规模化猪场人员智能洗消系统的构建与应用

摘要

为了展示猪场人员智能洗消系统在规模化猪场生物安全管理中的应用效果，分析其在减少疫病传播风险中的作用。笔者通过文献查阅与分析，总结了传统猪场人员洗消系统的缺点，综述了猪场人员智能洗消系统的特点、工作流程与优势，并对未来的发展作出了展望。传统猪场人员洗消系统存在使用效率低、运维成本高等缺点。猪场人员智能洗消系统在猪场的应用能够实现全流程自动化，记录详实可靠，便于灵活管理，能够实现多层次消毒，且兼顾灵活与舒适，有效提高了洗消效率和消毒效果，减少了人员接触感染的风险，显著提升了生物安全水平。系统的自动化管理功能使得洗消过程更加标准化、可控，减少了人为操作误差。

关键词

智能洗消系统 / 规模化猪场 / 生物安全 / 疫病防控

近年来，养猪业迅速向集约化和规模化发展，随着饲养密度的增加，生物安全问题愈发突出。受非洲猪瘟等高致病性动物疫病的影响，全球多个国家和地区的养猪业遭受严重损失。因此，生物安全管理成为现代猪场防控疫病和提高生产效益的关键^[1]。

传统生物安全措施依赖手动操作和人员自觉，难以确保防控的严密性和持续性。尤其是人员消毒环节，常常受到人为因素的影响，执行不到位的情况较为常见。因此，建设高效、便捷、全自动化的智能洗消系统，成为提高生物安全水平的迫切需求。随着智能技术和物联网（IoT）技术的发展，现代猪场逐步引入各类自动化系统，例如环境控制、自动喂养和智能疫病监控等，这些系统显著提升了生产效率^[2]。养猪数字化是大势所趋，智能化设备作为养猪数字化的必要设备，将会逐渐应用到养猪生产中^[3]。生物安全是防控动物疫病发生与流行的最为有效的手段^[4]。清洗消毒作为预防生猪疫病发生的常规措施，是猪场正常稳定生产的重要保障，同时也是保证生猪生产效益最大化的关键和保障动物食品安全的根本措施^[5]，猪场人员智能洗消系统的应用为猪场提供了坚实的安全管理基础。通过智能感应技术、自动化设备和数据监控，智能洗消系统能够实现人员消毒的全流程自动化。

1 现有人员洗消系统的主要问题

目前的人员洗消系统在功能、模式和流程设计上存在诸多不合理之处，难以适应实际需求，导致洗消效率低下、洗消效果不理想及违规操作难以追踪等问题。现有洗消系统的缺陷主要包括以下方面：

第一，缺乏排队叫号系统。现有洗消系统没有有效的排队功能，导致高峰时段人员无法有序洗消，易造成拥堵。

第二，洗消室使用效率低。现有洗消系统同一洗消室不支持多人同时洗消，限制空间利用，延长洗消时间，影响整体工作流程。

第三，公共区域视觉环境不足。现有洗消系统信息显示方式老旧，缺乏有效视觉焦点，降低了人员对信息设备的关注度，影响洗消顺畅性。

第四，智能化水平低。现有洗消系统智能化程度较低，常出现水电资源浪费，水温控制不稳定，影响洗消效果。

第五，运维成本高。现有洗消系统依赖本地控制系统，不支持远程在线升级和维护，导致运维成本高，给管理带来负担。

第六，开放性和兼容性不足。系统缺乏开放性，与考勤、安防等信息系统整合不够，降低了管理效率。

综上所述，现有人员洗消系统在多方面存在不足，亟需进行改进和升级，以提高其工作效率和安全性。智能洗消系统的引入正是为了解决这些问题，通过提升系统的智能化水平，实现自动化管理，优化资源使用，从而为猪场提供更为安全和高效的洗消解决方案。

2 现代猪场人员智能洗消系统

2.1 结构设计与相关设备

1）入口预警与智能身份识别系统。养殖人员无论是从养猪场外进入猪场内还是从生活区进入猪场生产区，都需要严格清洗消毒监测预警系统^[6]。入口预警与智能身份识别系统通过人脸识别、自动门禁、超强吸力电磁门锁和红外探测感应开关实现人员的自动洗消管理。在入口处设置预警系统，结合人脸识别或指纹识别技术，确保只有授权人员能够进入洗消区。系统通过门禁设备控制人员在洗消区的停留时间，确保洗消过程符合生物安全要求^[7]。此系统不仅能自动识别进入者身份，还能根据其角色判断消毒需求。例如，工作人员和访客所需的消毒级别可能不同。

