智慧監(jiān)管在豬場生物安全管理中的應(yīng)用

張 護，曹 林，龍彥蓉，劉家文，趙洪德，黃 艷，孫 磊，李 燕，吳玲玲，彭建剛，王 黎

（1.紅河州畜牧技術(shù)推廣站，云南 蒙自 661199；2.開遠市畜牧技術(shù)推廣站，云南 開遠 661600；3.河口縣畜牧技術(shù)推廣站，云南 紅河 661300；4.個舊市老廠鎮(zhèn)畜牧獸醫(yī)站，云南 個舊 661000；5.金平苗族瑤族傣族自治縣者米拉祜族鄉(xiāng)畜牧獸醫(yī)站，云南 紅河 661500；6.蒙自市雨過鋪街道農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，云南 蒙自 661199；7.彌勒市新哨鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，云南 彌勒 652300；8.蒙自市動物衛(wèi)生監(jiān)督所，云南 蒙自 661199）

非洲豬瘟等重大動物疫病的肆虐、農(nóng)業(yè)人口的老齡化加速，給畜牧業(yè)發(fā)展帶來巨大的困難和挑戰(zhàn)。信息化、智能化不斷撬動著粗放式、低效率的傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)向知識型、技術(shù)型、現(xiàn)代化的高效畜牧養(yǎng)殖業(yè)轉(zhuǎn)變。通過大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)與智能感知、識別的融合，加快智能化畜牧業(yè)發(fā)展步伐，提高畜牧業(yè)綜合生產(chǎn)效率，增強畜牧業(yè)對農(nóng)牧民收入增長的支撐作用勢在必行。豬場生物安全的智慧監(jiān)管可能是打開智能化養(yǎng)豬業(yè)的一把鑰匙。

1 傳統(tǒng)方式應(yīng)對生物安全存在的問題

以養(yǎng)豬場非洲豬瘟（ASF）的防控為例。目前還沒有安全有效的疫苗，通過嚴格的生物安全措施來避免豬只與非洲豬瘟病毒（ASFV）的接觸是當前防控ASF的有效手段。但現(xiàn)有的管理方式很難滿足生產(chǎn)需求，從而形成以下痛點問題。

1.1 外來安全隱患多

保險理賠，病死豬無害化處理，動檢開票，外來生物入侵（如貓、鼠、鳥等）都會成為很大的安全隱患。

1.2 培訓(xùn)監(jiān)督成本高

對于豬企的生物安全和內(nèi)部審計管理團隊而言，生物安全細則繁雜，培訓(xùn)和專業(yè)監(jiān)管巡視成本高且效果不理想。

1.3 執(zhí)行效果差

生物安全的核心在于執(zhí)行到位，動作不變形。但是生物安全SOP（標準作業(yè)程序）分解動作復(fù)雜，落地困難，環(huán)節(jié)眾多且難以直接管理，持續(xù)性無法保證。

1.4 回溯效率低

生物安全事故事后回溯追責(zé)往往為時已晚，甚至已造成無可挽回的損失，基本沒有事后復(fù)盤的可行性。

2 智慧監(jiān)管解決生物安全問題的方法

生物安全智慧監(jiān)管系統(tǒng)以計算機深度學(xué)習(xí)高級算法為基礎(chǔ)，通過計算機視覺的方式建立起基于全場的生物防疫數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，實現(xiàn)生物安全執(zhí)行標準化、規(guī)范化、信息化，達到及時發(fā)現(xiàn)并提示異常行為，避免凈區(qū)污染，實現(xiàn)養(yǎng)殖場生物安全的數(shù)字化管理。按不同階段的算法可以分為4個方面。

2.1 進場管理

主要包括設(shè)立電子圍欄邊界、人車進場管理和外來入侵生物識別預(yù)警。

2.2 生產(chǎn)流程管理

主要包括車輛消洗和人員消洗監(jiān)管、工服識別、消毒流程追溯等。

2.3 出豬管理

主要包括自定義電子圍欄、出豬識別、違規(guī)報備、豬只回流監(jiān)控報警和豬只計數(shù)等。

2.4 特殊定制

根據(jù)養(yǎng)殖場的特殊要求，可以實現(xiàn)特殊化的定制，比如特殊的工服識別、換鞋流程識別等。只需要采集關(guān)鍵程序的視頻流進行設(shè)定即可。

3 智慧監(jiān)管與養(yǎng)豬業(yè)的深度融合

移動互聯(lián)網(wǎng)的主戰(zhàn)場，已經(jīng)從上半場的消費互聯(lián)網(wǎng)，向下半場的產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)方向轉(zhuǎn)變。豬臉識別、語音識別、紅外測溫、智能環(huán)控，巡檢機器人、飼喂機器人、3D農(nóng)業(yè)級攝像頭等先進設(shè)備不斷進入養(yǎng)豬行業(yè)，信息融合越來越快，促使養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)快速實現(xiàn)智能化。目前除智慧監(jiān)管解決生物安全問題以外，相關(guān)的功能還包括以下幾方面。

