水质监测与采样一体化无人船设计与试验

良好的水体水质是池塘健康养殖的基础,为了实现监测和采样的自动化,设计了一体化无人水质监测船并进行了性能试验。兼顾水质监测与采样需求,对船体结构进行设计,考虑承重和稳性对船舱传感器与采样、电源与控制盒、水样采集瓶功能区进行布局设计,基于双螺旋桨差速驱动模型融合GPS和姿态传感器开发了自主巡航控制系统,应用物联网技术集成水质采样控制系统和水质监测数据平台。综合试验结果表明：无人船行驶轨迹准确,监测点位最大偏差量为1.49m,最小偏差量为0.39m,平均偏差量为1.003m;监测及采样功能稳定,可实时回传水体的pH值、温度和溶氧数据,6只500mL水样采集瓶能够实现符合国家标准的水下50cm精准取样。研究结果为水产养殖全水面水质监控提供了一种低成本高可靠的实施方案。     

海洋牧场远程水质监测系统设计和实验

水质长期实时监控对于深入研究海洋牧场环境变化和生产力评估具有重要意义,以象山港海洋牧场基本海况为依托,设计了一套海洋牧场远程水质监测系统。系统根据海洋牧场的环境特点,针对性地选取了需要检测的溶解氧、浊度、温度、pH等关键水质参数,进而确定下位机各个模块的设计;设计了配套的浮标以承载传感器、电源、太阳能板等设备;使用C语言编写了网络通信程序,并且设计了一套终端监控软件,方便用户查看当前水质状况以及查询历史数据。在上海海洋大学镜湖中进行的6个月的实验结果表明,系统能够按照设定程序上传水质数据,可以通过互联网进行远程访问并由终端监控软件直观地显示,说明了整个系统工作的有效性。     

海洋牧场环境信息综合监测系统的设计与实现

为实时掌握海洋牧场环境参数的动态变化和养殖生物的活动状态,采用海洋环境因子及水下影像采集和传输技术,以自制浮标平台为载体,在有效解决多路传感器数据并行采集及远程传输、水下摄像头承载装置的防水密封、水下影像数据远程传输等关键技术的基础上,研发了海水养殖环境信息综合监测系统。结果表明:该系统同时调用多个串口进行数据采集,能保证在一个时间节点上多参数水质数据的及时采集和准确性;采用丁腈橡胶材料构成的压紧螺母式电缆密封装置能有效防止海水的渗漏和腐蚀;解码板的分辨率设置为QCIF或者CIF模式,最大码率设置为120 kbps,帧率设置为8~15时,图像的流畅和清晰度较为适中。研究表明,该系统可用于海洋牧场水环境因子监测和水下养殖生物实时监测。     

油菜直播机组无人播种作业远程监测系统设计

为解决油菜直播机组无人播种作业过程中田间播种质量信息难以实时直观展示的问题,本研究以雷沃804拖拉机及其搭载的2BYQ-8型气送式油菜直播机为试验平台,设计一套油菜直播机组无人播种作业远程监测系统。该系统由油菜直播机组无人播种作业平台、无人播种作业数据采集系统和播种质量监测云平台三部分构成,通过对雷沃804拖拉机档位、离合、动力输出装置（power take off,PTO）、悬挂机构进行电控液压改装,设计相应控制策略实现直播机组的无人播种作业;利用车载路由器组建播种监测终端和车载计算机之间的局域网,实现对播种数据与导航数据的融合同步,并通过网络连接传输给云平台进行数据存储与实时展示;云平台计算播种质量数据及其对应的田间位置数据,基于网页端高精度地图生成田间作业区域的播种状态图。结果显示,直播机组无人播种作业段横向平均偏差0.037 m,最大偏差0.125 m,电控液压改装系统运行稳定、可靠,满足直播机组无人作业要求,4G网络条件下,云平台通信最大数据传输时延不超过100 ms,云存储数据完整无遗漏,各播种通道田间播量检测准确率不低于96.16%,满足远程监测系统实时性和准确性要求。研...     

