中图分类号：TP311.5 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2025）08-0152-05
Abstract： The management of horse passports is an important task in the informatization process of Xinjiang horse industry，and designing areasonable horse passport and managing itthrough informatization areof particular importane. However，intheexisting passortmanagementtask，thereareproblemssuchasuneasonabledesignofpassportcontent，lack ofanti-counterfeitingdetectionmethods，absenceofaninformatizationmanagementplatform，andthenecesityofmanually drawing the appearance characteristicsof horses.To solvetheabove problems，the horse passport is redesigned to make its contentmore inline withthe needsofXinjiang horseindustry.Thefunctionofautomaticallygeneratingpassports iscompleted throughtheinformatization management platform，andauniquepassport numberis generated foreach passport.Inadition， theautomaticrecognitionanddrawingofhorsecharacteristicsareachievedthroughArtificialInteligencemethod.Theabove informatization management methodofhorsepassports notonlygreatly improves the sientificand intellgent levelsof horse management， but also injects new momentum into the modernization of animal husbandry.
Keywords： Xinjiang horse industry; passport management; appearance characteristics; inteligent recognition
0 引言
新疆的马产业发展主要集中在以下几个方面：优质马种养殖，如新疆马、伊犁马等；赛马赛事，新疆各地经常举办各类马术比赛和赛马活动，推动了马术运动在该地区的发展[。这不仅促进了当地马匹的培育，也提升了该地区的体育、旅游等行业。这些产业的发展为当地农民提供了就业机会，也丰富了当地经济的多样性[2]。马业信息化能够提升马匹养殖和管理的效率，加强对马匹品质的监控和管理，拓展马业产品的销售渠道，促进马业产业链的协同发展[3]，为新疆马业的长期健康发展提供有力支撑。
在国际间交流和贸易中，马匹护照是必不可少的，它证明了马匹的合法身份和健康状况，为跨境交易和参加国际比赛提供了便利[4。此外，护照还有助于疫病的防控与管理，保障马匹健康和公共卫生安全。在赛事管理方面，护照也是必备文件，确保了比赛的公平性和参赛者的安全。因此，马匹护照在马匹管理、国际交流、疫病防控、赛事管理和行业规范化等方面扮演着不可或缺的重要角色[5]。
马匹护照为完整记录马匹信息，由新疆维吾尔自治区马业协会颁发，用以确定马匹身份的证件，马匹护照是证明马匹身份的唯一依据。整体设计上，护照采用系统化布局，以确保信息的完整性和可追溯性。首页包含马匹的基础信息，如马名、出生日期、毛色、出生地、性别、父母信息、品种、育马者、马主以及护照的签发信息。此外，还包括芯片号、烙印号和登记册参照页等识别细节。
护照中还包含马匹的外貌特征描述和附蝉描图，要求特征描述与附图一致，以便于识别。血统系谱部分详细记录了马匹的家族背景，有助于了解其遗传信息。马主变更登记、马名变更登记和马匹鉴定记录等部分，用于记录马匹所有权和身份的变更。
