馬場信息綜合管理系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計

沈秋采，楊　濤，朱　超，彭宇飛，楊晉丹，梅珀彰，黨雨晴

(沈陽農(nóng)業(yè)大學 信息與電氣工程學院，遼寧 沈陽 110161)

中國是養(yǎng)馬大國，馬匹存欄600多萬，正處在由單一的傳統(tǒng)役用養(yǎng)馬業(yè)向多分支的現(xiàn)代馬業(yè)過渡階段，現(xiàn)代馬業(yè)作為一種新型第三產(chǎn)業(yè)，對經(jīng)濟發(fā)展、社會文化建設(shè)與國民身體素質(zhì)提高具有重要意義。在美國，現(xiàn)代馬業(yè)已經(jīng)發(fā)展成熟，2007年馬產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造的經(jīng)濟產(chǎn)值就高達1020億美元，提供就業(yè)人數(shù)約140萬人，是美國重要支柱產(chǎn)業(yè)之一[1-2]。中國大多數(shù)馬場管理水平較低，尤其缺乏有效的現(xiàn)代化管理技術(shù)和手段，馬匹繁殖、疾病治療及防疫等信息的管理還處手工階段，極大影響了馬業(yè)的發(fā)展。

在國外，Croft等[3]報道了信息管理系統(tǒng)在馬流感疾病應(yīng)對中發(fā)揮的作用；Pagan等[4]構(gòu)建了馬飼料營養(yǎng)評估軟件，實現(xiàn)了馬匹的營養(yǎng)飼喂；Melgarejo等[5]開發(fā)了馬育種軟件，實現(xiàn)馬匹譜系的記錄管理。國內(nèi)關(guān)于養(yǎng)馬業(yè)的管理系統(tǒng)軟件較少，王超[6]構(gòu)建了C/S模式的馬場信息系統(tǒng)；穆行夫等[7]研究的基于RFID技術(shù)的馬匹身份識別系統(tǒng)側(cè)重于對馬匹個體信息的管理，目前國內(nèi)依然缺少對馬場信息進行全面管理的信息系統(tǒng)。為適應(yīng)馬場的管理需求，本研究研發(fā)了對馬場信息進行全面管理的綜合管理信息系統(tǒng)，重點研發(fā)了馬匹的飼養(yǎng)管理系統(tǒng),為馬場提供了現(xiàn)代化的管理平臺。管理系統(tǒng)的應(yīng)用將會產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟效益與社會效益，同時也會對中國現(xiàn)代馬業(yè)的發(fā)展起到積極地推動作用[8-10]。

1　馬場信息管理系統(tǒng)的設(shè)計

1.1　系統(tǒng)架構(gòu)

基于C/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)投資較大、維護成本高、對客戶端操作系統(tǒng)的限制等因素無法適應(yīng)馬場的需求[11]?？紤]到系統(tǒng)的可維護性、可擴展性以及能在國內(nèi)馬場廣泛運用，本系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)。應(yīng)用三層架構(gòu)設(shè)計，包括表示層(UI)、業(yè)務(wù)邏輯層(BLL)、數(shù)據(jù)訪問層(DAL)。其中UI是與用戶交互的界面，主要用于對用戶輸入數(shù)據(jù)的接收和數(shù)據(jù)的返回；BLL是UI與DAL之間數(shù)據(jù)交換的橋梁，主要實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯功能，包括計算、驗證等；DAL是對數(shù)據(jù)的操作，主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的增加、刪除、修改、查詢，將存儲在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)提交到BLL，同時將BLL處理后的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫中。除此三層之外，還包括實體層(Model)。系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2　功能結(jié)構(gòu)設(shè)計

面對中國馬場管理的實際需求，設(shè)計開發(fā)一個集馬匹信息管理、健康監(jiān)測、飼養(yǎng)管理、免疫管理、病歷管理、繁育管理、訓練管理、日常管理于一體的綜合性管理系統(tǒng)，為馬場科學化管理提供可靠技術(shù)手段。系統(tǒng)共有八個模塊，功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。為了保證馬場信息管理的安全性，系統(tǒng)設(shè)置了用戶權(quán)限，不同用戶登錄系統(tǒng)后能根據(jù)相應(yīng)的角色權(quán)限訪問不同的管理信息。

圖1　系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)Fig.1　The structural framework of system

