系统预警理论

系统预警理论

食品安全预警研究的对象是综合性问题，系统预警的理论是按照系统的概念划定问题的研究范畴，利用系统科学的原理和方法进行分析、预测和控制。

 

      (一)系统、信息与控制

 

      1.系统

系统理论是把研究对象作为一个整体，用系统或体系定义，侧重于描述和确定整个研究对象的总体结构、功能和行为。例如，风险评估系统、安全状态与发展趋势报告系统、污染监测与安全预警系统等。系统的内部是由相互作 用、相互依赖的若干部分组合面成，具有特定定的边界或范围界限来划和实质特性的有机整体。系

 

      统的内外之间是统的外部由其他的系统组成，系定的。

 预警系统受到的干扰来自于系统以外的环境，系统的环境就是系统的外界，是对存在于系统以外的关联事物(空间和时间)的总称。系统所处的环境是影响系统的部分，或者说是系统的约束条件，所以，系统通过边界与环境处于动态(或静态)的接触之中。环境有时又是一种更高级、更复杂的系统，在某些情况下，它会限制预警系统功能的发挥。

 

      一般来说， 食品安全预警系统不仅存在内部运行的问题，而且因为受到环境的影响，还有适应外部环境变化的问题。能够与外部环境保持最佳适应状态的系统才是健康运行的系统，不能适应周围环境变化的系统是难以生存的。系统的环境适应性提醒人们要考虑系统与环境之间的关系。只有系统内部关系和外部关系相互协调、统才能全面发挥系统的整体功能， 保证系统整体性向最优化发展。

 

      系统理论强调系统本身作为一个整体，关注整体与局部、局部与局部、系统内部与外部环境之间所存在的相互依赖、相互影响、相互制约的动态关系，具有目的性、动态性、有序性三大基本特征。系统目的性强调整体运行的最终目标是可期望的、可控制的和可科学预测的。动态性则意味着整体也好，局都也罢，都是在时间或空间具有动力学特性的，即系统是可变的、运动的。系统的有序性认为整体和局部、局部和局都之间的相互作用是宏观层面的规则规范的作用，系统是自律的、可操作的。例如，食品安全问题可以通过法律法规的 约束，从大问题转变为小问题，甚至完全化解问题。

 

      2.信息

 

      对食品安全问题的预警转变为系统的预警，如何实现或实施系统的运行和控制呢?系统理论的手段是以信息为依据，对信息进行采集、分析、推断、转化和更新。

 

      最基础的信息是原始信息。原始信息既包括历史信息和即时信息，也包括实际信息和判断信息。- 般由信息网(信息的收集、统计和传输)、中央信息处理系统(存储和处理从信息网传人的各种信息，进行综合、甄别和简化)和信息推断系统(对缺乏的信息进行推断，并进行征兆信息的推断)构成。预警信息经过采集、处理和动态补充，把握信息运动的规律，滤除信息中的噪声，排别信息的真伪并有效别除伪信息，使原始信息转化为有用的信息，成为完善、灵敏的预警信息，这些信息能对食品安全的状况给出警报和警度。广义的信息是指数据、资料、文件等，也称为数据信息、政策信息、能量信息等。

 

      无论是系统的内部之间还是系统与外部环境之间，相互的影响或干涉可以理解为是信息流的作用。信息流是指具有实际意义、有能量且有流动指向的特定信息。信息流的流向表征出信息的传递、转移和转换，也反映出与其他信息流的相互关联性。因此，食品安全预警系统的状况、运行趋势也就是信息的特征、传递、转移和转换。

 

      预警最终输出的警报信息以及相关的技术对策和建议信息，是原始信息经推断处理后的有用信息，是组具有警示性的信息。

 

      3.控制

 

      控制就是约束系统的状态、行为和变动趋势，调节波动增强稳定性，使系统按预定目标运行的技术科学。预警控制有两个层面的控制: - -是技术控制，二是管理控制。技术控制的原理是通过系统的结构设计，以实现不同要求的功能和变化，例如，利用反馈控制、前馈控制和复合控制等方式实现不同的控制要求。管理控制则是强调管理流程的指导性流向，例如利用政策调控、控制行为和思想理念的转变，实现目标的转变。

 

      预警研究以预防为主，因此，预警的控制是防止产生问题。对于系统的非正常运行，控制就是实施有力度的干预、变轨等动作，使系统按照理想正常的趋势运行。为防止系统可能产生较大的误差、偏离，对系统的关键点进行及时、有效的调节、纠偏，以保持系统的正常运行。当食品受到污染或食品安全的风险积聚增强时，食品安全预警的控制手段重在减少污染和减小风险，直至彻底消除污染源，完全排除风险。如果出现突发重大食品安全事件，则强调快速应对以控制事态。

      视频安全预警的系统控制理论即将研究对象作为一个整体，用信息流表达食品安全预警的系统控制理论并设计各种流向和控制过程，以实现对食品系统内部以及系统和外界的关联，  使问题的严重程度弱化，使食品处安全风险的修正、调整，减小和降低风险，于安全的警戒限度内。

 

      (二)系统工程预警理论

 

