基于强化学习的南疆蛋鸡舍环境控制模型研究

来源 :塔里木大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dick_ust
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
养殖业是南疆的支柱性产业。近年来南疆蛋鸡养殖逐渐朝着集约化,规模化的方向发展。集约化养殖带来了生产的高效,但高密度,大规模的养殖也凸显出集约化鸡舍的环境问题。传统蛋鸡舍环境控制方法大多依靠某一种环境参数进行调控,对多种环境因子耦合的鸡舍不能达到最佳的控制效果,从而影响蛋鸡的生长生产性能。本研究针对传统控制方法不能有效处理多种环境因子的问题,以南疆某蛋鸡舍蛋鸡为研究对象,设计并实现了蛋鸡舍环境监控系统,将强化学习方法应用到蛋鸡舍环境控制模型中,并引入温湿指数和先验知识优化强化学习方法,得到了南疆蛋鸡舍环境控制模型,实验结果表明控制模型能够平滑控制鸡舍各项环境参数并提高蛋鸡产蛋率。本研究内容包含以下几个方面:(1)基于物联网技术设计并实现了蛋鸡舍环境监控系统。针对各项影响蛋鸡生长环境的因子,实现了对蛋鸡舍各项环境参数的监测功能,对蛋鸡舍内风机,水帘等环境控制设备的控制功能,并搭建了鸡舍环境监控平台,最终实现了蛋鸡舍环境监控系统。实验期间实际采集数据各2749条,应采集数据各2772条,数据丢失23条,数据采集率为99.18%,符合系统设计要求。分析了鸡舍环境因子干球温度,相对湿度,二氧化碳浓度3个指标之间的相关性,研究结果表明3个指标彼此正相关,并且相关性显著。蛋鸡舍环境监控系统的设计和实现,为蛋鸡舍环境的控制提供了研究基础。(2)基于强化学习方法的蛋鸡舍环境控制模型。首先,通过强化学习的方法,选取鸡舍内温度、相对湿度、氨气浓度、二氧化碳浓度4种环境因子作为状态参数,并将各状态参数按照区域进行划分。其次,将鸡舍内风机,水帘的开关组合为动作参数,同时根据相关标准和鸡舍实际情况建立鸡舍环境奖励值函数,完成基于强化学习方法的蛋鸡舍环境控制模型。最终将南疆蛋鸡舍环境控制模型与阈值开关控制方法进行对比,对控制模型有效性进行了验证。经过实际验证,基于强化学习的蛋鸡舍环境控制模型将鸡舍温度维持在19.1℃-20.6℃,相对湿度维持在53%-69.2%,二氧化碳浓度平均值(5751mg/m~3)也较阈值开关控制(6963mg/m~3)有了较大的改善。实验期间强化学习控制模型下的蛋鸡舍产蛋率(82.4%)也较阈值开关控制下蛋鸡舍(82.0%)有所提高。实验结果说明基于强化学习的蛋鸡舍环境控制模型能够有效实现对南疆蛋鸡舍内多种环境因子的稳定控制,从而达到保障蛋鸡生长生产性能的目的。(3)提出一种基于温湿指数和先验知识的Q学习南疆蛋鸡舍环境控制方法。该方法将温湿指数作为强化学习的状态参数,并将先验知识作为动作决策,实现控制模型的优化。1)基于已采集的温度和相对湿度,构建温湿指数模型,取代强化学习模型中的温度和相对湿度2个参数,从而减少了状态参数维度。2)采用先验知识作为动作决策,在环境参数值超过鸡适宜区间后放弃学习,选择预先设定的动作,避免学习过程中鸡受到不必要的环境影响,并减少了学习次数。实验表明,实现模型收敛的次数显著减少,由1500次减少为620次左右,并且实验过程中蛋鸡处于温湿指数舒适区,未到达热应激水平。本研究基于蛋鸡舍环境监控系统已采集的数据,通过强化学习的方法研究了蛋鸡舍环境控制策略,并搭建了南疆蛋鸡舍环境优化控制模型。研究结果实现了对蛋鸡舍多环境因子的平滑控制,从而达到改善蛋鸡生长生产环境,增加产蛋率的目的,在蛋鸡舍控制方面具有一定的可行性。
其他文献
