Udvikling af alarm i forbindelse med separation (ESF)

Elektronisk sofodring (ESF) er et meget udbredt fodringsprincip i drægtighedsstalde til løsgående søer. Det vurderes, at mindst halvdelen af de stalde, der etableres til drægtige søer, er med ESF. Ved dette fodringsprincip er der mulighed for individuel fodring af søerne.

Langt de fleste svineproducenter, der vælger ESF, etablerer et anlæg med mulighed for automatisk separation. Derved kan det enkelte dyr let håndteres i forbindelse med vaccination og flytning. Ulempen ved separation er, at der kan opstå situationer, hvor der kommer for mange søer ud på et lille område.

De fleste fabrikater af foderstationer til ESF på det danske marked har i højere eller mindre grad sikret selve foderstationen mod uheld, men på grund af den menneskelige faktor er det ikke tilstrækkeligt.

Der er derfor behov for en alarm, der er uafhængig af foderstationen, som kan varsle besætningsejeren, hvis der sker noget unormalt i stalden.

Formålet med afprøvningen var at udvikle en alarm, der kunne detektere skrig fra søer, som blev belastet som følge af for lille areal.

Forundersøgelse

I forbindelse med forundersøgelsen til denne afprøvning blev muligheden for at bruge lydgenkendelse til overvågning af søer afdækket i samarbejde med TNM Consult ApS. I to produktionsbesætninger blev der optaget skrig fra søer, der kortvarigt blev lukket sammen i en sti. På baggrund af disse lydoptagelser blev det vist at:

• styrken af signalet, der ønskede detekteret, var kraftigt i forhold til baggrundsstøjen
• baggrundsstøjen var mindre i sostalde end i slagtesvinestalde
• når varigheden og styrken af skrigene steg, blev muligheden for at klassificere dem korrekt øget.

Udvalgte sekvenser af optagelserne blev analyseret med hensyn til styrken og varigheden af signalerne. Signalet blev filtreret, så baggrundsstøjen blev undertrykt, og lydene blev opdelt. Dernæst blev de egenskaber fundet, som kan anvendes til at adskille uinteressante lyde fra skrig. I første omgang blev egenskaberne ”styrke” og ”varighed” benyttet.

Det blev på baggrund af forundersøgelsen besluttet at producere en prototype-alarm, der kunne benyttes i forbindelse med en egentlig test under realistiske forhold.

Figur 1.	Indretning af drægtighedsstalden med ESF, hvor alarmen blev afprøvet.

Udvikling af prototype-alarm

Prototype-alarmen, der skulle detektere skrig, var enten indstillet til kalibrering, hvor centrale parametre blev tilpasset den enkelte stald eller til analyse, hvor lydbilledet blev overvåget løbende.

For at gøre alarmen mere robust blev der indført forskellige alarmniveauer. De kritiske toppe var det laveste alarmniveau. Hvis der blev detekteret et vist antal kritiske toppe (fx 10) indenfor 10 sekunder, blev det betegnet som en alarm på mellemste niveau. Det højeste alarmniveau, hvor systemet skulle foretage en handling, blev nået efter et vist antal mellemniveaualarmer indenfor 3 minutter. Dermed kom der kun alarmer efter en længere periode med ekstreme lyde og falske alarmer blev reduceret til et minimum.

Afprøvning af alarmen

Afprøvning af alarmen var godkendt af Dyreforsøgstilsynet (sag nr. 2004/561-887). Afprøvningen foregik i en besætning med ca. 450 årssøer og elektronisk sofodring (ESF). Foderdøgnet begyndte kl. 17. Stalden var indrettet med store redekasser med strøelse og med spaltegulv i størstedelen af aktivitetsområdet. Foderstationerne var af fabrikatet SKIOLD Echberg A/S. Staldens indretning fremgår af figur 1.

I forbindelse med afprøvningen af alarmen blev der etableret et separationsareal på 40 m² i gangarealet mellem to stier (figur 2).

Figur 2.	Forsøgsopstilling i forbindelse med test af alarm. Søerne, der blev separeret fra, kom fra stien til venstre. Øverst i billedet kan mikrofoner, kameraer og temperaturfølere ses.

For at kunne måle temperatur, lyd og billeder blev der opsat følgende udstyr i forbindelse med afprøvning af alarmen:

• 4 mikrofoner
• 4 IP-kameraer (2 kameraer i ca. 6 meters højde, 2 kameraer i ca. 2,5 m højde)
• 3 temperaturloggere (1 logger til rumtemperatur, 2 loggere til overfladetemperatur)

Afprøvningen foregik over tre foderdøgn i besætningen. I løbet af det første og det sidste foderdøgn blev der gennemført en almindelig separation af søer fra stien. I det mellemliggende døgn blev der gennemført en forsøgs-separation af søer, hvor der gradvist blev lukket søer ud i separationsarealet.

I forbindelse med forsøget blev der kun separeret søer fra, som var midt i drægtigheden og i ”god fysisk” form. Under og efter forsøget blev søernes velbefindende overvåget af en svinefagdyrlæge fra Landsudvalget for Svin.

Forsøgsopstillingen fremgår af figur 3.

Figur 3.	Placering af mikrofoner (M), kameraer (KA) og temperaturfølere (IR-T og R-T) i forbindelse med test af alarmen. Højde (i meter) over gulv er angivet ved H.

