病死猪无害化处理运输车辆安全可追溯系统的构建与应用

发布时间：2019-09-23 14:14

【摘要】：【目的】实现病死猪无害化处理运输车辆在无害化处理厂和收集点之间流通的安全追溯。【方法】以病死猪无害化处理运输车辆作为研究对象,系统总体构架由三层结构设计:数据服务层、数据处理层和数据采集层;数据采集层采用北斗/GPS双模用户机、温度传感器、无线射频阅读器、有源电子标签和GPRS无线传输模块组成,实现对病死猪无害化处理运输车辆安全可追溯系统(traceability safety system of the transport vehicle for dead pig harmless handling,TSDPHH)运输车辆地理位置信息、车厢温度信息、消毒点车载有源电子标签信息的采集与传输。其中,运输车辆地理位置信息主要使用采集到的北斗导航定位系统数据,当北斗导航定位系统数据出现较大偏差时,将GPS导航定位的WGS-84坐标系数据转换到北斗导航系统的BJ-45坐标系,利用GPS导航定位系统对数据进行修正,实现互补定位,提高运输车辆地理位置信息采集精度;在数据处理层实现对采集到的数据进行提取、修改、储存等操作;数据服务层主要是给工作人员、监控部门提供信息服务。本系统以Visual Studio2010为集成开发环境,采用C#语言进行系统开发,在数据库SQL server 2008中利用SQL语言实现对数据的存储、修改。【结果】TSDPHH的功能包括线路安全管理、消毒安全管理、温度监控管理、卫生防疫管理和安全预警管理;利用蚁群算法对病死猪无害化处理运输车辆的路径规划进行仿真,合理规避大型养殖厂、人群密集地等规避区域,仿真结果切合实际,为病死猪无害化处理运输车辆在指定运输区域进行合理路径规划提供参考。TSDPHH为无害化处理厂的工作人员提供了实现运输车辆行走线路监测、运输车辆智能调配、车厢温度监控、车辆信息查询等管理功能,系统在江苏省涟水县病死猪无害化处理厂试点基地进行实地测试,测试表明系统硬件模块工作稳定,网络丢包率为0.26%,车载有源电子标签识别误差率为0.97%;通过运输车辆行走线路Arc GIS监控管理功能模块,对运输车辆进行连续2 h行走路线实时监控,并且对温度监控管理、消毒安全管理等功能模块进行测试,系统各个模块工作正常,能够满足TSDPHH运行要求;同时,通过监控客户端实现以电话、网络、短信的方式为动物卫生防疫的监控管理部门提供服务,将TSDPHH监测数据(车辆行走线路、车厢温度等信息)实时推送给监管部门,实现对病死猪无害化处理运输车辆进行全方位监督管理,保证动物卫生安全。【结论】为病死猪无害化处理运输车辆安全管理提供了有效手段,实现对病死猪无害化处理运输车辆实行全方位监督管理,合理规避动物卫生安全事件的发生,并给其他病死猪无害化处理综合管理系统的开发提供了参考与借鉴。
【图文】：

路径图,路径

蚂蚁走完从初始点到终点完成依次迭代后，选择所有蚂蚁经过最短的一条更新该条路径上的每一个点的信息素。按照公式（5）进行更新。τi,j=(1-ρ)τi,j+ρΔτij,Δτij=1/L*（5）其中，L*为最短路径的长度，ρ为[0,1]区间内可调参数。2.2.3路径规划算法仿真首先使用Dijkstra算法生成初始次优路径，其次将运输车辆所走区域内大型养殖场进行坐标设置在图中用红色填充图来表示，利用蚁群算法求解全局最优路径，每条链路均离散化为10小路段，种群个体数为10，个体长度为6，算法迭代次数为500次，图2为规划的初始路径图，图3表示蚁群算法适应度曲线。径路度长athPenglhtk()m图2规划初始路径Fig.2Theinitialpathplanning由图3可知经过500次迭代后，输出最优距离值为173.8157km，具有较好的鲁棒性，收敛性较好。2.3可追溯系统软件开发技术TSDPHH采用5层软件管理信息系统的开发模式，主要可以分成：数据采集层，数据库层，业务逻辑层、网络传输层与操作层组成[13,32-34]，其软件结构框架如图4所示。2.3.1服务端的开发环境运行平台：Windows7/WindowsXP+SQLserver2008+IIS7.0组成，采用NETFramework4.0框架。数据库：MicrosoftSQL

界面图,界面,运输车辆,采集系统

2296中国农业科学49卷块采用济南有人物联网有限公司生产的GPRSDTU无线数传终端，通过GPRS网络，将数据传送至网络之中拥有公网固定IP地址的服务器[38-41]，并且可以通过该模块实现车辆安全预警的通知，通过对该模块进行AT指令的配置，实现运输车辆脱离安全轨道、车厢温度较高等情况时，自动拨号、发送短信通知工作人员和监管人员。数据采集软件的界面图如图5所示。图5数据采集软件界面Fig.5Theinterfaceofdataacquisition3.2ArcGIS实现2015年8月15日，在江苏省淮安市涟水县病死猪无害化处理厂试点基地进行实地测试，病死猪无害化处理在各个不同的收集点间流通时还需要在指定的消毒站进行定点消毒（每15km处设定一个消毒点），确保运输车辆的安全，合理规避污染源。车载终端采集系统与北斗卫星建立通信后，运输车辆以30km·h-1的速度匀速行前进，运行线路全程约为65km，需要经过4个消毒点。系统试验时设定采集系统每隔1min传输一次数据，连续监测2h，测试的结果如表1所示，由表1可知终端采集系统网络丢包率为0.26%。从2015年8月15日至2015年8月19日进行了连续5d的不间断采集，，对消毒点的车载电子标签的有效识别率进行统计，试验结果如表2所示，车辆电表1网络丢包率统计Table1PLRvaluesofBeidou监测时间Time(min)发送数据包Sendpacket接收数据包Receivepacket误差率Errorrate(%)30116011540.5260116011560.3490116011600.00120116011580.17平均值Average116011570.26表2车辆识别率测试统计Table2testofvehicleidentification监测时间Time(D)车辆数Number识别个数Identificationnumber误差率Errorrate(%)123230.0225244.0331310.0424240.0平均值Average25.7525.50.97
【作者单位】：西南大学工程技术学院;江苏省农业科学院;江苏涟水县林业局;
【基金】：国家公益性行业(农业)科研专项(200903055) 中央高校基本科研费(XDJK2013C107)
【分类号】：S851.23

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