畜牧業(yè)信息監(jiān)測與大數(shù)據(jù)分析技術(shù)及展望

一、畜牧業(yè)數(shù)據(jù)特征

1.數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)類型多樣

畜牧業(yè)數(shù)據(jù)獲取，是對畜牧業(yè)中飼料生產(chǎn)、飼養(yǎng)管理、疾病防疫、屠宰加工、運(yùn)輸銷售等環(huán)節(jié)中過程描述、特征值提取的數(shù)字化記錄。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動通信技術(shù)的發(fā)展，收集與存貯的數(shù)據(jù)迅速增多。目前，每年產(chǎn)生并被存儲的數(shù)據(jù)總量超過800EB，相當(dāng)于全人類講過話的160倍。農(nóng)業(yè)每年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量約為8000PB，且每年以50%～80%的速度增長，其中畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)每年產(chǎn)生數(shù)據(jù)約230PB。

畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈長，環(huán)境復(fù)雜，影響因素多。數(shù)據(jù)類型復(fù)雜，有數(shù)值型、文本型和圖像型。

2.產(chǎn)業(yè)流信息流高度偶合

畜牧業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)反映了畜牧業(yè)行業(yè)特征、信息流變化和產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)關(guān)系。

3.非結(jié)構(gòu)化，數(shù)據(jù)價(jià)值大

隨著各種傳感器布設(shè)、圖像采集、音視頻設(shè)備的安裝，規(guī)模化養(yǎng)殖場中，以圖形、圖像、音頻、視頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)為主的信息急劇增加。以牛奶產(chǎn)業(yè)鏈為例，數(shù)值型數(shù)據(jù)：奶牛存欄、飼料用量、牛奶產(chǎn)量；文本型數(shù)據(jù)：產(chǎn)業(yè)鏈安全事件報(bào)道、疫情監(jiān)測、行業(yè)報(bào)告；視頻圖片型數(shù)據(jù)：奶牛場環(huán)境條件、個(gè)體生長監(jiān)測。其中非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)蘊(yùn)藏著巨大的價(jià)值——精準(zhǔn)飼喂、智能養(yǎng)殖、產(chǎn)業(yè)健康。

4.數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化要求高

畜牧業(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化程度較高，標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)源自于統(tǒng)一的生產(chǎn)流程和規(guī)范的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)為開展畜牧業(yè)大數(shù)據(jù)分析提供了基本條件。

二、畜牧業(yè)信息監(jiān)測方法

1.監(jiān)測的數(shù)據(jù)

全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)：生產(chǎn)、消費(fèi)、庫存、貿(mào)易、價(jià)格、成本六大類數(shù)據(jù)，覆蓋畜牧業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈。

1）生產(chǎn)數(shù)據(jù)：農(nóng)業(yè)農(nóng)村部畜禽生產(chǎn)調(diào)查體系和有關(guān)國際組織數(shù)據(jù)，畜牧業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，包括存欄量、出欄量、環(huán)境監(jiān)測、個(gè)體監(jiān)測等。

2）消費(fèi)數(shù)據(jù)：農(nóng)村固定觀察點(diǎn)系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部獸醫(yī)局屠宰監(jiān)測系統(tǒng)、國家統(tǒng)計(jì)局抽樣調(diào)查、各級農(nóng)產(chǎn)品消費(fèi)追溯系統(tǒng)等開展監(jiān)測。

3）庫存數(shù)據(jù)：國際組織數(shù)據(jù)，國別合作研究，采集我國月度和年度商業(yè)調(diào)節(jié)庫存儲備，世界主要生產(chǎn)國商業(yè)庫存。

4）貿(mào)易數(shù)據(jù)：海關(guān)總署，聯(lián)合國糧農(nóng)組織、世界銀行、經(jīng)合組織及G20-AMIS等有關(guān)數(shù)據(jù)庫，全球主要貿(mào)易國進(jìn)出口數(shù)據(jù)。

5）價(jià)格數(shù)據(jù)：農(nóng)業(yè)農(nóng)村部畜禽生產(chǎn)調(diào)查和農(nóng)產(chǎn)品集貿(mào)市場、批發(fā)市場監(jiān)測，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部屠宰加工廠監(jiān)測點(diǎn)監(jiān)測，大型超市和零售企業(yè)交易數(shù)據(jù)、國際期貨市場價(jià)格監(jiān)測。

6）生產(chǎn)成本：農(nóng)業(yè)農(nóng)村部畜禽生產(chǎn)數(shù)據(jù)調(diào)查監(jiān)測，不同規(guī)模養(yǎng)殖中的飼料費(fèi)用、水電費(fèi)、疫病防控費(fèi)、死亡損失費(fèi)等直接物質(zhì)與服務(wù)費(fèi)用，以及固定資產(chǎn)折舊費(fèi)、管理費(fèi)等間接費(fèi)用。

2.統(tǒng)計(jì)報(bào)表監(jiān)測方法

該監(jiān)測方法依托完整的數(shù)據(jù)采集體系，對數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和報(bào)送。監(jiān)測的數(shù)據(jù)主要來源于國家統(tǒng)計(jì)局、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等多部門，按報(bào)表方式進(jìn)行。也有專業(yè)機(jī)構(gòu)開展的調(diào)查，形成報(bào)表型數(shù)據(jù)。

