（一）食品安全的智慧监管
2012年4月15日，央视每周质量报告播出 《胶囊里的秘密》，曝光河北一些企业用生石灰处理皮革废料，熬制成工业明胶，卖给绍兴新昌一些企业制成药用胶囊，最终流入药品企业，进入患者腹中。加入含铬的鞣制剂的皮革制成的胶囊，重金属含量严重超标。经过检测，我国多家药厂的13个批次胶囊药品，重金属含量大大超标，最高的甚至超标90倍！“毒胶囊”事件严重震惊了老百姓。
食品安全问题已成为我国当前一个突出的社会性问题。食品安全直接关系到人民群众的生命健康和社会的稳定发展，食品安全监管是否到位又是决定食品安全的关键性因素。从近几年接连发生的 “三鹿奶粉”事件到“双汇瘦肉精”事件，再到 “染色馒头”事件以及不断被曝出的各种食品安全事件，凸显了我国在食品安全生产及其监管方面的严峻问题。
食品安全监管的技术水平直接影响了监管的质量，我国许多基层食品卫生监督机构的基础设施建设不能满足监督工作开展的需要。由于技术与设施的制约，我国食品安全监管多处于被动状态，不能实现对食品安全生产的实时主动监控。物联网技术的日渐成熟和快速发展为解决我国食品安全监管问题提供了良好的技术支持，将物联网相关技术应用于监管环节，有助于改变我国食品安全监管技术上的不足和被动的监管局面。物联网及其相关技术在食品安全监管中的应用有以下几个方面。
1．基于射频识别 （RFID）技术的食品溯源系统
食品溯源系统是一套利用RFID技术和IT技术，将从土地到餐桌与食品质量相关的信息记录下来，并在相关主体间有效率地传递以实现共享，从而克服信息的不对称，便于管理者监管和消费者查询。生产者通过对生产、运输和加工过程中相应的信息内容进行记录，保证了产品从生产至最终销售全过程的质量控制和质量安全可追溯，从而帮助其有效地进行产品的在库管理及品质控制。该系统在我国已有应用，全国多地建立了生猪溯源追踪系统以及乳制品溯源追踪系统。基于RFID技术的食品溯源系统，能够从根本上解决食品安全管理对流通环节的监控问题，通过对人、商品、车辆粘贴电子标签，结合数字化系统支持的网络体系，能对食品流通环节中出现的问题一目了然。该模型如图10－4所示。虽然基于射频识别技术的食品溯源追踪系统能够对食品流通环节进行有效的监管，但是这种监管技术主要用于问题产品的追溯与召回是一种事后监管，即在出现食品安全问题后，通过查询各个流通环节来追踪问题的来源，而食品安全监管应以事前监管为主，在生产环节就应实现对食品安全的监控与管理，从而将安全隐患消除在萌芽状态。
2．基于物联网传感技术的食品安全生产实时监控体系
随着物联网传感技术的成熟和广泛应用，将其应用于食品安全关键指标的实时生产监控已成为可能。通过使用物联网的传感技术能够实现对食品安全生产环节的实时监控，以达到对食品安全的事前监管目的，防患于未然。具体监控体系如图10－5所示。
图10－4 猪肉溯源追踪系统[1]
图10－5 以物联网感知技术为核心的食品安全生产实时监控体系
在食品生产企业的生产线端安装食品安全关键指标感应器，以对生产线直接进行如产品关键成分及其含量、生产环境相关指标的监控，然后将实时采样分析数据通过网络直接传输到食品安全质监部门，通过监控预警软件实现对食品安全的实时监管。在质监部门的软件监控端，如果关键数据指标异常，软件就会发出预警信息，监管部门在实际确认指标异常后，启动异常处理机制，对具有食品安全隐患的产品进行查处或销毁，并强制企业进行安全整改，待生产企业的生产数据恢复正常以后再准许其继续生产，从而将食品安全隐患消除在生产环节。如果从生产线传回的实时关键指标正常，则记入企业生产诚信记录，并定期对安全生产诚信记录高的企业进行公布与表彰，以促进其继续在食品安全生产方面做出更大的努力。除政府监管部门实现对生产数据的实时监控以外，为了避免生产企业与监管部门合谋逐利的现象发生，更关键的一点就是要建立相应的公众监管机制，将监控数据通过公共网络信息平台如政府网站进行公布，让公众参与到对食品安全生产企业和监管部门的监督中，并能够通过网络信息平台参与食品安全问题的举报与问责。该体系的正常运作需要基础设施、数据传输、应用平台等技术以及法规制度方面的支撑。
