對象是綜合性問題，系統(tǒng)預(yù)警的理論是按照系統(tǒng)的概念劃定問題的研究范疇，利用系統(tǒng)科學(xué)的原理和方法進(jìn)行分析、預(yù)測和控制。
(一)系統(tǒng)、信息與控制
1.系統(tǒng)
系統(tǒng)理論是把研究對象作為一個(gè)整體，用系統(tǒng)或體系定義，側(cè)重于描述和確定整個(gè)研究對象的總體結(jié)構(gòu)、功能和行為。例如，風(fēng)險(xiǎn)評估系統(tǒng)、安全狀態(tài)與發(fā)展趨勢報(bào)告系統(tǒng)、污染監(jiān)測與安全預(yù)警系統(tǒng)等。系統(tǒng)的內(nèi)部是由相互作 用、相互依賴的若干部分組合面成，具有特定定的邊界或范圍界限來劃和實(shí)質(zhì)特性的有機(jī)整體。系
統(tǒng)的內(nèi)外之間是統(tǒng)的外部由其他的系統(tǒng)組成，系定的。
預(yù)警系統(tǒng)受到的干擾來自于系統(tǒng)以外的環(huán)境，系統(tǒng)的環(huán)境就是系統(tǒng)的外界，是對存在于系統(tǒng)以外的關(guān)聯(lián)事物(空間和時(shí)間)的總稱。系統(tǒng)所處的環(huán)境是影響系統(tǒng)的部分，或者說是系統(tǒng)的約束條件，所以，系統(tǒng)通過邊界與環(huán)境處于動(dòng)態(tài)(或靜態(tài))的接觸之中。環(huán)境有時(shí)又是一種更高級、更復(fù)雜的系統(tǒng)，在某些情況下，它會(huì)限制預(yù)警系統(tǒng)功能的發(fā)揮。
一般來說， 食品安全預(yù)警系統(tǒng)不僅存在內(nèi)部運(yùn)行的問題，而且因?yàn)槭艿江h(huán)境的影響，還有適應(yīng)外部環(huán)境變化的問題。能夠與外部環(huán)境保持最佳適應(yīng)狀態(tài)的系統(tǒng)才是健康運(yùn)行的系統(tǒng)，不能適應(yīng)周圍環(huán)境變化的系統(tǒng)是難以生存的。系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性提醒人們要考慮系統(tǒng)與環(huán)境之間的關(guān)系。只有系統(tǒng)內(nèi)部關(guān)系和外部關(guān)系相互協(xié)調(diào)、統(tǒng)才能全面發(fā)揮系統(tǒng)的整體功能， 保證系統(tǒng)整體性向最優(yōu)化發(fā)展。
系統(tǒng)理論強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)本身作為一個(gè)整體，關(guān)注整體與局部、局部與局部、系統(tǒng)內(nèi)部與外部環(huán)境之間所存在的相互依賴、相互影響、相互制約的動(dòng)態(tài)關(guān)系，具有目的性、動(dòng)態(tài)性、有序性三大基本特征。系統(tǒng)目的性強(qiáng)調(diào)整體運(yùn)行的最終目標(biāo)是可期望的、可控制的和可科學(xué)預(yù)測的。動(dòng)態(tài)性則意味著整體也好，局都也罷，都是在時(shí)間或空間具有動(dòng)力學(xué)特性的，即系統(tǒng)是可變的、運(yùn)動(dòng)的。系統(tǒng)的有序性認(rèn)為整體和局部、局部和局都之間的相互作用是宏觀層面的規(guī)則規(guī)范的作用，系統(tǒng)是自律的、可操作的。例如，食品安全問題可以通過法律法規(guī)的 約束，從大問題轉(zhuǎn)變?yōu)樾栴}，甚至完全化解問題。
2.信息
對食品安全問題的預(yù)警轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)的預(yù)警，如何實(shí)現(xiàn)或?qū)嵤┫到y(tǒng)的運(yùn)行和控制呢?系統(tǒng)理論的手段是以信息為依據(jù)，對信息進(jìn)行采集、分析、推斷、轉(zhuǎn)化和更新。
最基礎(chǔ)的信息是原始信息。原始信息既包括歷史信息和即時(shí)信息，也包括實(shí)際信息和判斷信息。- 般由信息網(wǎng)(信息的收集、統(tǒng)計(jì)和傳輸)、中央信息處理系統(tǒng)(存儲和處理從信息網(wǎng)傳人的各種信息，進(jìn)行綜合、甄別和簡化)和信息推斷系統(tǒng)(對缺乏的信息進(jìn)行推斷，并進(jìn)行征兆信息的推斷)構(gòu)成。預(yù)警信息經(jīng)過采集、處理和動(dòng)態(tài)補(bǔ)充，把握信息運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，濾除信息中的噪聲，排別信息的真?zhèn)尾⒂行e除偽信息，使原始信息轉(zhuǎn)化為有用的信息，成為完善、靈敏的預(yù)警信息，這些信息能對食品安全的狀況給出警報(bào)和警度。廣義的信息是指數(shù)據(jù)、資料、文件等，也稱為數(shù)據(jù)信息、政策信息、能量信息等。
