马场信息综合管理系统的开发与设计

沈秋采，杨　涛，朱　超，彭宇飞，杨晋丹，梅珀彰，党雨晴

(沈阳农业大学 信息与电气工程学院，辽宁 沈阳 110161)

中国是养马大国，马匹存栏600多万，正处在由单一的传统役用养马业向多分支的现代马业过渡阶段，现代马业作为一种新型第三产业，对经济发展、社会文化建设与国民身体素质提高具有重要意义。在美国，现代马业已经发展成熟，2007年马产业创造的经济产值就高达1020亿美元，提供就业人数约140万人，是美国重要支柱产业之一[1-2]。中国大多数马场管理水平较低，尤其缺乏有效的现代化管理技术和手段，马匹繁殖、疾病治疗及防疫等信息的管理还处手工阶段，极大影响了马业的发展。

在国外，Croft等[3]报道了信息管理系统在马流感疾病应对中发挥的作用；Pagan等[4]构建了马饲料营养评估软件，实现了马匹的营养饲喂；Melgarejo等[5]开发了马育种软件，实现马匹谱系的记录管理。国内关于养马业的管理系统软件较少，王超[6]构建了C/S模式的马场信息系统；穆行夫等[7]研究的基于RFID技术的马匹身份识别系统侧重于对马匹个体信息的管理，目前国内依然缺少对马场信息进行全面管理的信息系统。为适应马场的管理需求，本研究研发了对马场信息进行全面管理的综合管理信息系统，重点研发了马匹的饲养管理系统,为马场提供了现代化的管理平台。管理系统的应用将会产生明显的经济效益与社会效益，同时也会对中国现代马业的发展起到积极地推动作用[8-10]。

1　马场信息管理系统的设计

1.1　系统架构

基于C/S结构的系统投资较大、维护成本高、对客户端操作系统的限制等因素无法适应马场的需求[11]。考虑到系统的可维护性、可扩展性以及能在国内马场广泛运用，本系统采用B/S结构。应用三层架构设计，包括表示层(UI)、业务逻辑层(BLL)、数据访问层(DAL)。其中UI是与用户交互的界面，主要用于对用户输入数据的接收和数据的返回；BLL是UI与DAL之间数据交换的桥梁，主要实现业务逻辑功能，包括计算、验证等；DAL是对数据的操作，主要实现数据的增加、删除、修改、查询，将存储在数据库中的数据提交到BLL，同时将BLL处理后的数据保存到数据库中。除此三层之外，还包括实体层(Model)。系统的体系结构如图1所示。

1.2　功能结构设计

面对中国马场管理的实际需求，设计开发一个集马匹信息管理、健康监测、饲养管理、免疫管理、病历管理、繁育管理、训练管理、日常管理于一体的综合性管理系统，为马场科学化管理提供可靠技术手段。系统共有八个模块，功能结构如图2所示。为了保证马场信息管理的安全性，系统设置了用户权限，不同用户登录系统后能根据相应的角色权限访问不同的管理信息。

图1　系统体系结构Fig.1　The structural framework of system

1.3　数据库设计

本系统数据库使用SQL Server 2014作为开发平台，数据库由马匹信息表(HorseInfo)、健康信息表(StatueInfo)、饲养信息表(FeedingInfo)、免疫信息表(ImmuneInfo)、病例信息表(CaseInfo)、繁育信息表(BreedInfo)、训练信息表(TrainInfo)、用户信息表(LoginInfo)、用户角色表(UserRole)、角色权限表(RolePermission)、饲养标准表(NutrientRequire)、原料类别表(FeedsInfo)、原料营养成分表(FeedsComposition)、马匹图片表(ImageInfo)、药品信息表(DrugInfo)等构成，数据库中的部分表如图3所示。

图2　系统功能结构Fig.2　The function structure of system

图3　系统数据库表Fig.3　The database of system

2　马饲料配方模型建立

饲料配方是马匹饲养的关键环节，应根据马匹的体况提供相应的饲料配方，对马匹进行科学饲养。

2.1　饲料配方设计

马是草食性动物，以精料配合饲草饲喂。不同品种、体重、运动量、年龄、生理状态、生产水平的马在不同季节、饲养环境等条件下饲养标准也各不相同[12-14]。例如，马术比赛等运动用马要消耗巨大能量，日粮中精料所占的比例可达60%～70%；用于休闲娱乐的马匹主要以优质牧草饲喂，粗饲料可占日粮比例的65%[15-16]。由于马的价值较高，要保证日粮中营养物质的质量、数量和相互比例均满足马匹的营养需要，兼顾饲料配方的适口性、成本、组成多样化与环境问题[17]。目前国内外饲料配方软件主要是对精料型的猪、鸡等畜禽的饲养，针对马饲料配方的研究较少。

2.2　基于目标规划的马饲料配方模型的建立

目标规划方法能实现对马匹所需各种营养指标与采食量的协调优化，本研究应用目标规划方法构建马匹日粮配方模型，为马饲料配方的制订提供一定的参考[18-19]。马匹每日所需的主要营养物有干物质(kg)、能量(Mcal/kg)、粗蛋白(g)、钙(g)、磷(g)，饲料的容积要与马匹的消化生理特性相适应。马匹饲料配方设计过程不是以百分含量为依据，而是以马匹每日对各种营养物质的需要量为基础[1]。基于目标规划的马饲料配方可归结为以下模型：

