譚業(yè)平，陸昌華，胡肄農(nóng)，郁達威，黃小國，何孔旺

(1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學院獸醫(yī)研究所，農(nóng)業(yè)部獸用生物制品工程技術(shù)重點實驗室，國家獸用生物制品工程技術(shù)研究中心，江蘇南京 210014；2.江蘇康樂農(nóng)牧有限公司，江蘇常州 213149)

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基于Web的豬繁殖與呼吸綜合征風險評估系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

譚業(yè)平1，陸昌華1，胡肄農(nóng)1，郁達威1，黃小國2，何孔旺1

(1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學院獸醫(yī)研究所，農(nóng)業(yè)部獸用生物制品工程技術(shù)重點實驗室，國家獸用生物制品工程技術(shù)研究中心，江蘇南京 210014；2.江蘇康樂農(nóng)牧有限公司，江蘇常州 213149)

為建立規(guī)模豬場豬繁與呼吸綜合征(PRRS)風險數(shù)據(jù)采集與評估系統(tǒng)，在PRRS風險因素分析和評估模型構(gòu)建的基礎(chǔ)上，應(yīng)用ASP.NET動態(tài)網(wǎng)頁開發(fā)技術(shù)、C#編程語言、ADO.NET技術(shù)及MYSQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，設(shè)計開發(fā)了具有前臺信息采集評估和后臺數(shù)據(jù)庫管理2大主功能模塊和8個子模塊組成的基于Web的規(guī)模豬場PRRS風險評估系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)可對個體規(guī)模化豬場PRRS風險相關(guān)數(shù)據(jù)進行在線采集，并針對各級風險指標提供風險評估報告和管理措施改進建議，有助于豬場疫病風險管理和預(yù)防。

規(guī)模豬場；豬繁殖與呼吸綜合征；風險評估系統(tǒng)

動物疫病是制約畜牧業(yè)健康發(fā)展的主要瓶頸之一。目前國內(nèi)缺少有關(guān)風險評估方法或工具作為疫病風險管理決策支持。歐美發(fā)達國家采用風險評估技術(shù)防控動物疫病，取得了明顯成效[1-3]。在呼吸綜合征(PRRS)控制和凈化方面，利用風險評估技術(shù)，改進生物安全控制措施，正實現(xiàn)由點到面的控制和凈化[4-5]，最近，美國已將該技術(shù)應(yīng)用于豬流行性腹瀉病毒(PEDV)的防控，而國內(nèi)該方面研究報道較少。筆者在前期規(guī)模豬場豬PRRS風險因素分析[6]、風險評估模型構(gòu)建[7-8]的基礎(chǔ)上設(shè)計開發(fā)了基于Web的PRRS風險評估應(yīng)用系統(tǒng)，為PRRS風險評估與控制決策提供工具支持。

1 系統(tǒng)設(shè)計模式與功能結(jié)構(gòu)

1.1 系統(tǒng)設(shè)計模式 根據(jù)該系統(tǒng)的功能要求，采用了3層B/S開發(fā)模型(圖1)，其優(yōu)勢如下：①軟件體系結(jié)構(gòu)清晰；②提高了代碼的復(fù)用度，降低了業(yè)務(wù)邏輯層開發(fā)的復(fù)雜度，增強了PRRS風評系統(tǒng)的伸縮性、擴展性和可維護性；③客戶機應(yīng)用通用性很高、使用方便的WWW瀏覽器，可以直接使用PRRS風險評估系統(tǒng)。

圖1 Web版規(guī)模豬場PRRS風險評估系統(tǒng)3層B/S開發(fā)模型

1.1.1 表示層。其功能相當于用戶界面，在本系統(tǒng)中表示層通過ASP.NET的WEB窗體和代碼隱藏文件實現(xiàn)。在Aspx文件中只有HTML代碼和服務(wù)器控件，在頁面程序代碼文件中調(diào)用DLL組件中不同的數(shù)據(jù)庫操作方法，返回滿足條件的結(jié)果。

1.1.2 業(yè)務(wù)邏輯層。是B/S系統(tǒng)核心部分，承擔風險評估系統(tǒng)中數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)處理任務(wù)，包括接收響應(yīng)來自瀏覽器的HTTP請求，以及對數(shù)據(jù)庫的操作指令，實現(xiàn)Web系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的交互操作，執(zhí)行信息處理、監(jiān)控、調(diào)度等操作。

1.1.3 數(shù)據(jù)訪問層。負責處理應(yīng)用層對系統(tǒng)各種數(shù)據(jù)的請求。數(shù)據(jù)層以MYSQL為后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，通過ADO.NET技術(shù)實現(xiàn)與業(yè)務(wù)邏輯層的接口。

1.2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)分為前臺信息采集與評估和后臺數(shù)據(jù)管理2大部分(圖2)。

