食品质量安全抽检数据分析.docx

1、食品质量安全抽检数据分析食品质量安全抽检数据分析摘要“民以食为天”， 食品安全问题越来越引起社会各界的重视，本文根据深圳市给出2010年、2011年、2012年的食品质量安全抽检数据，针对深圳市的食品质量安全做出了分析。针对问题一，由于调查的食物种类复杂，我们首先将食品分为蔬菜类、鱼类、鸡鸭类等九大类，并将不合格项目分为重金属、微生物、添加剂和其它这四个方面。然后根据深圳市2010，2011，2012三年抽检样本数据，统计出每类食品总的不合格数目，以及各食品类别中各个不合格项目的个数和其在总不合格数目中所占的比例。最后根据比例和年份用做出深圳市这三年各主要食品领域各不合格项情况的变化趋势图及总

2、趋势图，我们发现在不合格项目中：添加剂在20102011年，基本持续在不变，但在2011-2012年时却突然增加了12个百分点；微生物的影响则是先减少后增加，但总体呈下降趋势；重金属呈现出先增加后减少的趋势，且在2011年达到最大占总不合格数目的。针对问题二，为找到食品产地、抽检地点和季节因素与食品质量的关系，我们还考虑了影响食品抽检不合格的其它因素。我们将深圳三年食品抽检的数据中给出了抽检地点和生产地点分为了八个区域，抽检季度分成四个季度。然后建立不完全层次分析的算法，运用的算法算出不同层次间的相应权重，通过分析可知在影响食品质量因素的关系中，食品产地的影响最大，其次是季节的影响，而抽查地点

3、对食品质量影响很小。针对问题三，关键词： 食品分类 应用 层次分析法 食品质量安全一、问题重述1.1问题的背景“民以食为天”，食品安全关系到千家万户的生活与健康。随着人们对生活质量的追求和安全意思的提高，食品安全已成为社会关注的热点，也是政府民生工程的一个主题。城市食品的来源越来越广泛，人们消费加工好的食品的比例也越来越高，因此除食材的生产收获外，食品的运输、加工、包装、贮存、销售以及餐饮等每一个环节皆可能影响食品的质量与安全。另一方面，食品质量与安全又是一个专业性很强的问题，其标准的制定和抽样检测及评价都需要科学有效的方法。1.2问题的提出深圳是食品抽检、监督最统一、最规范、最公开的城市之一

4、。请下载2010年、2011年和2012年深圳市的食品抽检数据（注意蔬菜、鱼类、鸡鸭等抽检数据的获取），并根据这些资料来讨论：1、如何评价深圳市这三年各主要食品领域微生物、重金属、添加剂含量等安全情况的变化趋势；2、从这些数据中能否找出某些规律性的东西：如食品产地与食品质量的关系；食品销售地点（即抽检地点）与食品质量的关系；季节因素等等；3、能否改进食品抽检的办法，使之更科学更有效地反映食品质量状况且不过分增加监管成本（食品抽检是需要费用的），例如对于抽检结果稳定且抽检频次过高的食品领域该作怎样的调整？二、问题分析2.1 问题一的分析针对问题一，由于调查中食物种类复杂，为方便问题的讨论，我们将

5、食品分为九大类，即肉类、鱼类、蔬菜类、水果类、鸡鸭类、油类、豆制品、米面类和其它，并对数据进行筛选。在考虑食品安全的影响因素时，根据数据的分析，我们主要分析重金属、微生物、添加剂和其它这四个方面。从题目所给的链接得到深圳市2010，2011，2012三年抽检样本数据，并用制表进行统计和整理，统计出每类食品总的不合格数目，以及各食品类别中各个不合格项目的个数和其在总不合格数目中所占的比例。最后根据比例和年份做出深圳市这三年各主要食品领域微生物、重金属、添加剂情况的变化趋势图。2.2 问题二的分析对于问题二，为建立合理的模型，我们需要考虑影响食品抽检不合格的其它因素，并进行相应分析。深圳三年食品抽

