基于Web的猪繁殖与呼吸综合征风险评估系统设计与实现

谭业平，陆昌华，胡肄农，郁达威，黄小国，何孔旺

(1.江苏省农业科学院兽医研究所，农业部兽用生物制品工程技术重点实验室，国家兽用生物制品工程技术研究中心，江苏南京 210014；2.江苏康乐农牧有限公司，江苏常州 213149)



基于Web的猪繁殖与呼吸综合征风险评估系统设计与实现

谭业平1，陆昌华1，胡肄农1，郁达威1，黄小国2，何孔旺1

(1.江苏省农业科学院兽医研究所，农业部兽用生物制品工程技术重点实验室，国家兽用生物制品工程技术研究中心，江苏南京 210014；2.江苏康乐农牧有限公司，江苏常州 213149)

为建立规模猪场猪繁与呼吸综合征(PRRS)风险数据采集与评估系统，在PRRS风险因素分析和评估模型构建的基础上，应用ASP.NET动态网页开发技术、C#编程语言、ADO.NET技术及MYSQL数据库管理系统，设计开发了具有前台信息采集评估和后台数据库管理2大主功能模块和8个子模块组成的基于Web的规模猪场PRRS风险评估系统。通过该系统可对个体规模化猪场PRRS风险相关数据进行在线采集，并针对各级风险指标提供风险评估报告和管理措施改进建议，有助于猪场疫病风险管理和预防。

规模猪场；猪繁殖与呼吸综合征；风险评估系统

动物疫病是制约畜牧业健康发展的主要瓶颈之一。目前国内缺少有关风险评估方法或工具作为疫病风险管理决策支持。欧美发达国家采用风险评估技术防控动物疫病，取得了明显成效[1-3]。在呼吸综合征(PRRS)控制和净化方面，利用风险评估技术，改进生物安全控制措施，正实现由点到面的控制和净化[4-5]，最近，美国已将该技术应用于猪流行性腹泻病毒(PEDV)的防控，而国内该方面研究报道较少。笔者在前期规模猪场猪PRRS风险因素分析[6]、风险评估模型构建[7-8]的基础上设计开发了基于Web的PRRS风险评估应用系统，为PRRS风险评估与控制决策提供工具支持。

1 系统设计模式与功能结构

1.1 系统设计模式 根据该系统的功能要求，采用了3层B/S开发模型(图1)，其优势如下：①软件体系结构清晰；②提高了代码的复用度，降低了业务逻辑层开发的复杂度，增强了PRRS风评系统的伸缩性、扩展性和可维护性；③客户机应用通用性很高、使用方便的WWW浏览器，可以直接使用PRRS风险评估系统。

图1 Web版规模猪场PRRS风险评估系统3层B/S开发模型

1.1.1 表示层。其功能相当于用户界面，在本系统中表示层通过ASP.NET的WEB窗体和代码隐藏文件实现。在Aspx文件中只有HTML代码和服务器控件，在页面程序代码文件中调用DLL组件中不同的数据库操作方法，返回满足条件的结果。

1.1.2 业务逻辑层。是B/S系统核心部分，承担风险评估系统中数据及业务处理任务，包括接收响应来自浏览器的HTTP请求，以及对数据库的操作指令，实现Web系统与数据库系统的交互操作，执行信息处理、监控、调度等操作。

1.1.3 数据访问层。负责处理应用层对系统各种数据的请求。数据层以MYSQL为后台数据库服务器，通过ADO.NET技术实现与业务逻辑层的接口。

1.2 系统功能结构 系统功能结构分为前台信息采集与评估和后台数据管理2大部分(图2)。

1.2.1 前台信息采集与评估。

(1)信息登记。信息登记包括用户信息登记和猪场信息登记。

(2)问卷填写。主要填写规模猪场PRRS风险评估问卷。

(3)风险评估。风险评估包括Ⅰ级指标风险评估、Ⅱ级指标风险评估、Ⅲ级指标风险评估和单因子风险评估4个部分。Ⅰ级风险指标风险评估结果展示为散点图，Ⅱ级风险指标和Ⅱ级风险指标风险评估结果展示为条形图，单因子风险评估结果展示为树状表。