本文遵循TRA理论的“需求感知→催生意愿→购买决策”分析思路,建立了面向红色文化推广的公共图书馆红色文创产品运营方案:以聚类识别用户需求为出发点,打造既彰显个性又不失蕴意的高质量红色文创产品;以持续激发用户兴趣为支撑点,增强红色文创产品的实用性与品牌力;以促进用户常态参与为落脚点,创新红色文创产品交互模式,并依托生态化、矩阵化营销渠道实时分享用户体验。
猪繁殖与呼吸综合征(Porcine reproductive and respiratory syndrome,PRRS),是由猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)引起的一种急性传染病,能够引起猪繁殖系统及呼吸系统障碍。PRRSV对不同品种、年龄及性别的猪均有较强的感染性,对全球养猪业造成了巨大的影响。2013年,在河南首次报道了NADC30-like PRRSV毒株,近年来这一亚型毒株在我国大面
从中药材的“一物多效”现象,分析现行药材商品规格等级标准存在的问题和研究现状。依据多效中药“定向药效成分”与“中药质量标志物(quality marker,Q-Marker)”研究原则提出在功能分类评价下发现“定效Q-Marker”的药材商品规格等级标准研究策略,旨在诠释中药在方剂中的选择性功效取向,准确评控药材质量。通过阐明药材功效-成分-品质特征,在现行药材商品规格等级标准的基础上修订完善,为
随着“双碳”目标的提出,商业银行纷纷开展绿色信贷来有效引导企业向节能环保方向转型发展。但绿色信贷业务的开展对商业银行经营绩效未必能产生积极影响。鉴于此,选取2016—2020年18家不同规模且具有代表性的商业银行的面板数据作为研究样本,并建立面板回归模型,实证检验了绿色信贷对银行竞争力的影响,结果表明在短期内,银行会因绿色信贷产生成本过高对其竞争力影响明显。从长期看,绿色信贷通过声誉机制和风险机制
2020年我国政府向国际社会提出了碳达峰、碳中和目标,2021年以碳达峰、碳中和为核心的“双碳”愿景首次写入政府工作报告。农业农村既是低碳减排的重点领域,也是实现双碳目标的潜力所在,对于减排固碳具有特殊意义。金融服务农业农村碳达峰、碳中和责任重大、作用突出,应发挥专业优势,重点围绕高效节水农业、生态循环农业、农业面源污染治理、人居环境综合整治、清洁能源等农业农村绿色发展重点领域,出台专门政策措施,
为了研究进口硬质(HI>60)小麦的品质差异,选取了6个不同品种的乌克兰进口硬质小麦,进行小麦品质和粉质特性测定分析。结果显示:6种硬质小麦硬度指数(HI)分布在64.2~77.4,容重分布在782~824 g/L,其中KT-BL-Y0122品种的硬度指数和容重最高;硬度指数和出粉率不显著相关,硬度和容重居中的NK-BL-R0132品种出粉率最高;硬度指数和湿面筋含量、干面筋含量以及面筋指数不显著
近年来,随着市场经济的快速发展,市场主体滥用相对优势地位的行为愈演愈烈,层出不穷。这不仅侵害了交易相对人的利益,破坏了公平有序的市场竞争秩序,最终还损害了广大消费者的合法权益。鉴于此,我国应制定明确的法律规范对该滥用行为进行规制。本文拟从滥用相对优势地位的界定与构成、规制必要性、我国目前规制相关方面的现状与不足、不同国家制度的比较分析以及法律规制的完善建议这五个角度进行深入分析。第一部分的界定分为
<正>随着教育理念的更新发展,生态环境理论逐渐被应用与教育领域之中,“教育生态”思想被提出并被逐渐应用于实际学科教育领域中,教育生态不同于教育环境,它以自然生态系统为参考,其反映的是教育内部各要素之间的内在联系,强调的是教育各要素之间的协同与平衡。在教育生态视域下,思政教育学科研究视野以及研究思维范式都获得了一定发展。本文将结合《思想政治教育生态分析引论》一书,以教育生态为视域探究红色文化思政育人
期刊