此外，护照还包含种用性能测定记录、繁殖记录、参赛记录和药物检查记录等，这些记录有助于马匹的管理和健康监测。整体而言，马匹护照的设计旨在为马匹提供一个全面、详细的身份证明，确保其信息在不同场合下的准确性和一致性。
马匹护照中的数据来源于马品种登记平台，由马业协会统一生成护照，护照采用A5印花纸张印制，封面使用透明材料可以清楚看到首页信息，背面采用深绿色皮质材料，上面印有马业协会Logo，为确保平台的数据准确性平台的数据由马主和马业协会登记官录入，马业协会审核。本文主要介绍护照首页中的唯一护照编号生成算法、二维码防伪标志，外貌特征及描图的智能化绘制和护照信息化管理系统的使用。
1 护照设计
马匹基本信息页不仅记录着马匹的基本信息还担任着防伪的功能，为马匹提供了独一无二的身份标识，其右上角的二维码由系统中的数据生成，承担着防伪的作用，如图1所示。
1.1 马匹护照编号
1.1.1 马匹护照号生成规则
护照编号在护照生成过程中首先对马匹出生地区进行验证，由国籍到省区生成编号，再由马匹出生年度、品种、用途进行编号，最后由该地区、该年度、该品种、该用途的马匹顺序生成顺序号，并对第4位至第18位号码进行相关计算生成校验码，由计算机根据护照编号的组成原则自动生成，护照编号由十九位数字组成，如图2所示，各位数字的含义如下。
图2护照编号组成示意图1）护照编号中的国际代码（护照编号的第1位至第3位）：国际代码英文缩写表示，其中CHN代表中国，AUS代表澳大利亚，GER代表德国，KAZ代表哈萨克斯坦，RUS代表俄罗斯[]。
2）护照编号中的省区代码（护照编号的第4位至第5位），使用国家标准的省区代码，如新疆是65，河南是41。
3）护照编号中的年度代码（护照编号的第6位至第9位）：年度代码为马匹出生年度4位数字组成，如2024年的年度代码为2024。
4）护照编号中的品种代码（护照编号的第10位至第11位）：马匹品种主要有五种，其中01代表哈萨克马，02代表巴里坤马，03代表焉耆马，04代表柯尔克孜马，05代表伊犁马。
5）护照编号中的用途代码（护照编号的第12位）：马匹的用途主要有10类，例如1代表肉用，2代表骑乘，3代表种用，4代表驮用，5代表乳用，6代表驿用，7代表驿用与骑乘，8代表速度，9代表速步，A代表耐力。
6）护照编号中的顺序号（护照编号的第13位至第17位），顺序号由该地区、该年度、该品种、该用途的马匹顺序生成。
7）性别（第18位），第18位奇数为公马，偶数为母马，X为骗马。
8）护照编号中的校验代码（护照编号的第19位）：由第4位至第18位进行计算后自动生成。
1.1.2校验位计算方法
校验代码由第4位至第18位进行计算后自动生成，MOD-11校验算法。
1）将护照编号从右至左开始标记为 
，…， 
，其中 
即为校验码。
2）使用式（1）计算权重系数，其中 i 值与相应的计算结果如表1所示。
表1 i 与 W 的值
3）使用式（2）计算加权和：
4）使用式（3）计算校验位，如果校验位为10则用 X 表示。
1.2 防伪二维码设计
Segno是一个由Python编写用于二维码生成与解析的库，使用Segno将马匹的护照编号、名称、性别、毛色、出生日期及芯片号写入防伪二维码中，在使用二维码扫描工具进行扫描时可鉴别护照真伪。
2外貌特征及描图智能绘制
马匹外貌别征主要分为3个部位，分别为头部、躯干和四肢。头部区域外貌别征主要根据马匹面部白色区域的形状与大小区分，分为小星、大星、大星、鼻端白、额霜、断流星、细长流星、长广流星、鼻端白和白面[。躯干区域外貌别征主要是马匹左侧的烙印号[8]。四肢区域外貌别征是由腿部底部的白色区域的大小决定，由小到大可分为：冠白、系白、球节白、1/3管白、1/2管白、2/3管白和管白[。
由于毛色相近、体型差异较小的马匹之间较难区分，因此在马匹护照中，不仅需要文字登记马匹较为显著的部位特征，而且需要相关的特征图示，登记部位主要为四肢、躯干、头部、颈部。登记方式为在有特征区域用红色描红。
2.1 马匹外貌别征识别与提取
根据识别算法设计要求，共计需要设计5个分割模型，分别为马匹（horse）、部位（part）、烙印（body-feature）、腿部别征（limb-feature）、头部别征（head-feature）。
2.1.1 数据筛选
为解决数据集中质量参差不齐的问题，进行了数据筛选。从初始12000张图片中去除遮挡较多、光线较暗及像素质量不佳的图片，筛选出8720张高质量图片[10]
2.1. 2 数据标注
为分割出马匹的轮廓、面部别征、躯干别征，四肢别征，使用多阶段标注方法。使用LabeIMe工具进行多边形标注，详细标注马匹的轮廓、各分割部位和别征位置，确保数据的精确性。标注过程分为三步：标注整马，马匹部位分割，标注别征，如图3所示。