6、检的数据中给出了抽检地点和生产地点，主要可分为八个区域，抽检季度有四个季度。建立不完全层次分析的算法，运用的算法算出不同层次间的相应权重，从而进行评估。2.3 问题三的分析针对问题三，本文在对问题一、二数据进行初步整理和分析的过程中，发现了一些抽检的数据存在一些不足。比如在时间上跳跃性略大，对各个主食领域的抽查次数相差较大等，这样以来对食品的安全情况不能有更为精细的分析。所以本文在上两问的基础上对深圳市的食品安全监督调查局给出了一些在抽检方面的建议。三、模型假设1、假设模型求解过程中所用的数据都是合理的；2、假设不考虑抽检时抽检人员的人为影响，每次抽检时遵循公平性原则；3、假设影响食品质量的因

7、素能且仅能分为四大类，其他没有被分类的因素对食品质量所造成的影响忽略不计；4、食品抽检数据上传时间的季节即为抽检季节；5、对于食品产地，只有来自于深圳八个区的数据才为有效数据；假设抽检不受国家相关政策的影响；6、假设抽检时所有环节、所有因素的成本和工时相同。四、变量符号说明符号符号说明符号符号说明目标层矩阵一致性指标准则层平均随机一致性指标次准则层一致性检验系数特征根单层权重层对层的权重层对层的权重五、模型的建立与求解5.1 问题一的模型建立与求解5.1.1 问题分析由于调查的食物种类复杂，我们首先将食品分为肉类、鱼类、蔬菜类、水果类、鸡鸭类、油类、豆制品、米面类和其它这九大类，并将不合格项目

8、分为重金属、微生物、添加剂和其它这四个方面。然后根据深圳市2010，2011，2012三年抽检样本数据，统计出每类食品总的不合格数目，以及各食品类别中各个不合格项目的个数和其在总不合格数目中所占的比例。最后根据比例和年份用做出深圳市这三年各主要食品领域微生物、重金属、添加剂情况的变化趋势图以及总的趋势图，并加以分析。5.1.2 模型的求解运用表格绘制出各主要食品领域微生物、重金属、添加剂情况的变化趋势图以及总的趋势图。在此只列举蔬菜类、鱼类、鸡鸭类和总的趋势图表。（其余图表见附录1）其中，不合格项目中其它项忽略不计。表1 三年中蔬菜类制品不合格项目的个数及比例201020112012蔬菜类制品

9、类别个数比例类别个数比例类别个数比例重金属415%重金属133%重金属00%微生物727%微生物267%微生物114%添加剂831%添加剂00%添加剂686%其它727%其它00%其它00%总数26100%总数3100%总数7100%图1 三年中蔬菜类不合格项目的变化趋势表2 三年中鱼类制品不合格项目的个数及比例201020112012鱼类制品类别个数比例类别个数比例类别个数比例重金属00%重金属212%重金属27%微生物1179%微生物318%微生物1033%添加剂321%添加剂1271%添加剂1860%其它00%其它00%其它00%总数14100%总数17100%总数30100%表2 三年

10、中鱼类不合格项目的变化趋势表3 三年中鸡鸭类制品不合格项目的个数及比例201020112012鸡鸭类制品类别个数比例类别个数比例类别个数比例重金属00%重金属22%重金属00%微生物990%微生物5062%微生物2568%添加剂110%添加剂2936%添加剂1130%其它00%其它00%其它13%总数10100%总数81100%总数37100%表3 三年中鸡鸭类不合格项目的变化趋势表4 三年中不合格项目总的个数及比例201020112012总的类别类别个数比例类别个数比例类别个数比例重金属239%重金属14729%重金属236%微生物9940%微生物12525%微生物11128%添加剂9438

11、%添加剂19138%添加剂19650%其它3313%其它398%其它6216%总数249100%总数502100%总数392100%表4 三年中不合格项目的总的变化趋势5.1.3 结果分析从图4三年中不合格项目的总的变化趋势图，我们首先可以看出不合格项目中：添加剂对食品安全影响：在20102011年，基本没有发生改变，但在2011-2012年时却增加了12个百分点；微生物对食品安全的影响：先减少后增加；重金属对食品安全的影响：先增加后减少。然后，我们再对各主要食品领域微生物、重金属、添加剂情况的变化趋势图表分析（见附录1）5.2 问题二的模型建立与求解5.2.1 问题分析为找到食品产地、抽检地