無論是系統(tǒng)的內(nèi)部之間還是系統(tǒng)與外部環(huán)境之間，相互的影響或干涉可以理解為是信息流的作用。信息流是指具有實(shí)際意義、有能量且有流動(dòng)指向的特定信息。信息流的流向表征出信息的傳遞、轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)換，也反映出與其他信息流的相互關(guān)聯(lián)性。因此，食品安全預(yù)警系統(tǒng)的狀況、運(yùn)行趨勢也就是信息的特征、傳遞、轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)換。
預(yù)警最終輸出的警報(bào)信息以及相關(guān)的技術(shù)對策和建議信息，是原始信息經(jīng)推斷處理后的有用信息，是組具有警示性的信息。
3.控制
控制就是約束系統(tǒng)的狀態(tài)、行為和變動(dòng)趨勢，調(diào)節(jié)波動(dòng)增強(qiáng)穩(wěn)定性，使系統(tǒng)按預(yù)定目標(biāo)運(yùn)行的技術(shù)科學(xué)。預(yù)警控制有兩個(gè)層面的控制: - -是技術(shù)控制，二是管理控制。技術(shù)控制的原理是通過系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)不同要求的功能和變化，例如，利用反饋控制、前饋控制和復(fù)合控制等方式實(shí)現(xiàn)不同的控制要求。管理控制則是強(qiáng)調(diào)管理流程的指導(dǎo)性流向，例如利用政策調(diào)控、控制行為和思想理念的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的轉(zhuǎn)變。
預(yù)警研究以預(yù)防為主，因此，預(yù)警的控制是防止產(chǎn)生問題。對于系統(tǒng)的非正常運(yùn)行，控制就是實(shí)施有力度的干預(yù)、變軌等動(dòng)作，使系統(tǒng)按照理想正常的趨勢運(yùn)行。為防止系統(tǒng)可能產(chǎn)生較大的誤差、偏離，對系統(tǒng)的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行及時(shí)、有效的調(diào)節(jié)、糾偏，以保持系統(tǒng)的正常運(yùn)行。當(dāng)食品受到污染或食品安全的風(fēng)險(xiǎn)積聚增強(qiáng)時(shí)，食品安全預(yù)警的控制手段重在減少污染和減小風(fēng)險(xiǎn)，直至徹底消除污染源，完全排除風(fēng)險(xiǎn)。如果出現(xiàn)突發(fā)重大食品安全事件，則強(qiáng)調(diào)快速應(yīng)對以控制事態(tài)。
視頻安全預(yù)警的系統(tǒng)控制理論即將研究對象作為一個(gè)整體，用信息流表達(dá)食品安全預(yù)警的系統(tǒng)控制理論并設(shè)計(jì)各種流向和控制過程，以實(shí)現(xiàn)對食品系統(tǒng)內(nèi)部以及系統(tǒng)和外界的關(guān)聯(lián)， 使問題的嚴(yán)重程度弱化，使食品處安全風(fēng)險(xiǎn)的修正、調(diào)整，減小和降低風(fēng)險(xiǎn)，于安全的警戒限度內(nèi)。
(二)系統(tǒng)工程預(yù)警理論
工程是指產(chǎn)品的整個(gè)實(shí)現(xiàn)過程，其構(gòu)成要素是工藝(方法和手段)、工藝流程(過程)、工裝設(shè)備(人、財(cái)物)和輔助支撐(管理水平)。工藝流程由必要的各種工藝組成，工藝也就是工序，工藝的實(shí)現(xiàn)由裝備承擔(dān)。從原料到產(chǎn)品的過程，就是選擇工藝、設(shè)計(jì)工藝流程、在選定的裝備上由操作者加工完、成的過程，中間包括必要的檢測。系統(tǒng)工程理論則是利用系統(tǒng)工程學(xué)的思想分析系統(tǒng)、設(shè)計(jì)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。食品安全預(yù)警的系統(tǒng)工程理論是按照工程的理念設(shè)計(jì)預(yù)警流程，以工程的工序分解系統(tǒng)，以工裝設(shè)備對應(yīng)為系統(tǒng)功能，從而實(shí)現(xiàn)對食品安全的保障所進(jìn)行的預(yù)防和控制。