基于物联网传感技术的食品安全生产实时监控体系，不仅可以实现监管部门对食品生产环节的实时监控，做到事前预防，使我国被动的食品安全监管体制得到改善，还能够使公民参与对食品安全监管部门和生产企业的监督。更重要的是，它将促使政府基于新兴技术在食品安全监管方面的流程再造，并逐步转变食品安全监管的重点环节，从而进一步改善我国食品安全监管在技术、体制等方面的不足。
（二）生产安全及特种设备的智慧监管
目前我国对特殊行业的安全生产监督力度不足，安全生产事故时有发生。其原因在于：一方面生产单位或企业的安全意识不足，对高危环节或设备的管理不规范；另一方面许多企业为了节约生产成本，对需要进行安全防范和预警的环节缺少必要的投入，从而导致许多原本可以避免或减缓的安全事故的发生。
政府作为监管部门需要通过相应的制度和手段来加强对生产安全和一些特种设备的运行监管。虽然我国政府对安全生产一直很重视，对安全事故责任方的处罚力度也比较大，但安全生产事故仍时有发生。造成这种现状的一个主要原因是由于缺乏有效的监管技术和手段，不能够对生产环节和特殊设备的运行进行实时准确的监控，无法在事故发生前进行提前预警，而一旦事故发生并受到相关部门的关注已为时过晚。而近几年发展迅速并逐渐成熟的物联网技术依靠其精确的感知、便捷的信息传递网络、强大的云计算决策支持，能够实现对矿井安全、特种设备运行、危险物品等领域的实时监管与预警，有助于缓解甚至解决监管的技术难题，进一步提升我国市场监管的整体水平。
1．矿井安全监管
近十几年来我国在矿井安全生产方面投入了大量的人力、物力并取得了较大进步，但是和发达国家相比还存在很大的差距，各种矿井安全事故时有发生。许多矿井没有实时监测预警设备，而有些矿井即使部署了相关的设备，也因其存在设备老化、监控信息沟通不畅等问题而无法充分地发挥作用。
基于物联网技术的矿井安全监控系统能够利用已经比较成熟的传感装置，将矿井内部的环境数据准确地记录并实时传送到企业及安全监管部门的数据服务器来进行险情预警与判断，并利用便捷的网络及时采取相应的措施来保障矿井的安全生产。基于物联网技术的矿井安全生产监控体系如图10－6所示。
图10－6 基于物联网技术的矿井安全生产监控体系
在矿井的监测点或关键区域安装环境监测传感装置，对矿井内的温度、湿度、瓦斯含量、通风、机械运转情况等进行监控，并将数据通过无线网络传输到井下的信息接收设备；再通过网络将数据传输到井上的服务器，接受企业监控平台的一级监控；然后通过互联网或专用网络将数据传输到市、省级的信息监控平台接受的二、三级监控；在省级监控平台通过数据分析和专家系统对矿井的安全状态做出判断，然后将信息逐步反馈给省、市及企业的监管平台，各级安全负责部门根据矿井安全状态启动相应的预警及风险防范机制；最后通过矿井的网络系统将预警信息及指令传递到井下信息接收设备，并根据指令启动相应预警设备。通过该监控体系实现对井下异常状况的早发现、早处理，从而大大降低井下作业的危险性。基于中国联通网络的煤矿安全监控体系如图10－7所示。
图10－7 基于中国联通网络的煤矿安全监控体系[2]
在矿井的安全监管方面不仅可以应用传感网络实现对矿井内安全状态的实时监控，还可借助射频识别 （RFID）技术来实现对井下作业人员的区域定位。通过矿井内各区域安装的信息阅读器来自动读取作业人员随身携带的电子标签以获取人员的位置信息，并将信息传递到井上的服务器。这样可以实现对井下作业人员的规范操作和日常考勤的监管，更重要的是可以在险情发生时第一时间确认人员的位置信息，从而更准确、高效地实施救援，最大限度地保证人员的生命安全。