1.2.2 后台数据管理。

(1)基本信息管理。信息管理包括用户信息管理和猪场信息管理2部分。用户信息管理包括用户基本信息的查询、增加、删除、修改和密码重置。猪场信息管理包括猪场信息的查询、增加、删除和修改。

图2 PRRS风险评估系统功能结构

(2)问卷信息管理。问卷管理包括指标管理和单因子管理。指标管理包括对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各级指标的查询、增加、删除和修改。单因子管理包括对Ⅲ级指标下的单一风险因子的内容和选项等进行查询、增加、删除和修改。

(3)风评报告管理。风险评估报告管理主要是选定特定猪场查看各级指标风险指数以及综合的风险评估图文报告生成风险评估建议反馈。

(4)数据备份管理。数据备份管理主要包括用户信息、猪场信息和答卷信息备份与恢复。

1.3 系统工作流程 PRRS风险评估系统工作流程见图3。

图3 PRRS风险评估系统工作流程

1.3.1 前台采集信息。用户登录成功后，依次完成用户信息登记和猪场信息登记，然后填写风险评估问卷，被评估用户完成问卷后，点击提交，风险相关数据上传至系统数据库，同时用户可以查看风险评估报告。

1.3.2 后台数据管理。管理员登陆成功后，可以管理用户登记的基本用户信息和猪场信息。管理员可根据当前PRRS特点和猪场对问卷的反馈情况及时地管理和更新PRRS问卷信息。对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各级指标的内容和子指标构成进行增、删、改操作。管理员可选择要查看的猪场相关风险数据和评估报告内容，根据风险评估现状给以相应风险评估建议，管理员可将系统的猪场数据备份。

2 系统模块设计

系统抽象为2个主要模块：前台信息采集评估模块和后台数据管理模块。对Web版规模猪场PRRS风险评估系统实现模块化程序设计，使得系统的各部分程序结构简明清晰，各模块相对独立，功能单一，接口简单，便于单独设计、调试与管理，在方便系统开发的同时提高了系统的通用性、可重用性，加强了系统的可维护性。

2.1 前台信息采集模块

2.1.1 基本信息录入及查询子模块。基本信息录入及查询模块包括信息登记和密码修改子模块。用户信息登记主要包括用户姓名、性别、地址和联系方式等，猪场信息主要包括猪场基本信息、猪场基本数据和预期风险因素。密码修改子模块允许用户对登陆密码进行修改，但是由于用户均要求是线下授权用户，所以暂时未开放线上用户的独立注册。

2.1.2 风险评估问卷查看及答卷子模块。风险评估问卷查看及答卷模块是规模猪场PRRS风险评估系统的核心数据采集模块，该调查问卷是根据PRRS流行病学特性，结合规模化猪场生产管理实际，采用风险列举法对PRRS侵入猪场和场内传播流行的风险因素进行了系统分析[6]，形成的针对猪场实际情况的调查问卷。

调查问卷设置若干个风险指标变量，根据规模猪场PRRS风险因素，确定3级风险指标体系(图4)，包括外部和内部2个Ⅰ级风险指标变量，Ⅰ级风险指标变量拆分成8个Ⅱ级风险指标变量，Ⅱ级风险指标变量拆分成29个Ⅲ级风险指标变量。

以3级风险指标变量体系为框架，对每个Ⅲ级风险指标变量再设置若干问题变量，问题变量的设置主要依据猪场生产管理过程中PRRS风险相关的各操作环节，每个问题变量对应5个风险选项即5个风险点供被评估猪场相关人员根据被评估猪场实际进行选择，风险点按1～100赋值，风险程度依次增加，分别为1、6、15、37和100。1代表此选项风险最低，100代表此选项与PRRS风险最相关，最终形成可以计算各级风险指标变量风险值的计算模型。