约束条件：

由于不同产地的饲料营养成分有所不同，因此饲料的营养成分只作为参考依据[15]。中国尚未制订马匹的饲养标准，目前主要参照NRC标准，而不同地区马匹的生产水平各有不同，饲养标准也不能完全生搬硬套。不同马匹的运动量、体况、饲料利用率等各不相同，饲养者应对每一匹马饲料配方进行适当调整，保证马匹营养均衡、健康生长、最优化生产，达到最佳饲养效果。

3　马场信息管理系统的实现

系统采用Visual Studio 2015为研发平台，数据库开发平台采用SQL Server 2014，应用C#语言，构建基于B/S模式的马业信息综合管理系统。由于篇幅有限，本文以马匹信息管理模块、健康监测模块、饲养管理模块、免疫管理模块为例介绍系统实现的功能。

3.1　马匹信息管理

马匹信息管理模块界面如图4所示，实现了对马匹各种基本信息的管理，包括马匹的名称、性别、毛色、出生日期、品种、出生国家、父母信息等，系谱的登记对于纯血马具有重要意义。新出生或新购入的马匹，输入相关信息后，系统自动生成15位的马匹数字编码作为马匹的唯一标识，编码的设计包括马匹出生日期8位、品种3位、性别1位、流水码3位(图5)，通过该编码能够查询出马匹的所有信息，方便了马匹信息的管理，对马匹档案的管理提供了方便。马匹信息的规范化管理是马匹饲养、免疫、病例等管理工作的基础。

图4　马匹信息管理Fig.4　Horse information management

3.2　健康监测

健康监测模块(图6)用于马匹日常的健康指标检测，包括检测时间、体高、体重、体温、心跳等信息，对马匹的饲养管理和训练管理有重要的指导意义。

选择马匹名称后系统自动查询马匹基本信息并同步显示马匹的性别、出生日期、毛色、品种，确认马匹信息后即可录入马匹健康状况。

图5　马匹信息编码设计图Fig.5　Horse information coding design

图6　马匹健康监测Fig.6　Horse health monitoring

3.3　饲养管理

饲养管理模块针对马匹的品种、体重、用途、运动量等信息，提供相应的饲养标准(NRC)和常用饲料的营养成分含量，并根据所选原料构建马饲料配方，同时记录马匹的饲喂量、饲喂次数及进食情况等信息。以饲养管理模块中的饲料配方设计功能为例，用户选择马匹名称后系统同步显示马匹信息及最近一次测量的健康监测数据，系统根据马匹体况与饲养标准给出该马的饲养标准，然后用户根据原料的营养成分和价格选择饲喂马匹的原料并设置原料用量上下限，最后系统根据马匹每日所需的干物质量、消化能、粗蛋白、钙、磷的含量与所选原料的营养成分计算出马日粮配方，饲料配方设计的整个流程如图7所示。

图7　 饲料配方设计Fig.7　 Feed formula design

3.4　免疫管理

免疫管理模块实现了免疫日期、疫苗类型、注射方法、兽医等信息的管理，并能根据疫苗类型、季节、马匹品种进行统计。免疫提醒功能可以根据马匹出生日期计算出马匹年龄，推算出当前日期与待免日期的时间间隔，并提前五日用红色标识提醒，能帮助马场管理人员及时发现待免疫的马匹，防止漏免的状况发生。免疫模块的查询功能与统计功能如图8所示。

另外，病例管理模块包括对马匹的发病日期、症状、用药、治疗方法、治疗结果等信息的管理，病例信息可按马匹品种、年龄、发病时间统计，能为兽医提供针对性的疾病预防，为药品管理提供参考。繁育管理模块主要实现各种繁育信息记录、配后检查、发情提醒、分娩提醒功能，包括发情日期、配种日期、预配马名称、配种方式、胎次等信息，以及配后的初检、复检信息的管理。训练管理模块包括马匹用途、训练时长、训练方式、教练员的记录管理，与马匹的饲养息息相关。日常管理模块能够实现马场员工的基本信息管理、设备药品等的库存管理、库存不足时提醒功能、会员信息登记和资金流动等信息的管理。

图8　免疫管理Fig.8　Horse immune management

4　结　论

本研究基于.NET框架，采用B/S模式设计实现了马场信息综合管理系统，系统可以实现对马匹基本信息、饲养信息、病例信息、防疫信息、繁育信息、马场人员以及马场日常管理信息等进行全面的统一规范化管理。同时，饲料配方功能的设计满足了不同年龄、品种、用途马匹构建日粮配方的需要。管理系统不仅提供了马场数据基本的增加、修改、删除、查询等基本功能，还提供了多样化的统计功能与提醒功能，对马匹的防疫、疾病治疗、繁育工作的顺利进行提供了帮助，提高了马场管理效益。马场信息综合管理系统为马业及马场的信息化建设提供了管理平台，提供了全面、快捷、高效的管理手段，对中国养马业向现代马业的发展具有重要意义。

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