2．电梯运行监管
2012年凌晨2点20分，王某和怀孕的妻子停好车走进37栋一单元的电梯内。这时意外发生了，夫妻俩刚上电梯不久，运行中的电梯突然停住，轿厢内灯光全灭。王某连忙按下电梯轿厢内的呼叫按钮，然而话筒那边并未传来物管人员的回应，电梯里一片漆黑。这场意外使王某的妻子受到了不小的惊吓。
待民警和消防人员闻讯赶到后，带路的保安却找不到他们被困的37栋楼。找到37栋楼后，由于无法确定电梯轿厢停在了哪里，救援人员无法对他们进行营救。被困一小时后，为了自救，王某徒手扳开电梯门，才和妻子成功逃生。
由于我国城市化进程的加快，各级城市人口数量激增，城市用地也越来越紧张，为了缓解用地压力，越来越多的高层建筑拔地而起，楼层内电梯的数量也迅猛增加。而电梯的安全运行关系到人们的生命财产安全，并且近几年来电梯运行的安全事故也时有发生，电梯的安全运行问题逐渐受到社会的重视。但是，我国对电梯运行的监管还存在很多漏洞和不足，有些单位或物业管理部门为了节约人力、物力成本，对电梯的日常运行监测和维护非常不足。而质检部门对电梯运行的监管大多采取的是年检的方式，这种监管方式一方面无法对电梯的日常运行状态进行监控，无法提前预警电梯事故并在第一时间采取应急救援措施；另一方面，我国现有的电梯安全检测人员数量与庞大的电梯数量不相匹配，无法及时地对需要检测的电梯进行维护。
监管上的漏洞给我国的电梯运行埋下了巨大的安全隐患，但是随着物联网技术的发展和普及应用，可以在技术上改变我国电梯运行监管的现状，大大提高电梯运行的安全可靠性。利用物联网技术的电梯监管系统（如图10－8所示）[3]，首先可以通过传感器对电梯运行状态实时监测，准确记录反映电梯安全运行的各种参数；然后借助无线通信、VPN等网络将监测数据实时传送到企业和各级监管部门的监测平台，并进行数据分析，以判断电梯的运行是否正常，及时发现电梯运行的安全隐患和突发事故，在第一时间将故障信息传递到专业电梯维护人员的手机上，同时组织其他部门采取相应的应急处理措施，以避免或减少生命财产安全的损失。
图10－8 电梯监管系统结构图
（三）环境的智慧监测和保护
改革开放以来，我国经济飞速发展，在社会建设上取得了瞩目的成就。在经济发展的同时，许多企业为了追求单一的经济利益而违规排放废水、废气等污染物，对环境造成严重污染和破坏，带来了资源消耗过度、环境污染严重、生态恶化等问题，这些问题已经严重影响着人类的生存与发展，许多地区出现了因环境污染而导致当地居民的身体健康受到严重危害，甚至出现了不少 “癌症村”。
虽然我国高度重视对环境的保护，并将环境保护列为我国的一项基本国策，但是环境监管的技术还有些薄弱，传统的监管技术和方式存在部署成本较高、能耗较大、监管的范围非常有限等问题，尤其在对一些危险区域和较大面积的环境监测上还比较薄弱。而基于物联网相关技术的无线传感器网络则可以很好地解决在环境监测上的技术难题，其具有覆盖面广、能耗低、易部署、自组织以及感知灵敏度高等优点，并且结合环境监测的数据挖掘、分析与决策系统可以最大限度地提升环境监管整体水平，从而改善我国的生态与自然环境，促进人与自然和谐、可持续发展。
1．水环境监测
现今城市里存在着大量的工业企业，它们排放了大量的污染物，对城市水源造成了严重的污染。许多企业为了节省生产成本，对其生产过程中产生的废水未加任何处理就直接排放，导致了水质严重恶化。通过使用无线传感技术，对工业排污情况和城市地表以下水质进行检测，实时监控城市水质，及时有效掌握各主要水域的水质情况，并准确获取企业违规排放行为的具体数据，对重大或流域性水质污染事故进行预警预报，解决跨行政区域的水污染事故纠纷等。其具体监控体系如图10－9所示。
图10－9 水环境监控体系