图3图片标注2.1.3 模型训练
为自动识别出马匹轮廓、烙印、面部和四肢的别征，采用多模型训练的方式。使用MaskR-CNN和YOLOv8n-seg分别训练了5个模型，分别是马匹模型、部位模型、腿部别征模型、烙印模型和头部别征模型。
在相同训练集和测试集上进行性能评估。以马匹（horse）模型为例，最终发现YOLOv8n-seg在参数量和浮点运算量保持不变的情况下，精确率提高8 . 5 % ，召回率提高 9 . 7 % ，具有显著优势[]，如表2所示。
表2模型结果对比2.2 马匹外貌别征绘制
使用DjangoRESTFramework实现接口，接收马匹的前、左、右视图及唯一芯片号，通过上述训练模型识别马匹的相关别征并将识别后的马匹别征数据绘制于指定护照的马匹外貌别征图片上，还可以使用前端绘图工具对识别出的图片进行修改，当生成电子马匹护照时，将在护照的马匹外貌别征及描图页显示该图片。在识别过程中采用模型预加载模式，将单次识别速度从7秒缩短到1.5秒，自动识别和标注效果图4、5所示。
图4马匹的前、左、右视图及芯片号
图5识别后的效果3 马匹护照管理的实现
当某匹马在“马匹登记”系统中通过了协会登记官添加信息并通过审核后，该马匹的护照由马业协会生成，马主填写完邮寄地址由马业协会进行邮寄、登记官和畜牧总站可以对护照信息进行查看[12]。
3.1 基本信息管理
护照管理中马主、协会登记官、畜牧总站和马业协会拥有的共同主要的功能有排序、查询、站内信，如图6所示。
图6护照管理3.1.1 排序功能
进入到“护照列表”页面，可以通过生成日期、登记日期，马名、马主、RFID等进行排序，正在排序的列顶部会出现红色箭头。
3.1.2 查询功能
按RFID查询：输入马匹RFID，或者部分数字进行模糊查询。按马名查询：输入马名，或部分马名进行模糊查询。组合查询：输入或者选择查询条件（品种，性别，登记年度，马主，进度，地址填写，生成日期）等可进行组合查询，其中：马主为模糊查询，进度是护照是否生成，地址填写是是否填写护照邮寄地址。
3.1.3 站内信功能
当马匹信息通过登记委员会审核后，或者登记委员会下载该马匹的护照后，将给马主发送一条站内信，要求马主在邮件发送30天内填写护照邮寄地址。当马主填写完护照邮寄信息后会自动向登记委员所有用户发送一条已填写邮寄地址的反馈信，且在页面中会出现气泡框显示马主地址填写情况。
3.2 护照相关操作
3.2.1 护照预览
点击图7中的“预览”按钮，即可在浏览器中预览对应马匹的护照。
图7护照预览3.2.2 护照下载
护照下载分为单个护照下载和批量护照下载，点击“护照”按钮，即可下载对应马匹的护照。点“护照批量下载”按钮，将弹出对话框，在对话框中粘贴需要生成护照的马匹RFID（RFID之间用回车符分割），即可批量下载对应马匹的护照，考虑内存问题建议一次下载数量不超过50个马匹护照，如图8所示。
图8批量生成护照4结论
新疆的马产业发展受益于科技的进步和现代管理的引入，可以更好地进行种马养殖、赛马运动、马匹竞拍等工作，提高了马匹的生产效率和质量。本文从马匹护照生成规则、马匹外貌别征智能识别与绘制以及马匹护照管理三个方面对新疆马业信息化进行了深入探讨。
首先，在马匹护照生成规则部分，详细描述了护照编号的组成及生成流程。护照编号共由19位数字构成，包括国际代码、省区代码、年度代码、品种代码、用途代码、顺序号、性别及校验码，通过合理设计，确保了护照编号的唯一性和规范性。
其次，在马匹外貌别征智能识别与绘制部分，采用了人工智能方法对马匹的外貌特征进行自动识别和标注，实现了高效准确的别征识别和绘制，大幅提升了马匹登记效率和准确率。
最后，在马匹护照管理方面，开发了系统化的管理平台，实现了马主、协会登记官、畜牧总站及马业协会对护照信息的查询、排序、预览和下载等功能，同时支持数据的导出和批量操作。这不仅提高了管理效率，也为后续的马匹追溯和管理奠定了信息化基础。
马匹护照管理的信息化实现，不仅提高了马匹管理的科学性和智能化水平，还为新疆马业的现代化发展提供了坚实的技术支撑。未来，通过持续的科技创新和国际交流，新疆马业有望在更广阔的舞台上实现更大的发展。
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作者简介：张书豪（2002—），男，汉族，河南周口人，本科在读，研究方向：农业信息化；通信作者：赵新苗（1990一），女，汉族，山东菏泽人，实验师，硕士，研究方向：农业信息化；迪力夏提·多力昆（1993一），男，维吾尔族，新疆喀什人，硕士，研究方向：农业信息化；赵涛（1989—），女，汉族，甘肃武威人，讲师，硕士，研究方向：农业信息化。