图4 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级指标体系层次结构

用户完成基本信息登记后，可以通过菜单引导进入风险评估答卷模块。在风险评估答卷模块中，用户通过点击选择题选项按钮或者点击填空题“确定”按钮将答题数据POST到远程数据库中。

2.1.3 风险评估计算模型子模块。根据PRRS风险评估模型，设计用户不可见的风险评估计算模块，完成对各级风险指标变量的风险值的计算。在用户完成调查问卷并点击查看风险评估报告的过程中，由服务器完成风险评估模型计算并将各级风险指标变量的风险值数据传给浏览器。风险值的计算方法为算术平均法，即每个Ⅲ级指标的风险值由对应的问题变量的算术平均求得，Ⅲ级风险值的算术平均值即为Ⅱ级风险值，Ⅱ级风险值的算术平均值为Ⅰ级风险值，即外部风险值或内部风险值。风险评估模型输入的是被评估猪场PRRS风险相关的基础数据，模型结果输出形式是被评估猪场Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级指标变量的风险值，以及与基准数据库中其他所有被评估猪场风险水平的比较结果。

2.1.4 风险评估结果分析与展示子模块。 风险评估结果分析与展示模块是规模猪场PRRS风险评估系统的结果输出模块。根据风险评估计算模型，模型结果输出形式是被评估猪场Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级指标变量的风险值，以及与基准数据库中其他所有被评估猪场风险水平的比较结果。被评估猪场可以获得4种形式的风险评估报告，Ⅰ级风险指标风险评估结果展示为散点图，Ⅱ级风险指标和Ⅱ级风险指标风险评估结果展示为条形图，单因子风险评估结果展示为树状表。猪场管理人员可以获取本场PRRS风险数据以及本场的高风险指标，并据此提出针对性的改进生物安全措施。

2.2 后台数据管理模块

2.2.1 基本信息管理子模块。用户信息管理模块首先呈现一个用户列表，点击列表选定用户后可以审查用户填写的基本信息，如果信息有误，则可以点击相关按钮进行增、删、改等操作。该模块同时提供密码重置页面进行密码重置。猪场信息管理模块的功能设计与用户信息管理模块类似。

2.2.2 问卷信息管理子模块。问卷信息管理模块主要包括问卷指标管理模块和单一因子管理模块。问卷指标管理模块和单一因子管理模块分别完成对选定的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各级指标和单一风险因子的查询、增加、删除和修改操作。

2.2.3 风险评估报告管理子模块。风险评估报告管理模块分为指标风险图模块、单因子模块和图文报告与风评建议模块。指标风险图模块完成对选定猪场Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各级指标风险指标风险指数绘制散点图或条形图等风险指标图。单因子模块则根据Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各级指标风险指标结构给出相应指标的单因子风险指数报告。图文报告与风评建议模块首先生成图文风险评估报告，其中包括各级指标图、各级风险指标列表、单因子风险指数列表和完整的规模猪场PRRS风险评估问卷内容，其次管理员根据猪场的风险评估现状填写风险评估建议，最终给出风险评估和建议报告书。

2.2.4 数据备份还原子模块。数据备份还原模块分为数据备份和数据还原2部分。系统界面提供导引，使用数据备份与还原工具进行用户信息、猪场信息、问卷信息和风险评估结果信息的备份与还原。

3 系统开发的技术特点

从编程开发的角度来看，Web版规模猪场PRRS风险评估系统使用了ASP.NET动态网页开发技术，主要使用C#编程语言实现业务逻辑层，通过ADO.NET技术实现数据接口层与业务逻辑层的接口，使用MYSQL数据库管理系统为后台数据库服务器。

