基于互聯(lián)網(wǎng)的蠶業(yè)專家系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

杜 偉 王瑩潔 劉明魯

(1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶桑蜜蜂研究所，云南蒙自 66110 ；2.漢中市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，陜西漢中 723000)

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基于互聯(lián)網(wǎng)的蠶業(yè)專家系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

杜 偉1王瑩潔2劉明魯2

(1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶桑蜜蜂研究所，云南蒙自 66110 ；2.漢中市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，陜西漢中 723000)

蠶業(yè)專家系統(tǒng)是蠶業(yè)信息化中的一項(xiàng)重要技術(shù)。闡述蠶業(yè)專家系統(tǒng)的概念、國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀、蠶業(yè)專家系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的研發(fā)意義。介紹蠶業(yè)專家系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化開發(fā)的一般研究方案，以及蠶業(yè)專家系統(tǒng)的研發(fā)過(guò)程、實(shí)現(xiàn)方法，并對(duì)蠶業(yè)專家系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行理論性探討。

蠶業(yè)專家系統(tǒng) 蠶業(yè)智能系統(tǒng) 知識(shí)庫(kù) 網(wǎng)絡(luò)化

蠶業(yè)專家系統(tǒng)，又名蠶業(yè)智能系統(tǒng)，融合了人工智能、互聯(lián)網(wǎng)通訊、遠(yuǎn)程多媒體等高尖端技術(shù)手段，將現(xiàn)有的蠶業(yè)先進(jìn)技術(shù)、最新的科技成果和專家知識(shí)進(jìn)行綜合組裝配套，使之系列化、規(guī)范化和集成化，根據(jù)蠶業(yè)實(shí)際情況制定生產(chǎn)技術(shù)管理措施，為應(yīng)對(duì)蠶業(yè)風(fēng)險(xiǎn)提供合理化解決方案。借助網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)方便、快捷和便于復(fù)制的特點(diǎn)，加快蠶業(yè)科技成果的傳播和轉(zhuǎn)化，改變了傳統(tǒng)的蠶業(yè)技術(shù)推廣方法和手段，面向普通蠶農(nóng)和技術(shù)人員，提供桑樹栽培、科學(xué)養(yǎng)蠶、桑樹和家蠶病蟲害防治的實(shí)用技術(shù)知識(shí)、預(yù)警信息、教學(xué)視頻、在線咨詢及市場(chǎng)、生產(chǎn)、技術(shù)信息服務(wù)。

蠶業(yè)專家系統(tǒng)一般由知識(shí)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、推理機(jī)、解釋部分、知識(shí)獲取這5部分組成，其中以知識(shí)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)以及推理判斷程序?yàn)楹诵腫1]。具體來(lái)說(shuō)，蠶業(yè)專家系統(tǒng)是運(yùn)用人工智能知識(shí)工程的知識(shí)表示、推理、知識(shí)獲取等技術(shù)，總結(jié)和匯集蠶業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)和技術(shù)、蠶業(yè)專家長(zhǎng)期積累的大量寶貴經(jīng)驗(yàn)以及通過(guò)試驗(yàn)獲得的各種數(shù)據(jù)資料及數(shù)學(xué)模型等。

1 國(guó)內(nèi)蠶業(yè)專家系統(tǒng)發(fā)展概況

利用現(xiàn)代信息科學(xué)技術(shù)改造、提升蠶桑科學(xué)的發(fā)展，具有十分重要的意義。構(gòu)建功能完整、數(shù)據(jù)可靠、知識(shí)豐富和規(guī)范、專業(yè)、適合農(nóng)村推廣應(yīng)用的蠶業(yè)專家系統(tǒng)需要綜合利用桑樹栽培學(xué)、桑樹病蟲害防治學(xué)、家蠶病理學(xué)、蠶桑綜合利用技術(shù)的理論與方法，通過(guò)廣泛收集和提煉生產(chǎn)、管理、資源等專業(yè)技術(shù)數(shù)據(jù),適當(dāng)使用圖像、聲音、視頻等多媒體技術(shù)，達(dá)到實(shí)時(shí)指導(dǎo)廣大蠶農(nóng)的桑樹栽培生產(chǎn)、家蠶飼養(yǎng)管理和病蟲害防控的目的。