2）自动喷淋消毒通道。人员进入洗消区后，感应设备会自动启动喷淋消毒流程。该过程采用高效低毒的消毒剂，通过全身多角度喷洒，确保覆盖全面。系统根据预设的喷淋时间和消毒剂量自动调控，既保证了消毒效果，又避免了化学物质的过量使用，降低了对环境的影响。

3）风干与紫外线消毒系统。喷淋结束后，进入风干阶段，通过高速干燥设备迅速去除人员表面的水分，防止水滴携带的病原进入养殖区。此外，风干区配备的紫外线（UV）消毒装置能进一步对外衣表面进行无菌处理，确保最大限度地减少病原微生物的残留。

4）防护装备智能管理系统。洗消智能系统可以实现对人员和物资洗消历史的记录，且可随时查看与导出数据，为管理者科学管理、分清责任、细化考核提供了可行性。在进入生产区之前，系统提供自动化的防护装备配备功能。所有防护服和靴子均为消毒密封包装，通过自动发放设备提供，避免人员手动接触，确保全流程的卫生安全。这不仅提升了消毒效果，还简化了工作人员的操作流程。

5）应急处理与报警系统。系统配备应急处理单元和报警单元，一旦检测到异常情况或操作失误，系统会立即发出警报，指导人员采取相应措施，避免安全隐患的扩大。同时，报警信息会实时上传至管理端，确保管理者及时获取信息，进行有效干预。

2.2 工作流程

猪场人员智能洗消系统工作流程如图1所示。

1）洗消预约。养殖场人员在进行洗消之前，通过移动端预约取号，建立个人喜好洗消档案，个性化定制洗消模式，选择洗消水温、淋浴龙头的出水花式等。系统会根据预约人员情况，自动生成预约信息，包括身份信息、预约序号及时间、个性化洗消模式、分配的洗消房间和洗消位置，以及前边等待人数。未注册人员无法预约，从而切断外来人员传播病毒的途径。

2）洗消前的准备。已预约人员在生活等候区内通过人脸识别确认身份，智能系统自动调节洗消室环境，并实时显示洗消状态与排队信息。经过预约确认的人员在等候洗消期间，可以实时查看各洗消房间和洗消位置的状态信息、等候排队信息、洗消结果评价信息、告警信息，并观看生物安全宣传教育短片。在洗消过程中，人员需先脱去场外服装，进入冲洗消毒区域。场内出口门在人员进入时立即自动锁住，确保洗消过程的单向流动，防止病原体进入生产区。

3）洗消过程。指定洗消位置红外人体感应传感器检测到人员就位后，经过延时确认，供药管道比例控制阀和蓄药罐供药泵开启，喷淋管道出水比例控制阀开启，喷淋管道出水水流传感器感应到水流信号，人员洗消开始计时，洗消测控系统执行预约好的洗消模式，包括洗消时长、用量、水温、出水花式，通过洗消位置红外人体感应传感器和喷淋管道出水水流传感器双重确认，确保人员有效洗消。洗消过程中，人员可以通过对应的洗消位置显示器，实时查看淋浴洗消计时，用水流量和累积总量、出水温度、出水花式、洗消室的环境温度、湿度、氧气，借助这些信息洗消人员可以提前预测可能出现的异常状况。

4）洗消结束。洗消时间计时到达，人员对应洗消位置显示器和洗消室智能语音播报器同步推送洗消结束消息，引导人员离开洗消室。人员到生产区更衣室的身份识别认证机上刷脸验证通过后，洗消室智能语音播报器和字幕提示器同步提示洗消结果，并把数据记录同步到等候区的监控大屏幕和服务器上，对应洗消位置进入空闲等待状态。

5）数据采集与分析。系统在每次洗消后自动记录人员、时间、步骤和消毒效果，实现全程可追溯。在疫病暴发时，管理者能够迅速调取消毒记录，精准锁定潜在的感染源，及时采取防控措施。服务器在接收到洗消设备和人员的各种数据源信息后，进行描述性、预测性、规范性分析，用于服务、生产、数据可视化等多种应用。

2.3 智能洗消系统优点

1）全流程自动化。智能洗消系统的核心在于实现全流程的自动化操作。通过红外传感器、自动喷淋和风干系统，人员在进入养殖区时，可以实现无接触消毒，显著降低人为操作带来的风险。通过这种全自动化的流程，人员在进入养殖区前，能够接受全面、有效的洗消，最大限度地降低病原体的带入风险^[8]。