Som det fremgår af figur 4-6 blev separationsstien langsomt fyldt. Foderdøgnet begyndte klokken 17, og klokken ca. 21 var der 20 søer i separationsarealet svarende til anbefalet belægning. Forsøget fortsatte til, der var 40 søer i arealet svarende til 1 m² pr. so. På dette tidspunkt blev søerne vurderet til at være under stor belastning, og forsøget blev stoppet. De søer, der først var lukket ind i separationsarealet var på det tidspunkt udmattede og passive. De resterende søer var meget urolige. Denne uro resulterede i vulvabid på enkelte søer. Det blev vurderet, at alarmen allersenest skulle være udløst på dette tidspunkt.

Efter forsøget var det nødvendigt at aflive tre søer, som følge af den belastning de havde været udsat for.

Figur 4.	4 timer efter separationen blev påbegyndt (klokken ca. 21) var der 20 søer i separationsarealet. Dette svarer til den anbefalede belægning på 2 m2 pr. so.

    

Figur 5.	5 timer efter separationen blev påbegyndt (klokken ca. 22) var der 30 søer i separationsarealet. Dette svarer til en belægning på 1,3 m2 pr. so.

    

Figur 6.	6 timer efter at separationen blev påbegyndt (klokken ca. 23) var der 40 søer i separationsarealet. Dette svarer til en belægning på 1 m2 pr. so. Afprøvningen blev herefter stoppet uden, at alarmen var aktiveret.

Lydbilledet

Lydoptagelser fra de første 4 timer af forsøgs-separationen (fra klokken 17-21) blev benyttet til at kalibrere alarmen. Optagelserne fra den resterende del af forsøget blev analyseret med de kalibrerede parameterindstillinger. Figur 7 viser tidsintervallerne mellem fem på hinanden følgende mellemniveaualarmer for to analyserede perioder (forsøgs-separationen og en normal separation). Alarmen var altså indstillet til at give en højniveaualarm, hvis der var 5 mellemniveaualarmer i løbet af 3 minutter. Grænsen for højniveaualarmen er angivet med en rød linie.

Figur 7.	Hvert af punkterne viser tidsintervallet mellem fem på hinanden følgende mellemniveau alarmer. Den vandrette linie angiver grænsen for, hvornår der gives en højniveaualarm – dvs. hvis der gives 5 mellemniveaualarmer i løbet af 3 minutter svarer det til en højniveaualarm. Det ses, at der er 4 højniveaualarmer i løbet af separationsforsøget og en ved normal separation.

Som det ses af figur 7, gives der i løbet af separationsforsøget fire højniveaualarmer (cirkler under den vandrette linie), hvor den første kommer klokken ca. 21.30. Desværre kommer der også en falsk alarm i den normale separationsperiode (stjerne under den vandrette linie).

Generelt er det tydeligt, at der er længere mellem mellemniveaualarmerne ved den normale separation i forhold til forsøgs-separation. Dette er en indikation af et mere støjende lydbillede under separationsforsøget. Det vurderes dog, at der vil være andre situationer, hvor lydbilledet er ligeså støjende som under forsøgs-separationen. Umiddelbart er det altså ikke muligt at anvende lydbilledet (skrig) som en indikator for søer i nød i forbindelse med separation.

Temperaturmålingerne

Figur 8 viser rum- og overfladetemperaturen i løbet af den simulerede situation. Det ses, at specielt overfladefølerne (IR-følerne) indikerede en væsentlig stigning i temperaturen. Det er dog uvist, hvordan billedet ville have været ved højere udetemperaturer, fx om sommeren. Det kan ikke afvises, at en måling af ændringen i temperaturen, målt som en forskel mellem rumtemperatur og overfladetemperatur, kan være en mulighed i forbindelse med udvikling af en alarm. Dette kræver dog yderligere forsøg.

Figur 8.	Måling af temperaturen under den simulerede ulykke. (ir = overfladetemperatur, varme = rumtemperatur)

     

En simuleret situation viste, at det primært er de søer, der først separeres fra, som lider nød, hvis belægningsgraden i separationsarealet øges ud over de anbefalede 2 m² pr. so. Søer i nød i forbindelse med separation skreg ikke, men var passive. Derfor kan en alarm ikke umiddelbart baseres på ændringer i lydbilledet. I stedet kan der fx arbejdes videre med en alarm, der behandler billeder fra separationsarealet.

Overordnet kan der forebygges ved at have indrettet en separat træningssti, kontrollere indstillingerne i fodercomputeren der vedrører separation samt vedligeholde foderstationerne. Alternativt kan der benyttes farvespray til opmærkning af søer eller opstalde søerne i stabile grupper, hvor separationsfaciliteter ikke er nødvendige.

Nedenfor er angivet materiale vedr. opbygning af skrig-alarm og gennemførslen af testen. Materialet kan erhverves hos forfatteren.

-	Forundersøgelse. Udstyr til overvågning af søer via lydgenkendelse. TNM Consult ApS. 14. januar 2004.
-	Prototype og skrigdetektor til løsgående søer. TNM Consult ApS. 15. juni 2004
-	Dokumentation af simuleret separationsulykke 18.-21. oktober 2004. TNM Consult ApS. 9. december 2004

    
Deltagere
Ingeniør Søren Erbou fra TNM Consult ApS
Landbrugstekniker Roald Koudal, Den rullende Afprøvning, Landsudvalget for Svin
Volontør Jens Vinter, Stalde og Produktionssystemer, Landsudvalget for Svin
Fagdyrlæge Mads Thor Madsen, Ernæring og Reproduktion, Landsudvalget for Svin
    
Afprøvning: 820