12、点和季节因素对食品质量的关系，并找到每个生产地点、抽检地点和每个季度对食品质量的影响，我们参照层次分析法，建立不完全层次分析的算法，算出层与层之间的权重，根据它们的联系找出这些因素和食品质量的关系。5.2.2 模型的建立层次分析法，是把复杂问题中的各因素划分成相关联的有序层次，使之条理化的多目标、多准则的决策方法,而且将定量分析与定性分析有效结合。建立各因素的递阶层次结构，并通过AHP软件计算每个因素的相应权重，得到了影响因素的一个相对重要性的排序得出结论。根据这个结论，对问题进行分析。步骤一 建立递阶的不完全层次结构模型（不合格食品A层；抽检地点、生产地点、季节因素B层；其它C层）步骤二 构

13、造两两比较的判断矩阵并赋值构造判断矩阵元素之间两两对比，对比采用美国运筹学家A.L.Saaty教授提出的19比率标度法(表5)对不同指标进行两两比较，构造判断矩阵。 表5 19比率标度法标度值 含义1 两因素相比，具有同等重要性3 两因素相比，前者比后者稍重要 5 两因素相比，前者比后者明显重要 7 两因素相比，前者比后者强烈重要 9 两因素相比，前者比后者极端重要2、4、6、8 表示上述相邻判断的中间值以上各数值的倒数 若指标与指标比较相对重要性用上述之一数值标度，则指标 与指标的 相对重要性用上述数值的倒数标度步骤三 计算权向量及一致性检验计算权向量:记第2层对第1层的权向量为，同样求第3

14、层对第2层每一元素的权向量，构造矩阵，则第3层对第1层的组合权向量。以此类推，第s层对第1层的组合权向量，其中是由第层对第层权向量按列组成的矩阵。一致性检验：已知阶一致性的唯一非零特征根为，可证：阶正互反阵最大特征根，当且仅当时为一致阵。定义一致性指标：,有完全的一致性；接近于0，有满意的一致性；越大，不一致性越严重。定义平均随机一致性指标：随机产生多个矩阵，将每个矩阵的一致性指标相加然后取平均值得到。考虑到一致性的偏离可能是由于随机原因造成的，因此在检验判断矩阵是否具有满意的一致性时，还需将和平均随机一致性指标进行比较，得出检验系数，即：表6 平均随机一致性指标数维n12345678910R

15、I0.000.000.520.891.121.261.361.411.461.49 一般认为，当 时，判断矩阵基本符合 完全一致性条件；当时，认为所给出的判矩阵是不符合完全一致性条件的，需要进行调整和修正。 步骤四 层次总排序及一致性检验5.2.3 模型的求解我们通过的算法得到以下数据：1、C层对B层的权重表7 各抽检地点因素表8 各生产地点因素表9 各季度因素2、B层对A层的权重表10以上图表计算出两相邻层之间的关系，并且都通过了一致性检验。5.2.4 结果分析从上面的表10，我们首先发现在影响食品质量因素的关系中，食品产地的影响最大，其次是季节的影响，而抽查地点对食品质量基本没有影响，或者

16、说是影响很小。由表7和表8可以看出，在我们分析的深圳市的八个区域中，不管是食品抽检地还是食品产地对食品质量的影响，宝安区和龙岗区的不合格权重明显大于其它地区，所以不合格的食品数量也就最多。其次是罗湖区和福田区，而其它四个地区相对来说权重较小，不合格产品也就最少。由表9我们发现季度对食品质量的影响相对较散，但总的来说第一季度和第四季度权重较大，第三季度是对不合格食品影响最小的。5.3 问题三的模型建立与求解5.3.1 问题分析通过对问题一和问题二搜查整理的数据，我们发现深圳市市场监督管理局网站中队各个食品领域的抽查时间没有规律性。而且对各个主食领域的抽查次数也相差较大，这样对我们分析的结果会产生

17、一定的影响。为更科学更有效地反映食品质量状况且不过分增加监管成本（食品抽检是需要费用的），我们根据对问题一和问题二的分析，提出系统调查方法，对不同的食品进行不同程度的等距抽查。5.3.2 模型的求解六、模型的评价与推广第一问中主要是通过图表的曲线图阐明其中的关系，方法简单易懂。第二问重点采用层次分析法，该模型可以推广到其它类似的多变量的环境问题，以及其它问题中，如水质检测安全问题，河流污染扩散问题，旅游与决定要素问题等。但本文忽略了除了所给因素之外的因素对食品安全的影响，与实际问题存在偏差。同时是在假设各因素相互独立的情况下对食品质量的影响进行分析，可能会导致误差。七、参考文献1马新民 王逸迅