3.實(shí)時(shí)傳感監(jiān)測方法

通過專用設(shè)備在地區(qū)、市場等多個(gè)維度獲取肉類價(jià)格、交易量、等級等數(shù)據(jù)。通過傳感器進(jìn)行個(gè)體生長監(jiān)測，體溫、體重、體長等，養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測溫度、濕度、氨氮濃度等，產(chǎn)業(yè)鏈追溯監(jiān)測養(yǎng)殖地、出欄時(shí)間、檢疫量等。

4.網(wǎng)絡(luò)抓取方法

通過網(wǎng)絡(luò)爬蟲，在海量的網(wǎng)絡(luò)信息中有效地識別與畜牧業(yè)相關(guān)的互聯(lián)網(wǎng)信息資源，包括網(wǎng)絡(luò)輿情、網(wǎng)站信息、Web數(shù)據(jù)庫等?；诨鶞?zhǔn)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，開展精準(zhǔn)化、科學(xué)化管控，更加深入全面地發(fā)現(xiàn)畜牧業(yè)發(fā)展中的問題，推動畜牧產(chǎn)業(yè)智慧化，滿足各產(chǎn)業(yè)鏈主體不同層次的需求。

三、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)與系統(tǒng)

1.畜牧產(chǎn)品分析預(yù)警模型

1）生產(chǎn)量預(yù)測：投入類、管理類產(chǎn)量預(yù)測模型群，產(chǎn)量形成的復(fù)雜因素解析。

2）消費(fèi)量預(yù)測：差異化消費(fèi)量預(yù)測模，分析畜禽產(chǎn)品不同消費(fèi)去向。

3）價(jià)格預(yù)測：循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)價(jià)格分析，多維條件畜禽產(chǎn)品價(jià)格預(yù)測。

分析結(jié)論1：生豬生產(chǎn)價(jià)格指數(shù)出現(xiàn)反彈，牛羊、家禽、禽蛋沖高回落, 奶類窄幅震蕩。

分析結(jié)論2：部分產(chǎn)品具有較大缺口風(fēng)險(xiǎn)。產(chǎn)消缺口：豬肉均呈現(xiàn)先增后減趨勢；產(chǎn)消缺口：奶制品（折鮮）、牛肉缺口呈逐步擴(kuò)大趨勢。

分析結(jié)論3：畜牧產(chǎn)品消費(fèi)結(jié)構(gòu)升級明顯。奶制品、牛羊肉、禽肉、飼料等消費(fèi)增長較快，牛羊肉和禽肉加工消費(fèi)年均增速超過3.0%，豬肉、牛肉、禽肉的食用消費(fèi)年均增速在1.0%～2.0%。

2.生豬供需分析結(jié)論（2019年）

短期：對保供穩(wěn)價(jià)帶來巨大的挑戰(zhàn)，應(yīng)該積極調(diào)整政策。

生產(chǎn)：2019年受能繁母豬和生豬產(chǎn)能持續(xù)下降影響，預(yù)計(jì)豬肉產(chǎn)量下降15%。

消費(fèi)：2019年豬肉消費(fèi)量較上年下降5.6%，2020年預(yù)計(jì)下降12.6%。

貿(mào)易：2019年預(yù)計(jì)進(jìn)口170萬t左右；2020年進(jìn)口量將會增加到210萬t。

價(jià)格：2019年下半年豬價(jià)將進(jìn)入上漲周期，階段高點(diǎn)預(yù)期出現(xiàn)在2020年上半年。

四、未來展望

1.未來技術(shù)——畜牧業(yè)信息關(guān)鍵技術(shù)

未來畜牧產(chǎn)業(yè)發(fā)展與畜牧業(yè)技術(shù)進(jìn)步息息相關(guān)。以大數(shù)據(jù)、人工智能為代表的新興技術(shù)在某種程度上決定了畜牧產(chǎn)業(yè)發(fā)展的水平、效率和潛力。

1）畜牧業(yè)信息流智能感知技術(shù)：該技術(shù)以智能傳感器、區(qū)塊鏈技術(shù)為依托，構(gòu)建包括養(yǎng)殖環(huán)境、養(yǎng)殖流程、物流運(yùn)輸、銷售商等畜牧產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈信息流感知體系，提升產(chǎn)品信息監(jiān)測能力和安全監(jiān)管能力。

2）畜牧業(yè)微環(huán)境納米傳感技術(shù)：研發(fā)創(chuàng)新高性能納米傳感材料，研建感應(yīng)精度高、響應(yīng)速度快的畜牧產(chǎn)品微環(huán)境信息傳感器件，創(chuàng)新畜牧產(chǎn)品微環(huán)境在線化信息采集技術(shù)，構(gòu)建基于納米傳感器的微環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

