浙江省瑞安市智慧畜牧云平臺(tái)豬糞肥田安全匹配與數(shù)字化監(jiān)管系統(tǒng)的建立

翁明忠彭乃木周一媚彭兆道

（1.浙江省瑞安市動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心，浙江瑞安 325200；2.浙江省瑞安市畜牧業(yè)獸醫(yī)局，浙江瑞安 325200；3.浙江省瑞安市畜產(chǎn)品安全監(jiān)測站，浙江瑞安 325200；4.浙江省瑞安市梅嶼兆道畜牧養(yǎng)殖場，浙江瑞安 325200）

浙江省瑞安市智慧畜牧云平臺(tái)豬糞肥田安全匹配與數(shù)字化監(jiān)管系統(tǒng)的建立

翁明忠1彭乃木2周一媚3彭兆道4

（1.浙江省瑞安市動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心，浙江瑞安 325200；2.浙江省瑞安市畜牧業(yè)獸醫(yī)局，浙江瑞安 325200；3.浙江省瑞安市畜產(chǎn)品安全監(jiān)測站，浙江瑞安 325200；4.浙江省瑞安市梅嶼兆道畜牧養(yǎng)殖場，浙江瑞安 325200）

智慧畜牧云平臺(tái)豬糞肥田安全匹配與數(shù)字化監(jiān)管系統(tǒng)是針對養(yǎng)豬場的豬糞便污水等在農(nóng)田中過量施用和不合理施用、甚至隨意排放和偷排情況的現(xiàn)象，基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過超聲波液位探測端，圖像采集端，紅外線移動(dòng)勘測端，傳感器端和定位端的物聯(lián)網(wǎng)信息，24h監(jiān)測污水液位全程動(dòng)向和槽罐車在沼液（糞尿）運(yùn)輸工作中的運(yùn)行軌跡、農(nóng)田貯存、施用濃度、施用作物、施用時(shí)間等，監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算處理匯總后及時(shí)傳輸至配套的數(shù)字終端（電腦和手機(jī)app軟件），實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程高清監(jiān)控，突破人為監(jiān)管的局限性。目前該系統(tǒng)已在瑞安市兆道畜牧養(yǎng)殖場試點(diǎn)安裝完成，成效明顯。

豬糞安全匹配數(shù)字化監(jiān)管系統(tǒng) 信息技術(shù) 養(yǎng)豬業(yè) 廢棄物 無害化處理 環(huán)境保護(hù)

1 項(xiàng)目背景

近年來，因畜牧業(yè)發(fā)展對環(huán)境的影響越來越嚴(yán)重，特別畜禽排泄物對水域的污染，引起了社會(huì)的高度關(guān)注和政府的高度重視。本省相繼下發(fā)了《浙江省畜禽養(yǎng)殖污染防治辦法》（省政府令第336號(hào)）、《關(guān)于印發(fā)浙江省劣V類水剿滅行動(dòng)方案的通知》（浙政辦發(fā)165號(hào)）、《關(guān)于印發(fā)2017年度浙江省“五水共治”工作考核評價(jià)指標(biāo)體系及評分細(xì)則的通知》（浙治水辦發(fā)〔2017〕14號(hào)）、《關(guān)于印發(fā)＜剿滅劣V類水——農(nóng)業(yè)水環(huán)境治理行動(dòng)方案＞的通知》（浙農(nóng)科發(fā)〔2017〕4號(hào)）等文件。為此，瑞安市政府認(rèn)真貫徹落實(shí)并責(zé)成農(nóng)業(yè)局針對我市畜禽業(yè)排泄物污染特點(diǎn)開展防治技術(shù)研究。與此同時(shí)，農(nóng)業(yè)局成立課題組并根據(jù)上級(jí)有關(guān)精神，開展以“政府推動(dòng)、企業(yè)主導(dǎo)、市場運(yùn)作”的規(guī)?；r(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營主體的畜禽養(yǎng)殖排泄物利用網(wǎng)絡(luò)模式研究，即豬糞肥田安全匹配技術(shù)與液肥配送物流網(wǎng)絡(luò)研究。通過GPS在線液肥監(jiān)測調(diào)配，以精準(zhǔn)測土配方施肥等現(xiàn)代化的管理手段，使液肥（糞污）得到合理化、資源化的配置，把養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)等產(chǎn)業(yè)有機(jī)地結(jié)合起來，從而形成一個(gè)區(qū)域內(nèi)的生態(tài)大循環(huán)，最終達(dá)到土壤理化性狀得到改善，養(yǎng)殖業(yè)污染問題得到徹底解決的生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式。

2 解決痛點(diǎn)

2.1 財(cái)力人力資源重復(fù)浪費(fèi)

