DB15 T 4178.3-2025 奶山羊智慧牧场 第3部分：羊只福利监测.pdf

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1、 ICS 65.020.30 CCS B 44 15 内蒙古自治区地方标准 DB15/T 4178.32025 奶山羊智慧牧场 第 3 部分：羊只福利监测 Smart farm for dairy goat Part 3：Goat welfare monitoring 2025-08-29 发布2025-09-29 实施内蒙古自治区市场监督管理局发 布 DB15/T 4178.32025 I 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件是DB15/T 4178奶山羊智慧牧场的第3部分，DB15/T 4178已经发布了以下部分：第

2、 1 部分：环境监测与控制；第 2 部分：养殖管理；第 3 部分：羊只福利监测；第 4 部分：发情监测；第 5 部分：生乳收购；第 6 部分：分群管控；第 7 部分：粪污处理；第 8 部分：生乳质量追溯；第 9 部分：精准饲喂。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由内蒙古自治区畜牧业标准化技术委员会（SAM/TC 19）归口。本文件起草单位：内蒙古工业大学、内蒙古人才发展研究院、内蒙古自治区农牧业技术推广中心、内蒙古自治区大数据中心、内蒙古伊利实业集团股份有限公司、内蒙古智慧牧业信息技术集团有限公司。本文件主要起草人：房建东、赵于东、钟磊、王莉莉、赵

3、珈琪、宋健、李琦、寇迪顿、王瑞利、赵国芳、张云霞、曹越、白涛、王海霞、张继安、尹晖、王静。DB15/T 4178.32025 II 引言 随着现代畜牧业的发展，奶山羊的规模化、集约化养殖成为趋势，传统的人工管理方式已经难以适应规模化养殖的需求，数字化智慧化为奶山羊牧场建设提供了新的解决方案。奶山羊智慧牧场系列标准是指导我区奶山羊智慧化养殖的系统性技术管理规范，涵盖了集繁育、饲喂、产奶、保健、防治、运输、粪污处理等奶山羊数字化管控全过程。本系列标准旨在指导养殖者建立高效的自动化管理系统，确保奶山羊生活环境的适宜性和稳定性，促进奶山羊健康成长和牧场经济效益的持续提升，由 9 部分构成。第 1 部分

4、环境监测与控制。目的在于规范舍饲奶山羊养殖环境中温度、湿度及有害气体等关键参数的监测与控制，指导养殖者建立高效的自动化管理系统，确保奶山羊生活环境的适宜性和稳定性。第 2 部分：养殖管理。目的在于使牧场能够实现对奶山羊的精准饲喂、健康监测、繁殖管理、疾病预防和产奶量监控，从而优化养殖流程，提高管理的科学性和效率。第 3 部分：羊只福利监测。目的在于为奶山羊养殖场提供一套科学、有效的福利监测与调控手段，帮助其在保障生产效益的同时，满足动物福利需求，推动畜牧业的可持续发展。第 4 部分：发情监测。目的在于掌控奶山羊发情周期，准确监测和识别奶山羊发情时段，从而有效提高奶山羊受孕机率，提高产奶奶山羊

5、比率，提升养殖效率，降低养殖成本。第 5 部分：生乳收购。目的在于规范生鲜乳运输收购系统的构建与运行，通过自动化的车牌识别、称重管理、装奶过程控制和全程视频监控，实现对鲜奶收购环节的实时监管。第 6 部分：分群管控。目的在于采用电子信息和自动化控制手段，确立规模化奶山羊养殖中，有效的提升羊只分群效率，从而实现分群管理，优化饲养策略，提高生产效益，保障羊只健康。第 7 部分：粪污处理。目的在于（确立）采用电子化和自动化手段，对奶山羊粪污从采集到处理的全过程进行监测和控制，从而有效提高粪污的处理能力和处理效率，保障生态环境前提下实现粪潜污再利用。第 8 部分：生乳质量追溯。目的在于实现从源头到消费

6、终端的全过程数字化监管，以提升山羊奶市场资信度，确保消费者的饮食健康，推进奶产品的市场知名度。第 9 部分：精准饲喂。目的在于打造精准饲喂的数字化基础规范，提供定制化饲喂方案，精准评估奶山羊养殖期间的健康状况。优化饲料的使用，改善奶山羊养殖期间的营养状况，降低饲料成本。DB15/T 4178.32025 1 奶山羊智慧牧场 第 3 部分:羊只福利监测 1 范围 本文件规定了基于智能感知技术的养殖奶山羊的牧场福利条件自动感知系统中的平台结构，对平台功能和性能的要求。本文件适用于智慧牧场建设与运营过程中羊只福利状况监控系统的建立与业务开展。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而

