田知鑫 張麗君

（1，錦州醫(yī)科大學(xué)畜牧獸醫(yī)學(xué)院 121001；2，錦州醫(yī)科大學(xué)公共基礎(chǔ)學(xué)院 121001）

我國(guó)是羊絨生產(chǎn)大國(guó)，絨山羊產(chǎn)業(yè)已成為廣大農(nóng)牧民脫貧致富的重要途徑。隨著國(guó)家對(duì)絨山羊產(chǎn)業(yè)投入力度不斷增加，絨山羊的飼養(yǎng)規(guī)模越來(lái)越大，但絨山羊的發(fā)病率也在逐步提高，給農(nóng)牧民帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。如果能對(duì)疾病進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的診斷防治，將對(duì)絨山羊產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到重要作用。專(zhuān)家系統(tǒng)是運(yùn)用特定領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)知識(shí)來(lái)模擬人類(lèi)專(zhuān)家解決各種問(wèn)題，以達(dá)到與專(zhuān)家具有同等解決問(wèn)題能力的計(jì)算機(jī)智能系統(tǒng)[1]。本研究通過(guò)收集專(zhuān)家在絨山羊疾病診治中獲取的大量經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，采用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)開(kāi)發(fā)了絨山羊疾病診斷專(zhuān)家系統(tǒng)。實(shí)踐證明，該系統(tǒng)使養(yǎng)殖戶(hù)可以及時(shí)診斷絨山羊的常見(jiàn)疾病，也能實(shí)現(xiàn)與行業(yè)專(zhuān)家之間的無(wú)縫交流，深受廣大農(nóng)牧民的推崇與喜愛(ài)。

1 系統(tǒng)功能介紹

本系統(tǒng)為用戶(hù)提供3 方面功能： 絨山羊疾病的診斷功能、絨山羊疾病的預(yù)防與治療措施功能及用戶(hù)與專(zhuān)家的交流互動(dòng)功能。

1.1 絨山羊疾病的診斷功能

根據(jù)絨山羊的具體表現(xiàn)，從流行病學(xué)、臨床癥狀及剖檢病變特征等方面進(jìn)行綜合數(shù)據(jù)分析挖掘，對(duì)絨山羊的發(fā)病體征實(shí)時(shí)做出診斷，給出不同疾病的可能概率。

1.2 絨山羊疾病的預(yù)防與治療措施功能

使用診斷功能診斷出對(duì)應(yīng)疾病后，該功能會(huì)給出比較詳細(xì)的資料，如致病原因、流行病學(xué)、臨床癥狀、治療方法、預(yù)防措施等，使基層飼養(yǎng)人員可以及時(shí)采取相應(yīng)的治療和防治措施，做到有病治病，無(wú)病防病[2]。

1.3 用戶(hù)與專(zhuān)家的互動(dòng)交流功能

利用該功能，養(yǎng)殖戶(hù)可以針對(duì)自己遇到的問(wèn)題及時(shí)向?qū)＜以诰€提問(wèn)，專(zhuān)家給予在線解答。養(yǎng)殖戶(hù)之間也可以在線相互討論，交流自己的飼養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)，養(yǎng)殖戶(hù)能及時(shí)方便獲得自己需要的信息。

2 系統(tǒng)構(gòu)建與實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

本系統(tǒng)采用B/S 架構(gòu)，系統(tǒng)前臺(tái)采用PHP 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，后臺(tái)采用SQL SERVER 進(jìn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，以充分滿(mǎn)足農(nóng)牧民通過(guò)瀏覽器進(jìn)行疾病診斷、信息查詢(xún)及交流互動(dòng)的需要。

2.2 基于機(jī)器學(xué)習(xí)的疾病診斷方法設(shè)計(jì)

機(jī)器學(xué)習(xí)可通過(guò)機(jī)器獲取新知識(shí)和新技能，從大數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的知識(shí)，多年來(lái)，專(zhuān)家在絨山羊疾病診治中獲取了大量數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，將專(zhuān)家診斷經(jīng)驗(yàn)作為先驗(yàn)知識(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)行關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘，從眾多病癥中找到與某一疾病密切相關(guān)的子項(xiàng)為準(zhǔn)確診斷提供基礎(chǔ)。其中數(shù)據(jù)集中包含絨山羊消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、被皮系統(tǒng)和泌尿生殖7 種系統(tǒng)疾病的相關(guān)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分為示病癥狀、消化功能、發(fā)病特點(diǎn)和剖檢變化等多個(gè)屬性，每個(gè)屬性中又涵蓋了一種或多種子屬性。如消化功能的子屬性集合為（粥便、水便、帶血便、黃白節(jié)片便、不排便、反芻、噯氣，…）；發(fā)病特點(diǎn)中的子屬性集合為（日齡、季節(jié)、體溫、飲食、運(yùn)動(dòng)情況、死亡時(shí)間…）[3]；由于每個(gè)屬性中的子屬性間均可有關(guān)聯(lián)，所以把所有的子屬性均作為關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘中的一項(xiàng)。

本研究采用Apriori 算法實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘，即首先產(chǎn)生頻繁項(xiàng)集，然后再依據(jù)頻繁項(xiàng)集產(chǎn)生規(guī)則，接下來(lái)在每種疾病的頻繁項(xiàng)集中對(duì)各個(gè)指標(biāo)建立決策樹(shù)，根據(jù)關(guān)聯(lián)規(guī)則與決策樹(shù)的結(jié)果來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)絨山羊疾病的診斷。

2.3 疾病的防治

當(dāng)用戶(hù)通過(guò)系統(tǒng)診斷出具體疾病后，會(huì)顯示“治療方案查看” 鏈接，鏈接到該疾病的治療措施詳細(xì)信息頁(yè)面，或者用戶(hù)在搜索框中直接輸入要查找的疾病名稱(chēng)，也能跳轉(zhuǎn)到該疾病的治療措施頁(yè)面，該頁(yè)面包括疾病癥狀、診斷、預(yù)防措施等詳細(xì)內(nèi)容。

3 應(yīng)用效果

近兩年該系統(tǒng)在多個(gè)絨山羊產(chǎn)區(qū)進(jìn)行了應(yīng)用推廣，從現(xiàn)場(chǎng)走訪和問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果可以看出，農(nóng)牧民通過(guò)該系統(tǒng)來(lái)診斷的病例達(dá)到12335 例，其中診斷正確達(dá)到9893 例，不正確2442例，診斷正確率達(dá)到80.2%，該系統(tǒng)的使用提高了絨山羊疾病診斷率和治愈率，為防治絨山羊疾病提供強(qiáng)有力的技術(shù)保障，減少養(yǎng)殖場(chǎng)不必要的損失，提高羊場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益，幫助農(nóng)牧民解除后顧之憂(yōu)，使絨山羊產(chǎn)業(yè)得到快速穩(wěn)定發(fā)展，為農(nóng)村廣大農(nóng)牧民脫貧致富發(fā)揮作用。