系統(tǒng)工程的工藝流程是實(shí)現(xiàn)預(yù)警的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對于同樣的輸人情況，不同的流程所消耗的能量不一一樣，需要的工裝設(shè)備不樣，完成的產(chǎn)品即預(yù)警輸出也不一樣。因此，設(shè)計(jì)一個(gè)優(yōu)秀的工藝流程是至關(guān)重要的。工藝是實(shí)現(xiàn)預(yù)警輸出所采取的手段、方法，預(yù)警系統(tǒng)的工藝實(shí)質(zhì)是研究適用的數(shù)據(jù)分析方法，規(guī)定具體的監(jiān)測檢測方法，制定有關(guān)的制度、方案等。例如，為了預(yù)警所制定的報(bào)告制度、通報(bào)制度、責(zé)任制度等。不同的方法、手段所解決的問題不樣，研究的效果差異也大。工裝設(shè)備是實(shí)現(xiàn)工藝的具體載體，預(yù)警的工裝設(shè)備涉及監(jiān)測網(wǎng)點(diǎn)、檢測儀器與設(shè)備、數(shù)據(jù)庫、技術(shù)人員、管理者，以及出臺有關(guān)的法律法規(guī)文本、規(guī)定的報(bào)告文本格式等，主要體現(xiàn)預(yù)警的技術(shù)水平、加工能力、輸出精度和成本效益。預(yù)警系統(tǒng)工程的輔助支撐通常可以視作系統(tǒng)運(yùn)行需要的外部環(huán)境，如國家食品安全管理戰(zhàn)略、有關(guān)的發(fā)展規(guī)劃等。
工程的概念便于理解，方法簡單方便，利用系統(tǒng)工程學(xué)的流程、工藝的概念和理論研究復(fù)雜的食品安全預(yù)警問題，能使系統(tǒng)內(nèi)部的關(guān)聯(lián)變得簡捷，系統(tǒng)與外部的關(guān)聯(lián)變得清晰。因此，系統(tǒng)工程學(xué)的思想對構(gòu)建預(yù)警系統(tǒng)具有借鑒價(jià)值和指導(dǎo)意義。
(三)耗散預(yù)警理論
托收取初的概念源于物理的熱學(xué)研究。當(dāng)個(gè)遠(yuǎn)離平衡態(tài)的開放系統(tǒng)，由
于許多復(fù)會(huì)因素的影響而出現(xiàn)非對稱的課落現(xiàn)象，在達(dá)到非線性區(qū)時(shí)，因?yàn)椴粩嗯c外界進(jìn)行物質(zhì)和能量交換，系系統(tǒng)可能會(huì)發(fā)生突變，由原來的無序混沌狀態(tài)自政地轉(zhuǎn)賣為一種在時(shí)密或功施上的新的有序結(jié)構(gòu)，這新的穩(wěn)定有序的幼構(gòu)軟稱為收轉(zhuǎn)構(gòu)。開放系統(tǒng)在遠(yuǎn)高平衡態(tài)時(shí)能夠自發(fā)地形成有序的耗展情構(gòu)，描述這種特性的規(guī)律就爾為耗散結(jié)構(gòu)理論。如果系統(tǒng)自發(fā)運(yùn)行具有的方向性類他這種托收結(jié)構(gòu)的運(yùn)行特性，那么從這個(gè)意義上說，供用托放思想保計(jì)系統(tǒng)運(yùn)行方向，則是系統(tǒng)研究的種新的理念。
食品安全預(yù)警實(shí)際上就是要研究風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生和變化，要預(yù)防和警示風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生和積累，保障食品的安全。食品本身見一個(gè)開放系統(tǒng)，食品開放體將自發(fā)地由無序混沌狀態(tài)向食品完全不安全的耗散結(jié)構(gòu)方向發(fā)展，風(fēng)險(xiǎn)自然積聚。但是，如果受到外界適當(dāng)?shù)目刂坪透蓴_的話，食品開放體的自發(fā)過程就娶受到限制或阻礙，食品的不安全性就會(huì)降低白發(fā)的過程，而啟動(dòng)白發(fā)過程井維持這個(gè)過程的能量就是警源的強(qiáng)度。保持食品處于相對安全的狀態(tài)，也就居避免食品開放系統(tǒng)成為耗散結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生食品安全問題的風(fēng)險(xiǎn)其實(shí)就是產(chǎn)生了耗散，控制風(fēng)險(xiǎn)其實(shí)也就是減小耗散。因此，可以用耗散對應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)，用耗散的增加來表示風(fēng)險(xiǎn)的增大，用耗散結(jié)構(gòu)表示開放體自發(fā)運(yùn)行的趨勢、方向。那么，食品安全預(yù)警就是利用外加能量來抵抗系統(tǒng)的自發(fā)過程，控制食品安全問題就是大力補(bǔ)償自發(fā)過程，以改變過程的運(yùn)行方向，防止耗散結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，保障食品安全。