1.3　數(shù)據(jù)庫設(shè)計

本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫使用SQL Server 2014作為開發(fā)平臺，數(shù)據(jù)庫由馬匹信息表(HorseInfo)、健康信息表(StatueInfo)、飼養(yǎng)信息表(FeedingInfo)、免疫信息表(ImmuneInfo)、病例信息表(CaseInfo)、繁育信息表(BreedInfo)、訓練信息表(TrainInfo)、用戶信息表(LoginInfo)、用戶角色表(UserRole)、角色權(quán)限表(RolePermission)、飼養(yǎng)標準表(NutrientRequire)、原料類別表(FeedsInfo)、原料營養(yǎng)成分表(FeedsComposition)、馬匹圖片表(ImageInfo)、藥品信息表(DrugInfo)等構(gòu)成，數(shù)據(jù)庫中的部分表如圖3所示。

圖2　系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)Fig.2　The function structure of system

圖3　系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫表Fig.3　The database of system

2　馬飼料配方模型建立

飼料配方是馬匹飼養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)根據(jù)馬匹的體況提供相應(yīng)的飼料配方，對馬匹進行科學飼養(yǎng)。

2.1　飼料配方設(shè)計

馬是草食性動物，以精料配合飼草飼喂。不同品種、體重、運動量、年齡、生理狀態(tài)、生產(chǎn)水平的馬在不同季節(jié)、飼養(yǎng)環(huán)境等條件下飼養(yǎng)標準也各不相同[12-14]。例如，馬術(shù)比賽等運動用馬要消耗巨大能量，日糧中精料所占的比例可達60%～70%；用于休閑娛樂的馬匹主要以優(yōu)質(zhì)牧草飼喂，粗飼料可占日糧比例的65%[15-16]。由于馬的價值較高，要保證日糧中營養(yǎng)物質(zhì)的質(zhì)量、數(shù)量和相互比例均滿足馬匹的營養(yǎng)需要，兼顧飼料配方的適口性、成本、組成多樣化與環(huán)境問題[17]。目前國內(nèi)外飼料配方軟件主要是對精料型的豬、雞等畜禽的飼養(yǎng)，針對馬飼料配方的研究較少。

2.2　基于目標規(guī)劃的馬飼料配方模型的建立

目標規(guī)劃方法能實現(xiàn)對馬匹所需各種營養(yǎng)指標與采食量的協(xié)調(diào)優(yōu)化，本研究應(yīng)用目標規(guī)劃方法構(gòu)建馬匹日糧配方模型，為馬飼料配方的制訂提供一定的參考[18-19]。馬匹每日所需的主要營養(yǎng)物有干物質(zhì)(kg)、能量(Mcal/kg)、粗蛋白(g)、鈣(g)、磷(g)，飼料的容積要與馬匹的消化生理特性相適應(yīng)。馬匹飼料配方設(shè)計過程不是以百分含量為依據(jù)，而是以馬匹每日對各種營養(yǎng)物質(zhì)的需要量為基礎(chǔ)[1]?；谀繕艘?guī)劃的馬飼料配方可歸結(jié)為以下模型：

約束條件：

由于不同產(chǎn)地的飼料營養(yǎng)成分有所不同，因此飼料的營養(yǎng)成分只作為參考依據(jù)[15]。中國尚未制訂馬匹的飼養(yǎng)標準，目前主要參照NRC標準，而不同地區(qū)馬匹的生產(chǎn)水平各有不同，飼養(yǎng)標準也不能完全生搬硬套。不同馬匹的運動量、體況、飼料利用率等各不相同，飼養(yǎng)者應(yīng)對每一匹馬飼料配方進行適當調(diào)整，保證馬匹營養(yǎng)均衡、健康生長、最優(yōu)化生產(chǎn)，達到最佳飼養(yǎng)效果。

3　馬場信息管理系統(tǒng)的實現(xiàn)

系統(tǒng)采用Visual Studio 2015為研發(fā)平臺，數(shù)據(jù)庫開發(fā)平臺采用SQL Server 2014，應(yīng)用C#語言，構(gòu)建基于B/S模式的馬業(yè)信息綜合管理系統(tǒng)。由于篇幅有限，本文以馬匹信息管理模塊、健康監(jiān)測模塊、飼養(yǎng)管理模塊、免疫管理模塊為例介紹系統(tǒng)實現(xiàn)的功能。

3.1　馬匹信息管理

馬匹信息管理模塊界面如圖4所示，實現(xiàn)了對馬匹各種基本信息的管理，包括馬匹的名稱、性別、毛色、出生日期、品種、出生國家、父母信息等，系譜的登記對于純血馬具有重要意義。新出生或新購入的馬匹，輸入相關(guān)信息后，系統(tǒng)自動生成15位的馬匹數(shù)字編碼作為馬匹的唯一標識，編碼的設(shè)計包括馬匹出生日期8位、品種3位、性別1位、流水碼3位(圖5)，通過該編碼能夠查詢出馬匹的所有信息，方便了馬匹信息的管理，對馬匹檔案的管理提供了方便。馬匹信息的規(guī)范化管理是馬匹飼養(yǎng)、免疫、病例等管理工作的基礎(chǔ)。