通過現(xiàn)階段的畜禽業(yè)整治，瑞安市保留了100多家規(guī)模畜牧場，分散在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）且各場點(diǎn)之間間隔遠(yuǎn)；全市有22鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）只有畜牧員18個(gè)，擔(dān)負(fù)著動(dòng)物防疫、畜牧生產(chǎn)、畜產(chǎn)品安全、排泄物治理等工作，監(jiān)管人員嚴(yán)重不足且有5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）缺編；導(dǎo)致無法持續(xù)監(jiān)管，復(fù)發(fā)情況嚴(yán)重。如何有限鞏固整治成果，杜絕財(cái)政資金和執(zhí)法人力的重復(fù)浪費(fèi)已成為政府的一個(gè)“痛點(diǎn)”；在這樣的情況下，盡快建立起智能化一體化監(jiān)管體系顯得尤為迫切。

2.2 傳統(tǒng)監(jiān)管模式落后

傳統(tǒng)監(jiān)管模式下，靠執(zhí)法人員巡檢查去監(jiān)管，更不能實(shí)現(xiàn)多個(gè)畜牧場的實(shí)時(shí)監(jiān)控，需要?jiǎng)佑么罅康谋O(jiān)管人員。現(xiàn)有的超聲波業(yè)務(wù)監(jiān)管系統(tǒng)只能提供定性的報(bào)警提示，無法傳遞實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，且設(shè)備誤報(bào)率高，致使監(jiān)管部門無法留存精準(zhǔn)數(shù)據(jù)。如何有限鞏固整治成果，打消養(yǎng)殖場戶對畜禽糞污綜合利用設(shè)施設(shè)備運(yùn)行停用或直接偷漏排現(xiàn)象的發(fā)生，杜絕糞污未經(jīng)處理隨意排放已成為政府的一個(gè)“痛點(diǎn)”；在這樣的情況下，盡快實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程高清監(jiān)控，突破人為監(jiān)管的局限性顯得尤為迫切。

3 技術(shù)指標(biāo)

3.1 沼液實(shí)時(shí)監(jiān)測功能需求

建成后的監(jiān)管平臺(tái)，能自動(dòng)監(jiān)控池內(nèi)沼液（糞污）的存量，并能遠(yuǎn)程查看沼液池（貯液池）內(nèi)沼液（糞污）的增加、使用量，供項(xiàng)目單位工作人員查詢和分析；如過量或不合理施用平臺(tái)將自動(dòng)報(bào)警。同時(shí)，硬件設(shè)備還必須保證防雷、防水，保證在野外做到安全運(yùn)行。

3.2 視頻監(jiān)控功能需求

建成后的監(jiān)管平臺(tái)，能自動(dòng)監(jiān)控畜禽排泄物（沼液）處理、運(yùn)輸、利用的全過程，供工作人員實(shí)時(shí)查詢利用；工作人員在辦公室里通過特定的網(wǎng)頁或者客戶端可實(shí)時(shí)監(jiān)控畜禽排泄物（沼液）綜合利用或處置情況。

3.3 GPS車輛定位功能需求

建成后的監(jiān)管平臺(tái)，能監(jiān)控沼液（糞污）運(yùn)輸車輛的全程軌跡，供工作人員實(shí)施查詢；工作人員在辦公室里通過特定的網(wǎng)站或者客戶端可實(shí)時(shí)監(jiān)控沼液運(yùn)輸車的運(yùn)行軌跡，防止偷排或隨意傾倒。

3.4 環(huán)境安全匹配需求

建成后的監(jiān)管平臺(tái)，可從環(huán)境安全角度出發(fā)，提出豬糞尿水還田利用環(huán)境安全匹配農(nóng)田面積，從而為我市推廣種養(yǎng)結(jié)合家庭養(yǎng)豬模式時(shí)匹配糧食作物種植面積以及豬糞尿還田時(shí)適宜使用量（合適的濃度和養(yǎng)分），提供重要的科學(xué)參考依據(jù)。

3.5 成果實(shí)際應(yīng)用需求

研究成功后試點(diǎn)安裝一家，經(jīng)驗(yàn)收后對41家畜禽規(guī)模養(yǎng)殖場全部完成安裝線上防控系統(tǒng)，并有限對接至省平臺(tái)（市環(huán)保監(jiān)管平臺(tái)）。達(dá)到精準(zhǔn)監(jiān)管，排泄物綜合利用率達(dá)到100%的需求。

4 研究內(nèi)容

4.1 瑞安市畜禽業(yè)污染源現(xiàn)狀調(diào)查

主要調(diào)查豬、牛、雞等各種動(dòng)物飼養(yǎng)數(shù)量、動(dòng)物糞便排泄量、不同糞便收集方式產(chǎn)生的糞污量、糞便（沼液）氮磷鉀含量、沼液（糞污）綜合利用等情況。