1.2.1 前臺信息采集與評估。

(1)信息登記。信息登記包括用戶信息登記和豬場信息登記。

(2)問卷填寫。主要填寫規(guī)模豬場PRRS風險評估問卷。

(3)風險評估。風險評估包括Ⅰ級指標風險評估、Ⅱ級指標風險評估、Ⅲ級指標風險評估和單因子風險評估4個部分。Ⅰ級風險指標風險評估結(jié)果展示為散點圖，Ⅱ級風險指標和Ⅱ級風險指標風險評估結(jié)果展示為條形圖，單因子風險評估結(jié)果展示為樹狀表。

1.2.2 后臺數(shù)據(jù)管理。

(1)基本信息管理。信息管理包括用戶信息管理和豬場信息管理2部分。用戶信息管理包括用戶基本信息的查詢、增加、刪除、修改和密碼重置。豬場信息管理包括豬場信息的查詢、增加、刪除和修改。

圖2 PRRS風險評估系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

(2)問卷信息管理。問卷管理包括指標管理和單因子管理。指標管理包括對Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各級指標的查詢、增加、刪除和修改。單因子管理包括對Ⅲ級指標下的單一風險因子的內(nèi)容和選項等進行查詢、增加、刪除和修改。

(3)風評報告管理。風險評估報告管理主要是選定特定豬場查看各級指標風險指數(shù)以及綜合的風險評估圖文報告生成風險評估建議反饋。

(4)數(shù)據(jù)備份管理。數(shù)據(jù)備份管理主要包括用戶信息、豬場信息和答卷信息備份與恢復(fù)。

1.3 系統(tǒng)工作流程 PRRS風險評估系統(tǒng)工作流程見圖3。

圖3 PRRS風險評估系統(tǒng)工作流程

1.3.1 前臺采集信息。用戶登錄成功后，依次完成用戶信息登記和豬場信息登記，然后填寫風險評估問卷，被評估用戶完成問卷后，點擊提交，風險相關(guān)數(shù)據(jù)上傳至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，同時用戶可以查看風險評估報告。

1.3.2 后臺數(shù)據(jù)管理。管理員登陸成功后，可以管理用戶登記的基本用戶信息和豬場信息。管理員可根據(jù)當前PRRS特點和豬場對問卷的反饋情況及時地管理和更新PRRS問卷信息。對Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各級指標的內(nèi)容和子指標構(gòu)成進行增、刪、改操作。管理員可選擇要查看的豬場相關(guān)風險數(shù)據(jù)和評估報告內(nèi)容，根據(jù)風險評估現(xiàn)狀給以相應(yīng)風險評估建議，管理員可將系統(tǒng)的豬場數(shù)據(jù)備份。

2 系統(tǒng)模塊設(shè)計

系統(tǒng)抽象為2個主要模塊：前臺信息采集評估模塊和后臺數(shù)據(jù)管理模塊。對Web版規(guī)模豬場PRRS風險評估系統(tǒng)實現(xiàn)模塊化程序設(shè)計，使得系統(tǒng)的各部分程序結(jié)構(gòu)簡明清晰，各模塊相對獨立，功能單一，接口簡單，便于單獨設(shè)計、調(diào)試與管理，在方便系統(tǒng)開發(fā)的同時提高了系統(tǒng)的通用性、可重用性，加強了系統(tǒng)的可維護性。

2.1 前臺信息采集模塊

2.1.1 基本信息錄入及查詢子模塊?；拘畔浫爰安樵兡K包括信息登記和密碼修改子模塊。用戶信息登記主要包括用戶姓名、性別、地址和聯(lián)系方式等，豬場信息主要包括豬場基本信息、豬場基本數(shù)據(jù)和預(yù)期風險因素。密碼修改子模塊允許用戶對登陸密碼進行修改，但是由于用戶均要求是線下授權(quán)用戶，所以暫時未開放線上用戶的獨立注冊。

2.1.2 風險評估問卷查看及答卷子模塊。風險評估問卷查看及答卷模塊是規(guī)模豬場PRRS風險評估系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)采集模塊，該調(diào)查問卷是根據(jù)PRRS流行病學特性，結(jié)合規(guī)模化豬場生產(chǎn)管理實際，采用風險列舉法對PRRS侵入豬場和場內(nèi)傳播流行的風險因素進行了系統(tǒng)分析[6]，形成的針對豬場實際情況的調(diào)查問卷。

調(diào)查問卷設(shè)置若干個風險指標變量，根據(jù)規(guī)模豬場PRRS風險因素，確定3級風險指標體系(圖4)，包括外部和內(nèi)部2個Ⅰ級風險指標變量，Ⅰ級風險指標變量拆分成8個Ⅱ級風險指標變量，Ⅱ級風險指標變量拆分成29個Ⅲ級風險指標變量。