3.1 C#编程语言 C#是一种安全的、稳定的、简单的、优雅的，由C和C++衍生出来的面向对象的编程语言。使用微软提供的IDE进行C#编程，在很大程度上缩短了Web版规模猪场PRRS风险评估系统的开发周期。

3.2 ADO.NET技术 ADO.NET起源于ADO(ActiveX Data Objects)技术，是一个广泛的类组，是在NET编程环境中优先使用的数据访问接口。通过ADO.NET技术，方便快捷地实现了Web版规模猪场PRRS风险评估系统数据接口层与业务逻辑层的连接。

3.3 MYSQL数据库管理系统 MYSQL是一个开放源码的小型关联式数据库管理系统，由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，被广泛地应用在Internet上的中小型网站中。MYSQL作为后台数据库服务器，为Web版规模猪场PRRS风险评估系统提供了一个安全、稳健而低成本的数据存储和管理方案。

4 结语

在前期PRRS风险因素分析和评估模型构建的基础上，利用ASP.NET动态网页开发技术，C#编程语言、ADO.NET技术及MYSQL数据库管理系统，设计开发了具有前台信息采集评估和后台数据库管理2大主功能模块和8个子模块组成的基于Web的规模猪场PRRS风险评估系统。该系统在南京、常州、镇江等地6个万头规模猪场开展了应用测试，获得软件著作权登记和申请发明专利，系统显示以下功能特点：①通过评估可帮助规模化猪场系统认识PRRS风险因素；②对个体猪场PRRS外部风险因素和内部风险因素数据收集和统计分析；③计算获得单个猪场外部风险值和内部风险值以及各级风险指标风险值，给予各因素风险预警报告，指出改进PRRS风险管理措施建议；④多个猪场样本的数据采集和评估可形成基准分析数据库，通过数据库可定位被评估个体猪场PRRS风险程度，预警猪场PRRS风险；⑤可用于各类风险因素与PRRS发生相关性分析研究。总之，该系统可作为工具应用于规模化养猪企业定期疫病风险评估，增进企业管理者、研究者等各方风险交流，强化管理者风险管理意识，辅助规模化猪场疫病风险管理决策。

[1] ROSE N，LAROUR G，LE DIGUERHER G，et al.Risk factors for porcine post-weaning multisystemic wasting syndrome(PMWS)in 149 French farrow-to-finish herds [J].Prev Vet Med，2003，61(3)：209-225.

[3] ROSE N，EVENO E，GRASLAND B，et al.Individual risk factors for Post-weaning Multisystemic Wasting Syndrome(PMWS)in pigs：a hierarchical Bayesian survival analysis [J].Prev Vet Med，2009，90(3/4)：168-179.

[4] HOLTKAMP D J，YESKE P E，POLSON D D，et al.A prospective study evaluating duration of swine breeding herd PRRS virus-free status and its relationship with measured risk [J].Prev Vet Med，2010，96(3/4)：186-193.

[5] HOLTKAMP D J，LIN H，WANG C，et al.Identifying questions in the American Association of Swine Veterinarian's PRRS risk assessment survey that are important for retrospectively classifying swine herds according to whether they reported clinical PRRS outbreaks in the previous 3 years[J].Prev Vet Med，2012，106(1)：42-52.

[6] 谭业平，胡肄农，臧一天，等.规模猪场PRRS风险因素分析[J].中国动物检疫，2011，28(12)：54-59.

[7] 臧一天，谭业平，胡肄农，等．规模化猪场疫病传入的外部风险因素指标体系的初探[J].中国动物检疫，2012，29(3)：49-52.

[8] 臧一天，谭业平，胡肄农，等． 规模化猪场疫病传入风险分析模型的构建[J]．江苏农业学报，2012，28(2)：365-369.

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

江苏省农业科技自主创新资金项目(CX(13)5031)。

谭业平(1980- )，男，山东莱阳人，副研究员，博士，从事动物疫病风险评估与防控技术研究。

2015-04-20

S 126

A

0517-6611(2015)17-363-04