在需要监测的水域或企业的排水口安装具有感应水质功能的无线感应器，对水质进行实时动态的监控，并通过低功耗的无线数据传输技术，如Zigbee、Wi Fi，将监控数据传输到近端的无线数据接收设备，近端的无线数据接收设备再根据所具备的网络条件通过宽带或无线网络将监测数据传送到监管部门的数据服务器。监管部门的服务端一方面通过数据同步技术将监测的数据传输到公共信息服务平台，接受公众的监督；另一方面通过专业的自动监控预警软件进行数据分析，以判断水质是否符合标准。若水质超标，监管部门就要启动相应的处理机制首先查明污染来源，避免污染继续加重，然后进行进一步的问责与处理。
在太湖的环境监控系统中，已经初步应用了无线传感器网络。2009年11月中旬，无锡国际传感信息中心和中国科学院电子学研究所达成合作协议，共建 “太湖流域水环境监测”传感网信息技术应用示范工程。无线传感器安放在环太湖地区，利用在线、定时、自动的水环境监测网络，对湖水的水质进行监测，对蓝藻暴发可以提供有效预警。通过这些无线监控传感器，将太湖的水质、水文情况及时传输给环保部门，并将监测到的相关数据通过网络及时报送到相关管理部门。图10－10为无锡太湖用于水质自动监测的浮标，其水质实时监控体系如图10－11所示。
图10－10 无锡太湖用于水质自动监测的浮标
图10－11 水质实时监控体系
2．大气环境监测
大气污染导致的酸雨、温室效应和臭氧层破坏等问题，已经逐渐影响到人与社会的健康发展，而且由环境污染导致的环境效应和后果通常需要累积很长时间才能显现，具有严重的滞后性。
利用无线传感网络技术可以实现对大气环境的监测，环境监管部门也可以建立和水质监管类似的无线传感监测体系，建立废气排放的无线监测传感器网络。通过感知端获取大气的气压、温度、湿度、可吸入颗粒物、需要监测的气体成分的含量参数，进行实时、连续、自动的采集与监控，并借助数据处理与预警机制来提高对大气环境的监测与保护水平，从而对环境污染和不良环境效应的发生做到防患于未然。空气质量监测体系如图10－12所示。
图10－12 空气质量监测体系
（四）社会信用的智慧设计——云信用体系建设
市场经济以契约和信用作为其运行的基础。我国经济是社会主义市场经济，当前有必要努力建设健康良好的信用体系，以维护社会主义市场经济体制的良性发展。但从现实来看，我国社会的信用体系仍有不少缺陷，社会经济活动中不讲信用、无视信用、破坏信用的现象日益严重，信用体系的缺失已经成为阻碍国民经济市场化的一个根本性问题。造成我国信用体系严重缺陷的原因主要包括道德意识缺失、法律制度约束不足、缺乏完善的社会信用监管体系等。此外，我国当前的社会信用信息也严重不对称，信用信息采集获取难度较大，信息不透明，没有权威完整的社会信用数据库，这对构建我国的社会信用体系也造成了很大的阻碍。
物联网时代的到来，不仅会使人们的生活质量、社会经济发展的速度得到提升，还能够大大提升社会信息的透明度和可获取性，能够实现对社会信用体系中三大主体 （即公民、企业和政府）的信用行为的记录与公开，从而有助于社会信用体系的完善，进而推动市场经济的发展与和谐社会的构建。图10－13为基于物联网技术的社会信用监督体系。
图10－13 基于物联网技术的社会信用监督体系
借助于物联网技术，通过建立规范、统一、权威的社会信用数据库来完善我国的社会信用体系。通过RFID、传感以及各种网络技术来实现对公民信贷、诚信消费、遵纪守法等日常行为的记录；对政府的行政执法、公共物品管理及其他各种职能的合法、合理的履行；对企业的产品质量、信贷、环境污染等行为进行实时记录，并将各种信用信息传递到统一的社会信用信息数据库。各社会主体可以依法通过数据库查询其他单位或公民的信用信息，并对数据库信用的真实有效性进行共同监督，从而促进和规范各种社会主体的诚信行为，完善我国的社会信用体系。
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