以3級風險指標變量體系為框架，對每個Ⅲ級風險指標變量再設(shè)置若干問題變量，問題變量的設(shè)置主要依據(jù)豬場生產(chǎn)管理過程中PRRS風險相關(guān)的各操作環(huán)節(jié)，每個問題變量對應(yīng)5個風險選項即5個風險點供被評估豬場相關(guān)人員根據(jù)被評估豬場實際進行選擇，風險點按1～100賦值，風險程度依次增加，分別為1、6、15、37和100。1代表此選項風險最低，100代表此選項與PRRS風險最相關(guān)，最終形成可以計算各級風險指標變量風險值的計算模型。

圖4 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級指標體系層次結(jié)構(gòu)

用戶完成基本信息登記后，可以通過菜單引導(dǎo)進入風險評估答卷模塊。在風險評估答卷模塊中，用戶通過點擊選擇題選項按鈕或者點擊填空題“確定”按鈕將答題數(shù)據(jù)POST到遠程數(shù)據(jù)庫中。

2.1.3 風險評估計算模型子模塊。根據(jù)PRRS風險評估模型，設(shè)計用戶不可見的風險評估計算模塊，完成對各級風險指標變量的風險值的計算。在用戶完成調(diào)查問卷并點擊查看風險評估報告的過程中，由服務(wù)器完成風險評估模型計算并將各級風險指標變量的風險值數(shù)據(jù)傳給瀏覽器。風險值的計算方法為算術(shù)平均法，即每個Ⅲ級指標的風險值由對應(yīng)的問題變量的算術(shù)平均求得，Ⅲ級風險值的算術(shù)平均值即為Ⅱ級風險值，Ⅱ級風險值的算術(shù)平均值為Ⅰ級風險值，即外部風險值或內(nèi)部風險值。風險評估模型輸入的是被評估豬場PRRS風險相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，模型結(jié)果輸出形式是被評估豬場Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級指標變量的風險值，以及與基準數(shù)據(jù)庫中其他所有被評估豬場風險水平的比較結(jié)果。

2.1.4 風險評估結(jié)果分析與展示子模塊。 風險評估結(jié)果分析與展示模塊是規(guī)模豬場PRRS風險評估系統(tǒng)的結(jié)果輸出模塊。根據(jù)風險評估計算模型，模型結(jié)果輸出形式是被評估豬場Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級指標變量的風險值，以及與基準數(shù)據(jù)庫中其他所有被評估豬場風險水平的比較結(jié)果。被評估豬場可以獲得4種形式的風險評估報告，Ⅰ級風險指標風險評估結(jié)果展示為散點圖，Ⅱ級風險指標和Ⅱ級風險指標風險評估結(jié)果展示為條形圖，單因子風險評估結(jié)果展示為樹狀表。豬場管理人員可以獲取本場PRRS風險數(shù)據(jù)以及本場的高風險指標，并據(jù)此提出針對性的改進生物安全措施。

2.2 后臺數(shù)據(jù)管理模塊

2.2.1 基本信息管理子模塊。用戶信息管理模塊首先呈現(xiàn)一個用戶列表，點擊列表選定用戶后可以審查用戶填寫的基本信息，如果信息有誤，則可以點擊相關(guān)按鈕進行增、刪、改等操作。該模塊同時提供密碼重置頁面進行密碼重置。豬場信息管理模塊的功能設(shè)計與用戶信息管理模塊類似。

2.2.2 問卷信息管理子模塊。問卷信息管理模塊主要包括問卷指標管理模塊和單一因子管理模塊。問卷指標管理模塊和單一因子管理模塊分別完成對選定的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各級指標和單一風險因子的查詢、增加、刪除和修改操作。

2.2.3 風險評估報告管理子模塊。風險評估報告管理模塊分為指標風險圖模塊、單因子模塊和圖文報告與風評建議模塊。指標風險圖模塊完成對選定豬場Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各級指標風險指標風險指數(shù)繪制散點圖或條形圖等風險指標圖。單因子模塊則根據(jù)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各級指標風險指標結(jié)構(gòu)給出相應(yīng)指標的單因子風險指數(shù)報告。圖文報告與風評建議模塊首先生成圖文風險評估報告，其中包括各級指標圖、各級風險指標列表、單因子風險指數(shù)列表和完整的規(guī)模豬場PRRS風險評估問卷內(nèi)容，其次管理員根據(jù)豬場的風險評估現(xiàn)狀填寫風險評估建議，最終給出風險評估和建議報告書。

2.2.4 數(shù)據(jù)備份還原子模塊。數(shù)據(jù)備份還原模塊分為數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)還原2部分。系統(tǒng)界面提供導(dǎo)引，使用數(shù)據(jù)備份與還原工具進行用戶信息、豬場信息、問卷信息和風險評估結(jié)果信息的備份與還原。