      工程是指产品的整个实现过程，其构成要素是工艺(方法和手段)、工艺流程(过程)、工装设备(人、财物)和辅助支撑(管理水平)。工艺流程由必要的各种工艺组成，工艺也就是工序，工艺的实现由装备承担。从原料到产品的过程，就是选择工艺、设计工艺流程、在选定的装备上由操作者加工完、成的过程，中间包括必要的检测。系统工程理论则是利用系统工程学的思想分析系统、设计系统、控制系统。食品安全预警的系统工程理论是按照工程的理念设计预警流程，以工程的工序分解系统，以工装设备对应为系统功能，从而实现对食品安全的保障所进行的预防和控制。

 

      系统工程的工艺流程是实现预警的系统结构，对于同样的输人情况，不同的流程所消耗的能量不一一样，需要的工装设备不样，完成的产品即预警输出也不一样。因此，设计一个优秀的工艺流程是至关重要的。工艺是实现预警输出所采取的手段、方法，预警系统的工艺实质是研究适用的数据分析方法，规定具体的监测检测方法，制定有关的制度、方案等。例如，为了预警所制定的报告制度、通报制度、责任制度等。不同的方法、手段所解决的问题不样，研究的效果差异也大。工装设备是实现工艺的具体载体，预警的工装设备涉及监测网点、检测仪器与设备、数据库、技术人员、管理者，以及出台有关的法律法规文本、规定的报告文本格式等，主要体现预警的技术水平、加工能力、输出精度和成本效益。预警系统工程的辅助支撑通常可以视作系统运行需要的外部环境，如国家食品安全管理战略、有关的发展规划等。

 

      工程的概念便于理解，方法简单方便，利用系统工程学的流程、工艺的概念和理论研究复杂的食品安全预警问题，能使系统内部的关联变得简捷，系统与外部的关联变得清晰。因此，系统工程学的思想对构建预警系统具有借鉴价值和指导意义。

 

      (三)耗散预警理论

 

      托收取初的概念源于物理的热学研究。当个远离平衡态的开放系统，由

 

于许多复会因素的影响而出现非对称的课落现象，在达到非线性区时，因为不断与外界进行物质和能量交换，系系统可能会发生突变，由原来的无序混沌状态自政地转卖为一种在时密或功施上的新的有序结构，这新的稳定有序的幼构软称为收转构。开放系统在远高平衡态时能够自发地形成有序的耗展情构，描述这种特性的规律就尔为耗散结构理论。如果系统自发运行具有的方向性类他这种托收结构的运行特性，那么从这个意义上说，供用托放思想保计系统运行方向，则是系统研究的种新的理念。

 

      食品安全预警实际上就是要研究风险的产生和变化，要预防和警示风险的产生和积累，保障食品的安全。食品本身见一个开放系统，食品开放体将自发地由无序混沌状态向食品完全不安全的耗散结构方向发展，风险自然积聚。但是，如果受到外界适当的控制和干扰的话，食品开放体的自发过程就娶受到限制或阻碍，食品的不安全性就会降低白发的过程，而启动白发过程井维持这个过程的能量就是警源的强度。保持食品处于相对安全的状态，也就居避免食品开放系统成为耗散结构，产生食品安全问题的风险其实就是产生了耗散，控制风险其实也就是减小耗散。因此，可以用耗散对应风险，用耗散的增加来表示风险的增大，用耗散结构表示开放体自发运行的趋势、方向。那么，食品安全预警就是利用外加能量来抵抗系统的自发过程，控制食品安全问题就是大力补偿自发过程，以改变过程的运行方向，防止耗散结构出现，保障食品安全。

 

      食品安全问题可以借用“耗散”的概念，食品的不安全程度或风险以耗散度对应表征，食品系统的自然运行趋势就是自发向耗散结构运行的方向，基于耗散的食品安全预警理论，就是研究系统自发向耗散结构运行的规律。

 

      (四)协同预警理论

协同理论认为自然界是由许多

 

小系统，这个统一体就是大系统。在系统组织起来的统 体，这许多系统就称为

 

律。协同理论研究的就是这个规律。又压制约它们的平街结构以 及由日的结构转变为武成相一程的用在某个大系统中的许多小系统既相互作用，

 

      食品安全预警系统强调系统总体最优，那么，系统内所有子系统如何实现相互最恰当的影响，如何考量它们之间影响的优劣，以及影响的叠加效果，或者说，不利的影响经过叠加后减弱或互相抵消，有利的影响叠加后更强，协同理论的思想将有利于解决这样的问题。另外，系统还受环境制约，协同理论还可以探讨外界对系统产生的作用效果问题，这些探讨对于判别系统运行的稳定性和有效性是必要的。例如，对于食品污染问题，如果食品受到农药、微生物的不利影响，食品污染的风险就主要来自于农药和微生物，当两者都使食品污染程度加剧，影响效果的简单度量可以用农药的影响加上微生物的影响来表示。但是，两者具有协同作用的效果时，食品污染的程度将会加剧。对于食品 安全预警这类复杂问题的研究，协同作用及其规律是必须考虑的。探寻有利的研究必须遵循的基本协同作用规律，避免不利的风险叠加，是食品安全预警原则。

 

信号预警理论