我國(guó)蠶業(yè)專家系統(tǒng)的研究起始于1980年，由浙江大學(xué)與中國(guó)農(nóng)科院蠶業(yè)研究所合作開發(fā)了蠶育種專家系統(tǒng)。在農(nóng)業(yè)部、國(guó)家蠶桑產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系和各地政府的支持下，許多科研院所、高等院校和各地有關(guān)部門開展了各種蠶業(yè)專家系統(tǒng)的研究、開發(fā)以及推廣應(yīng)用，取得了可喜的成績(jī)。其中蘇州大學(xué)、浙江大學(xué)、廣西蠶業(yè)技術(shù)推廣總站、鹽城蠶桑絲綢研究所一直致力于蠶業(yè)專家系統(tǒng)的研究與開發(fā)，不論在廣度和深度方面均有了突破性的進(jìn)展。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，業(yè)界已形成了比較豐富的蠶業(yè)專家系統(tǒng)，涵蓋桑樹栽培信息管理系統(tǒng)、桑病蟲防治專家系統(tǒng)、養(yǎng)蠶技術(shù)專家咨詢系統(tǒng)和蠶病診斷專家系統(tǒng)等[2-6]，呈現(xiàn)出應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)化、功能綜合化、知識(shí)專業(yè)化、界面友好化和技術(shù)集成化的特點(diǎn)。近年來(lái)，蠶業(yè)信息技術(shù)受到國(guó)家和省市有關(guān)部門的高度重視，以蠶業(yè)專家系統(tǒng)為重要手段的蠶業(yè)信息化已在我國(guó)迅速發(fā)展，并和蠶桑生產(chǎn)機(jī)械化、資源利用多元化構(gòu)成我國(guó)21世紀(jì)蠶業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的核心。我國(guó)主要的蠶業(yè)專家系統(tǒng)見表1。

表1 全國(guó)主要蠶業(yè)專家系統(tǒng)一覽

2 蠶業(yè)專家系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的分類與作用

蠶業(yè)專家系統(tǒng)可分為單機(jī)版和網(wǎng)絡(luò)版，所謂的單機(jī)版也就是“客戶機(jī)/服務(wù)器”結(jié)構(gòu)，這類專家系統(tǒng)往往搭載在手機(jī)、平板電腦等系統(tǒng)上，使用前需要安裝調(diào)試，并且時(shí)常需要軟件更新，更新時(shí)要有專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行操作。而網(wǎng)絡(luò)版專家系統(tǒng)是基于“瀏覽器/服務(wù)器”結(jié)構(gòu)，我們一般稱為“網(wǎng)上專家系統(tǒng)”，這類系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、方便，只需打開瀏覽器就可進(jìn)行使用，更新時(shí)打開數(shù)據(jù)庫(kù)添加相應(yīng)的內(nèi)容，知識(shí)量大大地增加，進(jìn)一步強(qiáng)化了專家系統(tǒng)的分析能力。目前隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日趨成熟，越來(lái)越多的蠶業(yè)專家系統(tǒng)應(yīng)用指導(dǎo)蠶業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐。將蠶業(yè)專家系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化，可以更有效地利用蠶業(yè)專家系統(tǒng)將互聯(lián)網(wǎng)資源的共享特性發(fā)揮出來(lái)。網(wǎng)絡(luò)化的蠶業(yè)專家系統(tǒng)成為開放式的知識(shí)庫(kù)，互聯(lián)網(wǎng)上的任何用戶都可以對(duì)系統(tǒng)中的知識(shí)庫(kù)進(jìn)行更新，使專家系統(tǒng)的知識(shí)量極大豐富，進(jìn)而加強(qiáng)了專家系統(tǒng)的分析功能。通過(guò)手機(jī)平臺(tái)，用戶在田間地頭也可隨時(shí)進(jìn)行信息查詢。蠶農(nóng)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)平臺(tái)可以與蠶桑專家在線互動(dòng)交流，及時(shí)解決生產(chǎn)實(shí)踐中面臨的一些問(wèn)題。

3 蠶業(yè)專家系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與維護(hù)

蠶業(yè)專家系統(tǒng)主要使用B/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。一個(gè)遠(yuǎn)程化的蠶業(yè)專家系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)功能模塊如圖1所示。

各欄目涵蓋的主要內(nèi)容如下：

1)行業(yè)動(dòng)態(tài)：主要介紹與蠶業(yè)相關(guān)的一些工作動(dòng)態(tài)、會(huì)議紀(jì)要、技術(shù)新聞及學(xué)術(shù)成果消息、網(wǎng)站通知等。

2)市場(chǎng)觀察：主要是鮮繭、干繭生絲實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的現(xiàn)貨報(bào)價(jià)及各主要蠶區(qū)的繭絲綢行情。