3 系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)特點

從編程開發(fā)的角度來看，Web版規(guī)模豬場PRRS風險評估系統(tǒng)使用了ASP.NET動態(tài)網(wǎng)頁開發(fā)技術(shù)，主要使用C#編程語言實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯層，通過ADO.NET技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)接口層與業(yè)務(wù)邏輯層的接口，使用MYSQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)為后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

3.1 C#編程語言 C#是一種安全的、穩(wěn)定的、簡單的、優(yōu)雅的，由C和C++衍生出來的面向?qū)ο蟮木幊陶Z言。使用微軟提供的IDE進行C#編程，在很大程度上縮短了Web版規(guī)模豬場PRRS風險評估系統(tǒng)的開發(fā)周期。

3.2 ADO.NET技術(shù) ADO.NET起源于ADO(ActiveX Data Objects)技術(shù)，是一個廣泛的類組，是在NET編程環(huán)境中優(yōu)先使用的數(shù)據(jù)訪問接口。通過ADO.NET技術(shù)，方便快捷地實現(xiàn)了Web版規(guī)模豬場PRRS風險評估系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口層與業(yè)務(wù)邏輯層的連接。

3.3 MYSQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) MYSQL是一個開放源碼的小型關(guān)聯(lián)式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，由于其體積小、速度快、總體擁有成本低，被廣泛地應(yīng)用在Internet上的中小型網(wǎng)站中。MYSQL作為后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，為Web版規(guī)模豬場PRRS風險評估系統(tǒng)提供了一個安全、穩(wěn)健而低成本的數(shù)據(jù)存儲和管理方案。

4 結(jié)語

在前期PRRS風險因素分析和評估模型構(gòu)建的基礎(chǔ)上，利用ASP.NET動態(tài)網(wǎng)頁開發(fā)技術(shù)，C#編程語言、ADO.NET技術(shù)及MYSQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，設(shè)計開發(fā)了具有前臺信息采集評估和后臺數(shù)據(jù)庫管理2大主功能模塊和8個子模塊組成的基于Web的規(guī)模豬場PRRS風險評估系統(tǒng)。該系統(tǒng)在南京、常州、鎮(zhèn)江等地6個萬頭規(guī)模豬場開展了應(yīng)用測試，獲得軟件著作權(quán)登記和申請發(fā)明專利，系統(tǒng)顯示以下功能特點：①通過評估可幫助規(guī)?；i場系統(tǒng)認識PRRS風險因素；②對個體豬場PRRS外部風險因素和內(nèi)部風險因素數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計分析；③計算獲得單個豬場外部風險值和內(nèi)部風險值以及各級風險指標風險值，給予各因素風險預(yù)警報告，指出改進PRRS風險管理措施建議；④多個豬場樣本的數(shù)據(jù)采集和評估可形成基準分析數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)庫可定位被評估個體豬場PRRS風險程度，預(yù)警豬場PRRS風險；⑤可用于各類風險因素與PRRS發(fā)生相關(guān)性分析研究。總之，該系統(tǒng)可作為工具應(yīng)用于規(guī)?；B(yǎng)豬企業(yè)定期疫病風險評估，增進企業(yè)管理者、研究者等各方風險交流，強化管理者風險管理意識，輔助規(guī)模化豬場疫病風險管理決策。

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Development of Web-based Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Risk Assessment System for Large-scale Pig Farms

TAN Ye-ping, LU Chang-hua, HU Yi-nong et al

(Institute of Veterinary Medicine, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Key Laboratory of Veterinary Biological Engineering and Technology, Ministry of Agriculture, National Center for Engineering Research of Veterinary Bio-products, Nanjing, Jiangsu 210014)

In order to construct a porcine reproductive and respiratory syndrome (PRRS) risk assessment system for large-scale pig farms, based on PRRS risk factors analysis and assessment model, application of ASP.NET dynamic Webpage technology, C# programming language, ADO.NET technology and MYSQL database management system, a Web-based PRRS risk assessment system has been developed, which included two main function modules of a foreground information acquisition assessment and the backstage database management and 8 sub modules. The system can carry out online collection of individual farms PRRS risk related data, and can calculate the risk value of the indicator variables and proposes improve management measures. The establishment and application of the system will support the PRRS risk management decision at the pig farm level and regional level.

Large-scale farms; Porcine reproductive and respiratory syndrome (PRRS); Risk assessment system

江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金項目(CX(13)5031)。

譚業(yè)平(1980- )，男，山東萊陽人，副研究員，博士，從事動物疫病風險評估與防控技術(shù)研究。

2015-04-20

S 126

A

0517-6611(2015)17-363-04