食品安全問題可以借用“耗散”的概念，食品的不安全程度或風(fēng)險(xiǎn)以耗散度對應(yīng)表征，食品系統(tǒng)的自然運(yùn)行趨勢就是自發(fā)向耗散結(jié)構(gòu)運(yùn)行的方向，基于耗散的食品安全預(yù)警理論，就是研究系統(tǒng)自發(fā)向耗散結(jié)構(gòu)運(yùn)行的規(guī)律。
(四)協(xié)同預(yù)警理論
協(xié)同理論認(rèn)為自然界是由許多
小系統(tǒng)，這個(gè)統(tǒng)一體就是大系統(tǒng)。在系統(tǒng)組織起來的統(tǒng) 體，這許多系統(tǒng)就稱為
律。協(xié)同理論研究的就是這個(gè)規(guī)律。又壓制約它們的平街結(jié)構(gòu)以 及由日的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槲涑上嘁怀痰挠迷谀硞€(gè)大系統(tǒng)中的許多小系統(tǒng)既相互作用，
食品安全預(yù)警系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)總體最優(yōu)，那么，系統(tǒng)內(nèi)所有子系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)相互最恰當(dāng)?shù)挠绊懀绾慰剂克鼈冎g影響的優(yōu)劣，以及影響的疊加效果，或者說，不利的影響經(jīng)過疊加后減弱或互相抵消，有利的影響疊加后更強(qiáng)，協(xié)同理論的思想將有利于解決這樣的問題。另外，系統(tǒng)還受環(huán)境制約，協(xié)同理論還可以探討外界對系統(tǒng)產(chǎn)生的作用效果問題，這些探討對于判別系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和有效性是必要的。例如，對于食品污染問題，如果食品受到農(nóng)藥、微生物的不利影響，食品污染的風(fēng)險(xiǎn)就主要來自于農(nóng)藥和微生物，當(dāng)兩者都使食品污染程度加劇，影響效果的簡單度量可以用農(nóng)藥的影響加上微生物的影響來表示。但是，兩者具有協(xié)同作用的效果時(shí)，食品污染的程度將會(huì)加劇。對于食品 安全預(yù)警這類復(fù)雜問題的研究，協(xié)同作用及其規(guī)律是必須考慮的。探尋有利的研究必須遵循的基本協(xié)同作用規(guī)律，避免不利的風(fēng)險(xiǎn)疊加，是食品安全預(yù)警原則。
信號預(yù)警理論 現(xiàn)狀、控制現(xiàn)狀和預(yù)警。同樣，信號在自動(dòng)控制中指揮儀器僅道路、車輛和行人這樣的復(fù)雜系統(tǒng)有序地組合在一起，信號是工程中常用的一種表示信息的手段，例如交通信號傳遞的信息，使利用信號的變換來改變表的動(dòng)作和控制 相度。實(shí)現(xiàn)工程在極大或極小空間以及超常或超短時(shí)域的調(diào)控。信號的指揮、控制和預(yù)防的功能，也正是預(yù)警的基本功能，因此，信號學(xué)原理也是食品安全預(yù)督的基本理論。 1.信號的顏色表征 用不同顏色來區(qū)別警情的嚴(yán)重程度，就是信號的顏色預(yù)警，它也是預(yù)警研究的方法和手段。實(shí)際上，信號的顏色表征適用于劃分不同類型的問題。 2.信號的開關(guān)控制 信號的“有”和“無"可以起到調(diào)節(jié)作用，也就是開關(guān)作用。有信號說明系統(tǒng)是“開”的狀態(tài)，無信號說明系統(tǒng)是“關(guān)”的狀態(tài)。利用開關(guān)作用來判斷警情問題和警源狀態(tài)，反映出預(yù)警控制的思想。 3.信號的傳遞特性 信號的轉(zhuǎn)移和傳遞正是信息需要具有的特性。可以利用信號傳感來表達(dá)食品的安全狀態(tài)，用信號的傳遞、轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)換反映食品安全狀態(tài)的變化、發(fā)展趨勢的演變，從而進(jìn)行警情的預(yù)測預(yù)報(bào)。
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