3)供求信息：主要是提供一個(gè)專業(yè)、實(shí)用、真實(shí)、簡(jiǎn)單、豐富的資訊平臺(tái)，主要涉及蠶農(nóng)、苗農(nóng)和相關(guān)企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的桑苗、蠶繭及蠶桑資源綜合利用產(chǎn)品的求購(gòu)、出售、轉(zhuǎn)讓、宣傳與合作事宜。

4)政策法規(guī)：主要涉及蠶種管理辦法；鮮繭收購(gòu)資格證書發(fā)放及年檢、蠶種生產(chǎn)許可證、蠶種供應(yīng)經(jīng)營(yíng)許可證、新建蠶種場(chǎng)、蠶種冷庫(kù)和跨省調(diào)運(yùn)蠶種《檢驗(yàn)檢疫合格證書》辦事指南等。

5)蠶業(yè)科技：主要是一些前沿科研領(lǐng)域的最新研究成果及產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇、學(xué)術(shù)年會(huì)、研究報(bào)告及項(xiàng)目驗(yàn)收等。

6)實(shí)用技術(shù)：主要涵蓋桑園栽培管理、桑園病蟲害防控應(yīng)急技術(shù)措施、蠶品種特性及飼養(yǎng)管理特點(diǎn)、蠶病的預(yù)警與預(yù)防等內(nèi)容。

7)智能專家輔助決策：可以根據(jù)用戶提出的一些條件、問(wèn)題，向用戶提出一些可行方案。

8)專業(yè)知識(shí)庫(kù)：主要存儲(chǔ)一些蠶業(yè)的知識(shí)信息，供用戶進(jìn)行搜索，同時(shí)也可以提供站外搜索。

9)友情鏈接：與一些相關(guān)網(wǎng)站建立鏈接。

10)手機(jī)版

蠶業(yè)專家系統(tǒng)一般分為前臺(tái)和后臺(tái)兩個(gè)部分，后臺(tái)部分對(duì)前臺(tái)的信息進(jìn)行維護(hù)；用戶可以通過(guò)訪問(wèn)前臺(tái)對(duì)專家系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員和蠶業(yè)技術(shù)專家的協(xié)同合作維護(hù)整個(gè)蠶業(yè)專家系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

4 蠶業(yè)專家系統(tǒng)在蠶業(yè)發(fā)展中的前景

通過(guò)蠶業(yè)專家系統(tǒng)的應(yīng)用，可以有效解決蠶桑學(xué)科知識(shí)量大、關(guān)鍵技術(shù)缺乏、推廣服務(wù)形式單一、實(shí)時(shí)指導(dǎo)困難等問(wèn)題，促進(jìn)新形勢(shì)下蠶桑產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化、信息化和現(xiàn)代化，為蠶桑技術(shù)推廣服務(wù)提供了科學(xué)途徑和新思路。蠶業(yè)專家系統(tǒng)以其特有的方式進(jìn)行蠶業(yè)科技傳播與推廣，必將以其信息量大、指導(dǎo)性強(qiáng)、信息及時(shí)準(zhǔn)確而贏得廣大蠶農(nóng)的青睞。我國(guó)蠶業(yè)科技和蠶業(yè)現(xiàn)代化的不斷發(fā)展，必將推動(dòng)蠶業(yè)專家系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的長(zhǎng)足發(fā)展，進(jìn)而發(fā)揮蠶業(yè)專家系統(tǒng)在蠶業(yè)科技推廣服務(wù)中的引領(lǐng)作用。

[1] 李志達(dá).基于互聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)發(fā)展研究[J].農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備,2011(6):135-136．

[2] 熊范綸.基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的桑樹病蟲害遠(yuǎn)程診斷和防治專家系統(tǒng)的構(gòu)建[D].蘇州大學(xué),2007．

[3] 貢成良,石丹平,薛仁宇,等.網(wǎng)絡(luò)版蠶病診斷與防治專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].蠶業(yè)科學(xué),2009(1):182-187．

[4] 許剛,金健康,貢成良,等.蠶病的診斷與防治專家系統(tǒng)介紹[J].江蘇蠶業(yè),2008(3):10-13．

[5] 孫孝龍.桑樹栽培信息管理系統(tǒng)的研究與推廣應(yīng)用[D].南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2011．

[6] 祁廣軍,肖麗萍,何驥.廣西蠶業(yè)信息化管理系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用[J].中國(guó)蠶業(yè),2009(3):103-105．

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)(CARS-22-SYZ27)

杜偉(1985-)，男，博士，助理研究員。