圖4　馬匹信息管理Fig.4　Horse information management

3.2　健康監(jiān)測

健康監(jiān)測模塊(圖6)用于馬匹日常的健康指標檢測，包括檢測時間、體高、體重、體溫、心跳等信息，對馬匹的飼養(yǎng)管理和訓練管理有重要的指導意義。

選擇馬匹名稱后系統(tǒng)自動查詢馬匹基本信息并同步顯示馬匹的性別、出生日期、毛色、品種，確認馬匹信息后即可錄入馬匹健康狀況。

圖5　馬匹信息編碼設(shè)計圖Fig.5　Horse information coding design

圖6　馬匹健康監(jiān)測Fig.6　Horse health monitoring

3.3　飼養(yǎng)管理

飼養(yǎng)管理模塊針對馬匹的品種、體重、用途、運動量等信息，提供相應(yīng)的飼養(yǎng)標準(NRC)和常用飼料的營養(yǎng)成分含量，并根據(jù)所選原料構(gòu)建馬飼料配方，同時記錄馬匹的飼喂量、飼喂次數(shù)及進食情況等信息。以飼養(yǎng)管理模塊中的飼料配方設(shè)計功能為例，用戶選擇馬匹名稱后系統(tǒng)同步顯示馬匹信息及最近一次測量的健康監(jiān)測數(shù)據(jù)，系統(tǒng)根據(jù)馬匹體況與飼養(yǎng)標準給出該馬的飼養(yǎng)標準，然后用戶根據(jù)原料的營養(yǎng)成分和價格選擇飼喂馬匹的原料并設(shè)置原料用量上下限，最后系統(tǒng)根據(jù)馬匹每日所需的干物質(zhì)量、消化能、粗蛋白、鈣、磷的含量與所選原料的營養(yǎng)成分計算出馬日糧配方，飼料配方設(shè)計的整個流程如圖7所示。

圖7　 飼料配方設(shè)計Fig.7　 Feed formula design

3.4　免疫管理

免疫管理模塊實現(xiàn)了免疫日期、疫苗類型、注射方法、獸醫(yī)等信息的管理，并能根據(jù)疫苗類型、季節(jié)、馬匹品種進行統(tǒng)計。免疫提醒功能可以根據(jù)馬匹出生日期計算出馬匹年齡，推算出當前日期與待免日期的時間間隔，并提前五日用紅色標識提醒，能幫助馬場管理人員及時發(fā)現(xiàn)待免疫的馬匹，防止漏免的狀況發(fā)生。免疫模塊的查詢功能與統(tǒng)計功能如圖8所示。

另外，病例管理模塊包括對馬匹的發(fā)病日期、癥狀、用藥、治療方法、治療結(jié)果等信息的管理，病例信息可按馬匹品種、年齡、發(fā)病時間統(tǒng)計，能為獸醫(yī)提供針對性的疾病預防，為藥品管理提供參考。繁育管理模塊主要實現(xiàn)各種繁育信息記錄、配后檢查、發(fā)情提醒、分娩提醒功能，包括發(fā)情日期、配種日期、預配馬名稱、配種方式、胎次等信息，以及配后的初檢、復檢信息的管理。訓練管理模塊包括馬匹用途、訓練時長、訓練方式、教練員的記錄管理，與馬匹的飼養(yǎng)息息相關(guān)。日常管理模塊能夠?qū)崿F(xiàn)馬場員工的基本信息管理、設(shè)備藥品等的庫存管理、庫存不足時提醒功能、會員信息登記和資金流動等信息的管理。

圖8　免疫管理Fig.8　Horse immune management

4　結(jié)　論

本研究基于.NET框架，采用B/S模式設(shè)計實現(xiàn)了馬場信息綜合管理系統(tǒng)，系統(tǒng)可以實現(xiàn)對馬匹基本信息、飼養(yǎng)信息、病例信息、防疫信息、繁育信息、馬場人員以及馬場日常管理信息等進行全面的統(tǒng)一規(guī)范化管理。同時，飼料配方功能的設(shè)計滿足了不同年齡、品種、用途馬匹構(gòu)建日糧配方的需要。管理系統(tǒng)不僅提供了馬場數(shù)據(jù)基本的增加、修改、刪除、查詢等基本功能，還提供了多樣化的統(tǒng)計功能與提醒功能，對馬匹的防疫、疾病治療、繁育工作的順利進行提供了幫助，提高了馬場管理效益。馬場信息綜合管理系統(tǒng)為馬業(yè)及馬場的信息化建設(shè)提供了管理平臺，提供了全面、快捷、高效的管理手段，對中國養(yǎng)馬業(yè)向現(xiàn)代馬業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

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