18、，概率与数理统计，北京：机械工业出版社，2010。2王莲芬 许树柏，层次分析法引论，北京：中国人民大学出版社，1990。3姜启源，数学模型，北京：高等教育出纳版社，2006。4曹茂林，层次分析法确定评价指标权重及Excel计算，扬州：扬州市环境监测中心站，2012.附录附录1 其余主要食品领域微生物、重金属、添加剂情况的变化趋势图表。表1 三年中豆制品不合格项目的个数及比例201020112012豆制品类别个数比例类别个数比例类别个数比例重金属12%重金属00%重金属00%微生物2542%微生物829%微生物433%添加剂2847%添加剂1968%添加剂758%其它58%其它14%其它18%总

19、数59100%总数28100%总数12100%图1 三年中豆制品不合格项目的变化趋势表2 三年中米面类制品不合格项目的个数及比例201020112012米面类制品类别个数比例类别个数比例类别个数比例重金属1128%重金属13571%重金属1611%微生物1025%微生物2815%微生物3725%添加剂1538%添加剂2413%添加剂7853%其它410%其它32%其它1611%总数40100%总数190100%总数147100%图2 三年中米面类不合格项目的变化趋势表3 三年中肉类制品不合格项目的个数及比例201020112012肉类制品类别个数比例类别个数比例类别个数比例重金属00.00%重

20、金属28.00%重金属12.04%微生物1470.00%微生物1144.00%微生物1326.53%添加剂525.00%添加剂1248.00%添加剂3265.31%其它15.00%其它00.00%其它36.12%总数20100.00%总数25100.00%总数49100.00%图3 三年中肉类不合格项目的变化趋势表4 三年中油类制品不合格项目的个数及比例201020112012油类制品类别个数比例类别个数比例类别个数比例重金属00%重金属00%重金属00%微生物211%微生物729%微生物00%添加剂1158%添加剂00%添加剂990%其它632%其它1771%其它110%总数19100%总数

21、24100%总数10100%图3 三年中油类不合格项目的变化趋势表4 三年中水果类制品不合格项目的个数及比例201020112012水果类制品类别个数比例类别个数比例类别个数比例重金属00%重金属00%重金属00%微生物2100%微生物00%微生物1100%添加剂00%添加剂00%添加剂00%其它00%其它00%其它00%总数2100%总数00%总数1100%图4 三年中水果类不合格项目的变化趋势表5 三年中其它类制品不合格项目的个数及比例201020112012其它类制品类别个数比例类别个数比例类别个数比例重金属712%重金属54%重金属44%微生物1932%微生物1612%微生物2020%

22、添加剂2339%添加剂9571%添加剂3535%其它1017%其它1813%其它4040%总数59100%总数134100%总数99100%图5 三年中其它类不合格项目的变化趋势图表分析1、蔬菜类添加剂对食品安全影响：先减少后增加；微生物对食品安全的影响：先增加后减少；重金属对食品安全的影响：先增加后减少。2、鱼类添加剂对食品安全影响：先增加后减少；微生物对食品安全的影响：先减少后增加；重金属对食品安全的影响：先增加后减少。3、鸡鸭类添加剂对食品安全影响：先增加后减少；微生物对食品安全的影响：先减少后增加；重金属对食品安全的影响：基本不变，且几乎为0。4、豆制品添加剂对食品安全影响：先增加后减

23、少；微生物对食品安全的影响：先减少后增加；重金属对食品安全的影响：基本不变，且为0。5、米面类添加剂对食品安全影响：先减少后增加；微生物对食品安全的影响：先减少后增加；重金属对食品安全的影响：先增加后减少，且在2011年所占比例达到。6、肉类添加剂对食品安全影响：持续增加；微生物对食品安全的影响：持续减少；重金属对食品安全的影响：先增加后减少。7、油类添加剂对食品安全影响：先减少后增加；微生物对食品安全的影响：先增加后减少；重金属对食品安全的影响：基本不变，且为0。8、水果类添加剂对食品安全影响：基本不含有添加剂；微生物对食品安全的影响：先减少后增加；重金属对食品安全的影响：基本为0。9、其它添加剂对食品安全影响：先增加后减少；微生物对食品安全的影响：先减少后增加；重金属对食品安全的影响：持续降低。 （注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）