[发明专利]一种基于DEMATEL-ISM的粮油质量安全区块链风险分析及优化方法

说明书

本发明提出一种基于集成DEMATEL‑ISM模型的粮油质量安全区块链风险分析及优化方法，涉及区块链、人工智能及食品安全交叉应用领域。本发明针对粮油质量安全特定场景，从粮油质量安全区块链系统环节、风险出发，构建粮油质量安全区块链风险指标体系，采用集成DEMATEL‑ISM模型的方法构造粮油质量安全区块链风险因素多层递阶有向图，并对粮油质量安全区块链网络风险进行系统性地分析与评价，在此基础上构建粮油质量安全区块链优化网络结构模型。本发明使得粮油质量安全区块链各环节风险因素及传导关系更具解释性，优化了粮油质量安全区块链网络结构，且提高了共识速度和效率，降低了计算能耗以及可能发生的信息泄露风险。

技术领域

本发明属于新一代信息科学与食品科学的交叉技术领域，具体涉及一种运用集成DEMATEL-ISM模型进行粮油质量安全区块链风险分析并进行区块链网络结构优化的方法。DEMATEL表示决策实验室分析法(Decision-making Trial and Evaluation Laboratory)，ISM表示解释结构模型(Interpretative Structural Modeling Method)。

背景技术

保障粮油质量安全，对国民生命健康、社会和谐发展以及人类营养安全具有重要意义。粮油供应链生产、加工、仓储、物流、销售等环节仍包含若干细分环节，且存在循环嵌套，供应链循环周期较长，且每个环节中威胁粮油质量安全的风险因素较多，风险因素传导的机理及流程不清晰，一旦发生的重大食品安全事故，难以进行精准高效地追溯。

现有的关于粮油质量安全区块链的研究成果和技术方法多集中于溯源监管等应用层面，缺少粮油质量安全区块链环节特点、风险特点的系统性分析，以及针对粮油特定场景进行的优化。传统公链结构的区块链由于可扩展性、分叉性、交易速率等方面的短板，虽然在一定程度上解决了粮油供应链存在的数据安全等固有风险，但也引入了新的不可控风险，如匿名攻击、数据来源不可靠、数据全透明等风险，现有研究还没有对这部分风险进行考虑。但目前鲜有涉及针对粮油质量安全领域进行区块链网络结构优化方面的研究。随着食品溯源信息量迅速爆发式增长，又由于在粮油食品的全生命周期中流转场景节点众多，传统公链结构的区块链应用于粮油质量安全区块链系统耗能高且共识效率低下，区块链应用于粮油质量安全方面的扩展性、互通性、隐私性以及交易共识效率等问题亟待得到有效解决。

DEMATEL法通过计算系统中各因素对于其它因素的影响程度以及被其它因素影响程度，最终得出该因素的中心度与原因度；根据其中心度和原因度分析该因素的重要性以及和其它因素的相互作用关系；具体而言，各影响因素的中心度大小表示该因素对整个系统影响程度的大小，而原因度表示该因素对系统内其它所有因素的影响程度。ISM模型是一种研究系统内部纵横交错的元素之间的影响与被影响的关系，从而展示系统全局框架的结构模型化技术；ISM将一个复杂的整体问题分解成为详细的个体因素，以图形的方式将这些个体因素重新组合，构建出层次清晰的结构图，ISM基于定性分析，是结构模型的一种，将表达不清或复杂的想法以及观点转化为直观易懂的且结构关系十分良好的模型。DEMATEL和ISM各有优缺点，DEMATEL虽然能够通过系统要素的影响度、被影响度以及中心度和原因度识别出复杂系统的关键要素及其影响程度，但是，不能有效地对系统进行层次结构的划分，也不能确定系统的基础性要素和每个要素的影响范围，而ISM虽然能通过对划分系统层次结构来反映系统基础性要素和目标要素，但它不能分辨在系统中相关要素的作用大小。

发明内容

本发明针对粮油质量安全场景，提供了一种基于DEMATEL-ISM的粮油质量安全区块链风险分析及优化方法，在粮油质量抽检数据以及业内权威专家评价数据的基础上，运用集成DEMATEL与ISM的综合模型进行粮油质量安全区块链风险分析，并对粮油质量安全区块链网络结构进行优化。

本发明提供的一种基于DEMATEL-ISM的粮油质量安全区块链风险分析及优化方法，包括如下步骤：