3.1 點數(shù)功能

利用高清攝像頭實現(xiàn)豬只點數(shù)，再經(jīng)過通信網(wǎng)絡(luò)把結(jié)果傳輸?shù)皆贫颂幚恚鉀Q了盤點和資產(chǎn)管理難、銷售豬只數(shù)量管理、遠程控制點數(shù)等問題。

3.2 豬臉識別

通過高清攝像頭抓拍豬臉并進行數(shù)據(jù)標注和訓(xùn)練，識別出不同的豬只，進而對豬只飼養(yǎng)進行全程追溯管理。

3.3 體溫監(jiān)測

通過無線紅外測溫等技術(shù)采集豬只體溫，根據(jù)體溫的異常來發(fā)現(xiàn)豬只的特定狀態(tài)，比如高熱、母豬發(fā)情與否等。

3.4 異常表現(xiàn)識別

采集母豬照片，對發(fā)情期的異常表現(xiàn)進行標注，通過持續(xù)訓(xùn)練達到高準確識別母豬發(fā)情；對生病豬只的照片進行標注訓(xùn)練，推理判斷豬只是否生病等。

3.5 體重判斷

結(jié)合豬只識別和背膘測定等技術(shù)，不斷抓拍同一頭豬只并對其體型進行分析，判斷體重，進而判斷長勢情況和提示出欄。

3.6 流行病監(jiān)控

根據(jù)豬只的發(fā)病數(shù)據(jù)，養(yǎng)殖行業(yè)大數(shù)據(jù)監(jiān)測，發(fā)布流行病趨勢，為養(yǎng)殖企業(yè)提供指引和提前預(yù)防策略。

3.7 保險理賠監(jiān)管

在建立符合機構(gòu)業(yè)務(wù)與管理流程的基礎(chǔ)上，識別并錄入生物特征信息，通過區(qū)塊鏈技術(shù)實現(xiàn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的可信獲取，養(yǎng)殖戶可實現(xiàn)遠程自助投保和理賠，從而確保豬場生物安全。

3.8 養(yǎng)殖供需預(yù)測

通過大數(shù)據(jù)平臺，不斷采集養(yǎng)豬業(yè)的各種數(shù)據(jù)（如市場銷售數(shù)據(jù)、豬只流行病數(shù)據(jù)等），建立生豬出欄、存欄、售價曲線，及時預(yù)警和調(diào)整養(yǎng)殖策略等。

4 結(jié)語與展望

我國是世界上最大的生豬養(yǎng)殖和消費國家。但在生豬的生產(chǎn)過程中缺乏統(tǒng)一的生物安全標準，在運輸、屠宰、肉制品加工等各個環(huán)節(jié)也沒有統(tǒng)一的規(guī)范和管理。另一方面，由于飼養(yǎng)模式、規(guī)模大小、豬場管理和經(jīng)濟狀況不同等因素的影響，豬場生物安全措施的制定和執(zhí)行等方面存在眾多問題[1]。

養(yǎng)豬場生物安全體系的基本構(gòu)成包括新建豬場的選址、設(shè)計工藝和養(yǎng)豬流程，豬流、車流、人流和物流的管理，日常消毒，免疫和常見豬病的控制與凈化措施等[2]，智慧監(jiān)管能夠比較有效地解決養(yǎng)豬場生物安全“四流”等管理問題。

生物安全的可靠性或等級取決于整體最薄弱環(huán)節(jié)，這很符合“木桶理論”，往往最薄弱的環(huán)節(jié)是管理者容易忽視或無法人工監(jiān)管的環(huán)節(jié)，智慧監(jiān)管的有效使用能夠幫助管理者解決監(jiān)管死角和監(jiān)管常態(tài)化問題。

王闖等[3]通過對ASF防控的研究，提出了“一場布局、二段飼養(yǎng)、三級洗消、四流管控、五區(qū)劃分、六色線路”的“六部曲”生物安全體系建設(shè)方案，此套方案對豬場的生物安全體系建設(shè)做出了比較明晰的流程化分解，從側(cè)面說明了計算機智慧監(jiān)管順利介入各個環(huán)節(jié)的可行性。

智慧農(nóng)業(yè)以信息和知識為核心要素，通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和智能裝備等現(xiàn)代信息技術(shù)、設(shè)備，與農(nóng)業(yè)深度跨界融合，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程的信息感知、定量決策、智能控制、精準投入、個性化服務(wù)的全新農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，是農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展從數(shù)字化到網(wǎng)絡(luò)化再到智能化的高級階段。非洲豬瘟對養(yǎng)豬行業(yè)的影響，引起了養(yǎng)豬從業(yè)人員對生物安全的高度重視，生物安全智慧監(jiān)管在養(yǎng)豬行業(yè)中的率先普及，必將加快整個養(yǎng)豬行業(yè)的智慧化步伐，推動養(yǎng)豬行業(yè)加速進入智能化高級階段。