基于雷达图的蛋鸡舍综合环境舒适度评价及应用(6)
本文采用模糊数学方法,以期建立基于多元环境参数的鸡舍环境舒适度综合评价指数,实现对鸡舍环境舒适度的综合评价;在家禽生产物联网平台基础上,基于LabVIEW软件开发了一套评价系统,将蛋鸡舍环境参数在雷达图中进行可视化展示,实现对单因素环境参数和环境舒适度的展示与预警。
1 材料与方法
1.1 雷达图分析法
雷达图分析法又称为综合财务比率分析法,可以将多因素进行同步比较,原本用于对财务状况进行综合分析与评价,因其评估过程简单明了、结果直观形象的显著特点,近年来逐渐在食品感官评价以及电能综合质量等的评价分析中应用[9-10]。利用雷达图分析法进行评估时,主要考虑因素的个数和变化范围,将评价因素标准化处理后分别通过雷达图的轴数及轴长来表示,并通过计算面积作为评价指标进行综合分析,其构造如图1所示。
注:n为雷达图中评估因素的个数。Note:nis number of evaluating factors in a radar chart.图1 雷达图构造Fig.1 Radar chart structure
本文中雷达图各轴分别与舍内某一环境参数相对应。在蛋鸡生产中,将不同环境参数在雷达图中描点连接形成多边形,通过计算多边形的面积建立综合评价指标,以综合评价蛋鸡舍环境舒适度。
1.2 蛋鸡舍综合环境舒适度评价参数
1.2.1 环境参数选取及适宜范围确定
在规模蛋鸡生产中,当鸡舍环境处于一定的参数区间鸡只能够维持正常的生理指标和生产性能(本文设为“生存区间”),而在适宜的区间则能够更好地保障其健康水平(设为“舒适区间”),以避免由于环境不适所导致的激素水平不稳定[6]。经对文献综合分析以及实地调研,本文选取温度、湿度、风速、CO2浓度、NH3浓度为蛋鸡舍环境舒适度评价的5个指标,其舒适区间和生存区间如表1所示。
表1 5项环境单因素的舒适区间及生存区间[11-14]Table 1 Comfort and survival intervals of the five selected environment factors环境因素Environmental factor舒适区间Comfort interval生存区间Survival interval 温度Temperature/℃18~255~32 相对湿度Relative humidity/%40~8010~100 二氧化碳浓度CO2 concentration/(mg·m-3)≤1 800≤3 000 风速Air velocity/(m·s-1)0.2~0.5(冬)1~2(夏)0~0.8(冬)0.5~2.5(夏) 氨气浓度NH3 concentration/(mg·m-3)≤3≤20
1.2.2 不同季节环境因素权重
随着季节的变化,规模化鸡舍中的各环境因素对舍内综合舒适度的影响程度也有所不同。以夏季为例,鸡舍中由温度、湿度、气流速度构成的热湿环境对蛋鸡的影响最大,对综合环境舒适度的贡献最大;由于通风量大,舍内的空气质量环境一般较好,在综合评判过程中所占的权重相对较小。冬季条件下,随着通风量的减小,舍内CO2等空气质量环境的所占比例则显著上升。根据夏季和冬季鸡舍内环境的不同特点,团队中的白士宝在其关于蛋鸡舍环境舒适度评价的研究中,利用层次分析法,通过构建环境因素指标判断阵,计算出夏季鸡舍环境因素权重集W夏和冬季鸡舍环境因素的权重集W冬[15],如表2所示。
表2 各环境因素的权重[15]Table 2 Weights of the environmental factors季节Season温度Temperature湿度Relative humidity风速Air velocity二氧化碳浓度CO2 concentration氨气浓度NH3 concentration 夏季 冬季
值得注意的是,不同气候条件下,各环境因素对舍内综合舒适度的影响会有所不同。因此,本研究所提到的各环境因素权重在实际应用时需要根据试验时间及地点的变化来重新计算。
1.3 环境参数转化及舒适度评价指标构建
1.3.1 环境因素数据的转化
由于各环境因素量程与量纲均不相同,且各因素之间相互影响机制尚不完全明确,无法在适宜应用范围内对其进行定量计算。为在雷达图上计算面积,同时便于观察,需将各项环境参数进行归一化处理,使其具有相同的变化区间,并利用模糊数学方法,统一其量纲为1。根据舍内环境及蛋鸡生理特点,采集到的环境数据需归一化使各因素舒适区间缩小至0~5,生存区间缩小至0~10。例如,海兰褐蛋鸡饲养手册中建议,产蛋期最适温度为21 ℃。因此,本研究在对温度进行评价时,将21 ℃设定为基准0分,5~32 ℃间的温度数值依据图2中曲线转化为相应评分,低于5 ℃或高于32 ℃均为10分。气体浓度同样依图2转化为0~10的相应数值,作为气体环境的评分。如此,各环境因素归一化后的结果均为0~10的评分,再根据模糊拟合的思想,将环境因素的模糊评价区间定量化,即依其对相邻整数隶属度,将评分数值取整数0~10,作为单项环境因素的评分。
文章来源:《四川动物》 网址: http://www.scdwzzs.cn/qikandaodu/2021/0728/1604.html