7、构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 16568 奶牛场卫生规范 GB/T 28452 信息安全技术 应用软件系统通用安全技术要求 GB/T 28827.1 信息技术服务 运行维护 第1部分：通用要求 GB/T 33474 物联网 参考体系结构 GM/T 0054 信息系统密码应用基本要求 NY/T 682 畜禽场场区设计技术规范 SN/T 3774 牛的饲养、运输、屠宰动物福利规范 DB15/T 2135 奶牛精准饲喂与采食量管理系统功能要求 DB15/T 2138 智慧牧场

8、奶牛)管理系统要求 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。感知 perception 通过传感器等设备收集数据，并利用人工智能算法对数据进行分析和处理，从而实现对环境的智能化理解和响应。反馈 feedback 将系统的输出返回到输入端并以某种方式改变输入，输入输出之间存在因果关系的回路，进而影响系统功能的过程。DB15/T 4178.32025 2 奶山羊情绪 emotions of dairy cows 奶山羊在特定环境刺激或生理状态下，通过生理反应、行为表现和心理状态综合体现的一系列主观体验和情感倾向。数据库 database 牧场环境相关的数据，包括但不限于温湿度数据、空气质量数

9、据、光照数据、多媒体（视频、音频、图像）数据、噪声检测数据。使用专用设备、移动终端、计算机、厂家信息系统等，通过网络将数据源的数据传送至平台环境数据库。4 奶山羊情绪检测 奶山羊情绪检测应符合 GB/T 16568 和 NY/T 682 的规定。总体要求 本文件适用于奶山羊养殖场给定外部激励（外部激励主要包括音乐、按摩、温湿度、清洁、饲喂）的环境下，自主检测奶山羊的行为、姿态、叫声，通过对羊只行为、声音的特征提取、行为检测进而检测到山羊只的情绪类型，羊只的情绪类型主要包括积极情绪和消极情绪。根据羊只的情绪来评估羊只的福利状况，再反馈到外部激励当中进行调整，是基于智能感知技术的羊只福利状况监控系

10、统基本规范。该规范包含音乐、按摩、调整温湿度、清洁、饲喂等的外部福利激励，将福利所包含的各个部分放置在羊只对应的生活场所中，利用布设的视频拍摄器收集山羊的行为、姿态、声音等动作数据，实时上传至数据库储存，并通过模型算法识别出奶山羊的情绪类型然后评估山羊只的福利状况，根据羊只的福利状况及时调动反馈层，外部激励通过反馈信息进行调整，达到完善羊只福利监控系统的目的。注：奶山羊行为检测主要分为奶山羊的采食行为、反刍行为、护身行为以及应激行为等。奶山羊行为检测界定应根据GB/T 16568、SN/T 3774和DB15/T 2135的规定进行定义。奶山羊福利检测流程 给予奶山羊一些好处和坏处的外部激励，

11、通过视频记录相应的奶山羊行为，奶山羊行为是对环境条件或体内刺激产生反应的方式，可以直接表达奶山羊心理上的压抑、恐慌和痛苦等。奶山羊的基本行为如觅食、求偶、保护幼崽、寻母、打斗、警告、避险、集合等都与感觉息息相关，行为学评价指标为奶山羊的采食行为、反刍行为、护身行为以及应激行为等。所以通过对视频的加工处理以及运用一些模型算法检测出奶山羊的情绪状态。奶山羊情绪检测流程图按照图1的规定。DB15/T 4178.32025 3 外部激励：音乐、按摩、淋浴、投放相应不同程度的饲料、输送不同口味的饮品奶山羊视频视频片段数据检测目标检测定位对象行为特征提取行为检测采食行为反刍行为护身行为应激行为异常行为情绪

12、反馈积极情绪消极情绪平静高兴轻松惊恐厌烦暴躁痛苦抑郁行为结果目标跟踪 图1 奶山羊情绪检测流程图 福利监控系统流程 DB15/T 4178.32025 4 通过得到情绪反馈良好的外部激励来做一个福利系统。根据奶山羊对刺激的感知是通过视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉以及体内神经感觉而实现的，所以福利反馈系统包括按摩系统（触觉的角度）、音乐系统（听觉角度）、温湿度系统（感觉角度）、清洁系统（视觉、嗅觉）、饲喂系统（嗅觉、味觉）。福利监控系统流程图符应根据DB15/T 2138的规定进行绘制。福利监控系统流程图按照图2的规定。音乐温湿度按摩清洁饲喂外部激励山羊图像行为检测奶山羊叫声检测情绪状态福利状况控

13、制决策反馈图2 奶山羊福利监控系统流程图 福利视频监控技术 利用计算机视觉算法对视频内容进行分析，识别出羊只的觅食、反刍、休息、打斗行为，通过这些行为信息评估羊只的福利状况，及时发现并解决潜在问题。5 平台架构 数据存储层 奶山羊养殖场中给与奶山羊一些外部激励后通过移动设备实时记录到的奶山羊动作的相关数据，包括但不限于行为数据（采食行为、反刍行为、护身行为、应激行为）、姿态数据、声音数据、多媒体（视频、音频、图像）数据、噪声检测数据。通过分解技术将视频分解为图片和音频上传至电脑上。数据交换层 将电脑上的视频和音频数据进行相应的技术操作标注和分割特征，通过深度学习形成相应标签文本和音频分类。应用