3）畜牧業(yè)時(shí)空異構(gòu)大數(shù)據(jù)融合分析預(yù)測技術(shù)：基于傳感器數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、表型數(shù)據(jù)等畜牧產(chǎn)品供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)海量數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)挖掘、關(guān)聯(lián)分析、人工智能等技術(shù)手段，對畜牧產(chǎn)品的生產(chǎn)、流通、消費(fèi)、溯源等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行分析預(yù)測。

4）畜禽產(chǎn)品消費(fèi)及市場智能決策技術(shù)：建立消費(fèi)數(shù)據(jù)存儲及分析處理系統(tǒng)；時(shí)跟蹤市場消費(fèi)數(shù)據(jù)，采用云計(jì)算進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，預(yù)測市場消費(fèi)環(huán)境、消費(fèi)趨勢及市場變化趨勢；創(chuàng)建可視化、智能型消費(fèi)市場決策工具，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝改進(jìn)、市場環(huán)境升級、消費(fèi)模式轉(zhuǎn)變等畜禽產(chǎn)品生產(chǎn)消費(fèi)領(lǐng)域智能規(guī)劃。

5）畜禽產(chǎn)品安全區(qū)塊鏈溯源技術(shù)：利用區(qū)塊鏈去中心化、不可篡改性的技術(shù)特點(diǎn)，把供、產(chǎn)、銷各環(huán)節(jié)中的信息進(jìn)行采集存儲，形成供應(yīng)鏈信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)源頭到消費(fèi)終端的追蹤。利用聯(lián)盟鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)基于可信節(jié)點(diǎn)的快速共識驗(yàn)證機(jī)制，構(gòu)建畜禽產(chǎn)品質(zhì)量安全智能追溯方法。

6）重要畜禽產(chǎn)品安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警防控技術(shù)：構(gòu)建重要畜禽產(chǎn)品安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)體系和觸發(fā)閾值，定量化開展安全風(fēng)險(xiǎn)防范，提高追溯力度，實(shí)現(xiàn)跨層級、跨地域、跨系統(tǒng)、跨部門、跨業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)融合與資源共享，實(shí)現(xiàn)畜牧產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)的無縫監(jiān)管和有效防控。

2.未來應(yīng)用展望

1）單品種全產(chǎn)業(yè)鏈大數(shù)據(jù)建設(shè)將成為大數(shù)據(jù)應(yīng)用的重點(diǎn)

2017年起，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部開始實(shí)施數(shù)字農(nóng)業(yè)建設(shè)試點(diǎn)項(xiàng)目，目前已選取蘋果、大豆、棉花、油料、茶葉、天然橡膠6個(gè)品種開展全產(chǎn)業(yè)鏈大數(shù)據(jù)建設(shè)試點(diǎn)。

以成熟農(nóng)產(chǎn)品單品種為代表的特色農(nóng)業(yè)，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)重要的內(nèi)在因素和內(nèi)在要求，是全球競爭的核心優(yōu)勢。農(nóng)產(chǎn)品單品種大數(shù)據(jù)是行業(yè)發(fā)展分析的“排頭兵”，也是農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用的關(guān)鍵棋。

2）提供多層次個(gè)性服務(wù)成為大數(shù)據(jù)應(yīng)用的著力點(diǎn)

基層農(nóng)民信息服務(wù)：以向2億多農(nóng)戶和成千上萬其他農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體提供全流程、多層次、低成本、個(gè)性化信息服務(wù)為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息服務(wù)“進(jìn)村入戶”。

政府農(nóng)業(yè)決策服務(wù)：科學(xué)決策需要依靠對現(xiàn)實(shí)的精確把握。大數(shù)據(jù)指導(dǎo)政府決策，使得政策的制定更有針對性、延續(xù)性。

企業(yè)市場信息服務(wù)：涉農(nóng)企業(yè)的發(fā)展離不開市場，對市場信息的深度挖掘和分析能力是企業(yè)競爭力所在，也是行業(yè)生存的根本保障。

3）融合性技術(shù)、產(chǎn)品和方案是大數(shù)據(jù)應(yīng)用落地的關(guān)鍵

微觀層面：物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺、無人機(jī)平臺-系統(tǒng)、遙感影像服務(wù)、農(nóng)作物管理軟件、現(xiàn)場監(jiān)測傳感器方案……

中觀層面：農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)企業(yè)平臺、規(guī)模農(nóng)場ERP、可追溯性安全系統(tǒng)……

宏觀層面：全球農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)監(jiān)測分析平臺、全國市場信息服務(wù)系統(tǒng)，全球貿(mào)易模擬系統(tǒng)，政策分析預(yù)警平臺……

畜牧數(shù)據(jù)蘊(yùn)含著巨大的價(jià)值，只有將應(yīng)用作為落地點(diǎn)，才能呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的價(jià)值，解決畜牧綠色生產(chǎn)、安全管理過程遇到的諸多問題。大數(shù)據(jù)應(yīng)用是思維、理念、方法、能力的改變，大數(shù)據(jù)在畜牧業(yè)領(lǐng)域的全面應(yīng)用，將驅(qū)動畜牧業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理出現(xiàn)新的發(fā)展變革。（本文根據(jù)錄音整理，未經(jīng)本人審閱，如有出入，以專家本人意見為準(zhǔn)）