4.2 瑞安市種植業(yè)施肥情況調(diào)查

主要調(diào)查現(xiàn)在種植農(nóng)作物品種、種植面積、不同生長期需各種養(yǎng)分等；同時(shí)，要開展對全市土肥調(diào)查，施用有機(jī)肥情況調(diào)查。經(jīng)查我市一邊是生豬飼養(yǎng)量大，但周邊農(nóng)田少、植物用肥少，畜禽糞尿就地利用率低，導(dǎo)致糞尿過剩影響周邊及下游環(huán)境。另一邊是生豬飼養(yǎng)量少，但周邊農(nóng)田多、植物用肥多，畜禽糞尿用量大，導(dǎo)致農(nóng)田缺乏有機(jī)肥、只好施用化肥，但破壞了土壤結(jié)構(gòu)、且生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量差。

4.3 平臺(tái)系統(tǒng)工程建設(shè)

一是硬件設(shè)施（平臺(tái)數(shù)據(jù)中心）建設(shè)；二是數(shù)據(jù)采集（沼液配送車輛、智能檢測儀）設(shè)備購置安裝；三是調(diào)度指揮建設(shè)（見下圖）。四是管理模塊建立。用戶可以填寫自己的身份信息，自行在平臺(tái)進(jìn)行注冊。用戶可以使用“用戶名+密碼+驗(yàn)證碼”的方式登錄到平臺(tái)。用戶登錄平臺(tái)后，可以修改個(gè)人基本信息。管理員可以設(shè)置不同的權(quán)限，并對用戶進(jìn)行權(quán)限指派；管理員可以對部門進(jìn)行分類管理，對安裝在現(xiàn)場的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行管理、運(yùn)行質(zhì)量監(jiān)控、管理。

4.4 平臺(tái)基礎(chǔ)信息管理

4.4.1 沼液池信息管理

平臺(tái)可對GIS地圖上展示池子的分布位置，配套農(nóng)田面積，種植不同作物，土壤肥力情況等，同時(shí)可包括沼液池的添加、刪除、查詢等基本功能。

4.4.2 車輛管理（個(gè)性化）

平臺(tái)對GIS地圖上展示車輛的實(shí)時(shí)的地理分布位置，同時(shí)包括車輛的添加、刪除、查詢等基本功能。

4.4.3 司機(jī)信息（個(gè)性化）

包括車輛司機(jī)信息的添加、刪除、查詢等基本功能。

4.4.4 沼液池監(jiān)測管理

對現(xiàn)場沼液池?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行采集，并通過無線3G網(wǎng)絡(luò)傳遞將數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡脚_(tái)端。系統(tǒng)可對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，以備隨時(shí)進(jìn)行分析和處理。系統(tǒng)將采集到的數(shù)值通過直觀的形式向用戶展示時(shí)間分狀況（折線圖）和空間分布狀況（場圖），提供日報(bào)、月報(bào)等歷史報(bào)表。系統(tǒng)允許用戶制定自定義的數(shù)據(jù)范圍，超出范圍的錯(cuò)誤情況會(huì)在系統(tǒng)中進(jìn)行標(biāo)注，以達(dá)到報(bào)警的目的。

4.4.5 車載監(jiān)測管理（個(gè)性化）

系統(tǒng)用戶可以查看到車輛在GIS地圖上的實(shí)時(shí)地理位，可以查看車輛運(yùn)行歷史軌跡，系統(tǒng)平臺(tái)可以進(jìn)行信息發(fā)送（對單臺(tái)、多臺(tái)車或手機(jī)發(fā)送信息）。

4.4.6 報(bào)表管理

系統(tǒng)將采集到的數(shù)值通過直觀的形式向用戶展示時(shí)間分狀況（折線圖）和空間分布狀況（場圖），提供日報(bào)、月報(bào)等歷史報(bào)表。

5 實(shí)施效果

通過本項(xiàng)目的實(shí)施，真正實(shí)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖智能化監(jiān)管系統(tǒng)建設(shè)。沼液（糞污）的使用數(shù)量、安全匹配和處置情況整個(gè)過程被視頻監(jiān)控；沼液（糞污）配送車輛GPS定位、調(diào)度；管理人員實(shí)時(shí)查看、監(jiān)管；實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程高清監(jiān)控，突破人為監(jiān)管的局限性。通過本項(xiàng)目的建設(shè)，最終將最大限度地處理畜禽養(yǎng)殖污染、綜合利用率可達(dá)100%。試點(diǎn)企業(yè)3000頭生豬規(guī)模，通過線上監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，半年來5000噸沼液總量全部用于800畝作物（柑橘、番茄、水稻等），共計(jì)節(jié)約成本8.5萬元。同時(shí)，消除了周邊下游村莊村民的不信任心理，促進(jìn)了社會(huì)和諧；又因嚴(yán)格控制農(nóng)田化肥使用，不僅有利于減少農(nóng)業(yè)面源污染，提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全水平，確保食品安全，也有利于維護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，因而具有良好的環(huán)境生態(tài)效益。