14、支撑层 整个系统的支撑架构就是通过外部激励激发羊只的行为特征和音频特征，通过模型算法检测羊只的情绪状态，再由情绪状态评价羊只的福利状况。应用层 通过情绪状态检测出羊只的积极情绪和消极情绪，积极情绪主要包括高兴、调皮、平静、放松，消极情绪主要包括惊恐、厌烦、焦躁、痛苦、抑郁。通过情绪评价福利的状况，福利状况主要包括优、中、差三个等级。展现层 DB15/T 4178.32025 5 系统主要向外界展现福利状况结果和外部激励控制策略。当福利状态为优等级时对应的外部激励控制策略；当福利状态为中等级时对应的外部激励控制策略；当福利状态为差等级时对应的外部激励控制策略。用户层 系统的用户组成为企业、养殖场

15、的管理者、政府。6 功能要求 检测羊只行为与叫声 系统能够通过外部激励作用在羊只身上检测出羊只的行为、姿态反应以及羊只叫声反应。检测羊只情绪反应 通过羊只的行为（羊只的行为主要包括采食行为、反刍行为、护身行为、应激行为、异常行为）来判断奶山羊对外部激励的情绪反应，羊只的情绪主要有积极情绪（高兴、调皮、平静、放松）和消极情绪（惊恐、厌烦、焦躁、痛苦、抑郁）。评价羊只福利状况 通过对羊只的情绪判断打分，根据出现的行为对积极情绪进行相应的加分，对消极情绪进行相应的减分操作，进而评价福利状况（福利状况分为优、中、差三个等级）。调整外部激励 将福利状况不太理想的结果反馈到外部激励进行调整。输出控制策略

16、通过对福利状况的评价，输出相应的控制策略。功能结构 基于智能感知技术的山羊动物福利状态监控系统功能结构见图 3。DB15/T 4178.32025 6 图3 基于智能感知技术的山羊只福利状态监控系统的功能结构图 7 性能要求 总体要求 性能应根据 GB/T 16568、GB/T 28452 和 GM/T 0054 的规定进行要求。数据容量 应充分保障因需求变化和系统变化所产生的增量数据、数据库、历史记录、系统日志的保存以及冗余量。羊只福利监控系统需要持续记录大量的视频数据，因此应具备足够的存储容量来保存这些视频资料并预留足够的存储空间和接口。同时，为了提高系统的响应速度和数据处理效率，还需要对

17、数据进行有效的压缩和归档处理。资源利用情况 系统主机资源，包括中央处理器、内存和储存系统等利用情况，在事务处理高峰时刻应保持在总体资源满负荷的70%以下。DB15/T 4178.32025 7 算法要求 羊只福利监控系统需要实时监测和分析羊只的行为数据，因此机器学习算法必须具备较高的计算速度和实时响应能力。系统配备高性能的处理器和充足的内存资源，以支持复杂的图像处理和行为识别算法。安全要求 7.5.1 对于环控传感器、或信息系统接入与获取安全方面，要明确支持用户名与密码、设备识别码、系统 Appid+token 等安控控制方式。对于特定的敏感字段或业务数据应使用加密方式存储。注：传感器是能感受

18、到山羊的行为、姿态等被测量的信息，并将信息变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求的检测装置。7.5.2 应围绕物理安全、网络安全、主机安全、应用安全、数据安全等方面构建安全体系。7.5.3 应具备追溯信息防篡改、防攻击、访问权限控制等安全防护，安全可靠稳定运行。7.5.4 应具有完整的用户操作日志记录功能，日志不可随意更改。性能要求 羊只福利监控系统应能够在各种环境条件下持续保持高效稳定的运行。系统的响应时间应确保在用户执行监控、查询或调整外部激励时，操作延迟不应超过100 ms，以保证实时监控的效果。对于大规模并发访问，系统应具备良好的扩展性，能够支持数百台终端设备同时连接并处理数据，且不影响整体性能。系统应确保在高负荷状态下保持不低于90%的可用性，并在极端条件下具备快速恢复的能力。通过采用分布式计算和并行处理技术，系统应在大数据量的情况下仍能有效处理和分析羊只行为数据，保持高效的情绪识别和福利评估能力。8 运维要求 运维应根据 GB/T 28827.1 的规定进行要求。平台运行维护符合 GB/T 28827.1 的规定。平台运维方应对平台运行情况进行实时监控。平台运维方应对网络、硬件、数据库、系统应用等方面运行问题及时定位，并按照运维职责实时处理。