2）记录详实便于灵活管理。智能洗消系统通过设置在不同位置的开关和传感器，实时监控人员在清洗消毒过程中的每个环节，结合预设的时间和消毒规定，有效判断洗消流程的合规性。管理者能够随时查看和导出相关数据，为科学管理提供有力支持。通过数据分析，该猪场能够精准掌握洗消状况，及时发现潜在管理漏洞并进行改进。该记录方式不仅便于管理者随时查看，也可以在疫情暴发时迅速调取，为追溯感染源提供依据。现代技术使得这些数据可以通过移动设备轻松访问，提升了管理的灵活性^[9]。

3）实现多层次消毒。为了确保无遗漏或死角，智能洗消系统应结合物理和化学消毒方式。通过多重净化消毒，例如结合温水与消毒剂的应用，可以显著提高消毒效果。一些研究表明，物理消毒与化学消毒的组合能够有效去除各种病原微生物，提高整体消毒效率。通过定期更换消毒剂和调整消毒程序，可以保持消毒效果的持续性和有效性。

4）兼顾安全与舒适。该系统在管理串舍人员方面发挥了重要作用。通过人脸识别技术，系统能够识别进入洗澡区的人员身份，确保非该生产区的人员无法进入，降低人员串舍带来的生物安全风险。系统还能够判断人员的洗澡是否彻底。在进入某猪舍之前，系统通过人脸识别确认人员的权限，并在洗澡过程中通过非视觉传感器监控与洗消主机相结合，确保洗消符合生物安全规范。此措施有效减少了由于人员未彻底洗消而造成的交叉感染风险。

在设计智能洗消系统时，操作人员的体验也应被重视。选择温和的消毒剂，并设置适当的喷洒强度，可以确保消毒过程中不会对皮肤造成损害。这不仅能提高工作人员的满意度，也有助于系统的顺利运行。某些系统还配备了温度调节功能，确保在不同季节、不同气候条件下都能提供适宜的洗消体验。

3 猪场人员智能洗消系统的发展前景

随着物联网、人工智能和大数据技术的快速发展，未来的人员智能洗消系统将更加智能化和高效化。系统不仅会实时收集各类数据，还能通过机器学习算法分析消毒效果，自动优化操作流程，以提升管理效率和精准度。例如，未来的洗消系统可能会集成智能助手，通过声音识别和反馈技术，协助管理者制定更为科学的消毒策略。随着技术的不断进步，智能洗消系统的功能和应用场景将不断扩展，为养猪行业提供更加全面的生物安全保障。

4 结语

综上所述，规模化猪场人员智能洗消系统的构建与应用，不仅提升了养殖场的生物安全性，也为降低疫病传播风险、提高管理效率提供了有力支持。随着技术的不断进步，智能洗消系统将在养猪行业中发挥越来越重要的作用，推动整个行业向更高标准、更智能化的方向发展。未来的研究应关注如何进一步整合智能洗消系统与养殖过程中的其他管理环节，为养殖业的可持续发展提供科学指导。通过不断优化和更新，智能洗消系统将成为养殖业中不可或缺的重要组成部分。

参考文献

[1] 卢文国, 郑峰, 郭亮明, 猪场洗消中心的建设、使用与管理[J]. 养殖与饲料, 2019，18(6)：10-15.

[2] 方占海. 高质量发展的智慧楼房养猪[J]. 养殖与饲料, 2022，21(6)：37-39.

[3] 蔡宁, 赵黎, 李成林. 新形势下智能化养猪在猪场设计建设中的应用[J]. 今日养猪业, 2024(1)：98-103.

[4] 窦树龙, 刘环, 窦树昊. 动物疫病区域化和生物安全隔离区化管理的应用和思考[J]. 中国兽医杂志， 2019，55(9)：105-107，125-126.

[5] 黄衍庆, 黄家宝, 程振孔, 浅析猪场清洗消毒带来的经济效益[J]. 广西农学报, 2024,39(3)：128-132.

[6] 孟庆利. 猪场数字智能化管理系统实践[J]. 中国猪业, 2022,17(4)：96-98.

[7] 章红兵, 陈立平, 郑志浩, 智慧猪场的建设与应用[J]. 中国猪业, 2022,17(4)：99-101.

[8] 吴朝轩, 侯芳, 吴继标. 种猪场疫病净化洗消技术要点[J]. 养殖与饲料, 2023,22(10)：75-77.

[9] 祁钊, 李思奇, 李峰, 规模化猪场智慧生物安全防控系统设计[J]. 智慧农业导刊, 2022,2(23)：13-15.

基金资助

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