绿色渔业视角下推动舟山海洋牧场建设的研究

近年来中国海洋环境受污染严重,且人为破坏渔业资源现象时有发生,水域荒漠化现象严重,进一步遏制了中国海洋渔业的发展。中共十九大以来,绿色发展理念一直指导着各行各业的发展,发展“绿色渔业”已成为中国海洋渔业工作的关键一环。海洋牧场对海洋生态环境的修复以及恢复渔业资源的影响日趋显著,也推动着蓝色海洋绿色、可持续发展。浙江省积极出台相关文件,促进浙江海洋牧场的发展,为浙江地区海洋牧场的发展提供了强有力的支持。以舟山海洋牧场为重点研究对象,从其发展现状中找出开发模式、技术基础、管理经验和资金政策等方面存在的问题,并从绿色渔业视角提出了促进舟山海洋牧场可持续发展的对策建议。     

中国渔业资源声学评估研究与进展

中国现代水产业的快速发展是建立在渔业资源可持续利用基础上的。近年来,随着中国渔业资源声学评估技术水平的提高,对精准把握渔业资源现存量和制定合理有效的捕捞计划起到了重要的作用,同时也为海洋牧场和淡水大水面合理制定鱼类增殖放流计划提供了强有力的技术支撑和保障。本文在简述渔业资源声学评估发展历程和渔业资源声学技术的基础上,综述了近年来中国在渔业资源声学评估领域的研究现状,包括远洋、极地、陆架海域和淡水水域的渔业资源声学调查评估,相关重要经济鱼类目标强度,以及渔业资源空间统计分析等,并针对国内目前研究中存在的不足,提出无人平台声学调查技术和高性能声学装备研发,以及中国多鱼种声学散射目标库建设等未来重点研究方向,以期为中国渔业资源声学评估研究与技术应用提供科学参考。     

基于WebGIS与北斗/GPS的放牧监测系统

现有的牧群追踪系统仅实现了牧群位置实时显示、历史轨迹查询和围栏报警功能,已无法满足草地畜牧管理部门对于牧场放牧强度和牧群采食情况监测等功能的更高需求。针对上述问题,结合草地科学理论与空间分析方法,提出基于放牧时空轨迹数据的牧群采食量分布模型和牧场放牧强度监测方法。在已建立的物联网位置服务平台基础上,集成Web GIS空间分析技术与可视化技术,建立了物联网牧群轨迹数据采集与Web GIS时空数据分析的放牧监测系统。系统实现了牧群位置地图显示、牧场放牧强度监测、牧群采食量分布监测3个功能。以新疆天山北麓牧场为案例对系统进行了应用分析,结果表明,系统能有效地实现牧群位置信息、牧场放牧强度信息、牧群采食量分布信息的动态监测,可为相关管理部门对放牧信息的监测提供技术支持和数据支撑。     

天津市大神堂海洋牧场海域人工鱼礁区声学初步调查

人工鱼礁是一种设置在水中的人工构筑物，能够为鱼类等水生生物的栖息、生长和繁殖提供必要和安全的场所，达到保护增殖生物资源和修复栖息地的目的。在鱼礁建设阶段和完成的评估工作中，传统方法难以对大规模的人工鱼礁形成宏观监测。本研究利用侧扫声呐、多波束测深、差分GPS信标机空间定位和GIS软件数字化相结合的声学方法，开展了天津大神堂海洋牧场人工鱼礁区声学调查，解决了常规方法无法在水下对人工鱼礁进行监测的难题，首次在天津大神堂海洋牧场海域获得了人工鱼礁的空间分布细节信息。结果表明：人工鱼礁的分布比较密集，保存现状较好，大多数礁体呈现竖置状态，位于海床表面以上；全部位于海洋牧场既定范围之内，未发生迁移；人工鱼礁对牡蛎的增殖效果非常明显，验证了人工鱼礁建设对牡蛎礁的修复作用。侧扫声呐和多波束测深等综合声学技术解决了在浅滩淤泥质海域水体能见度低难以开展大规模的人工鱼礁精准监测等难题，是海洋牧场建设效果评估方法的补充与完善。研究成果可有效应用于渤海湾海洋牧场建设效果评估。     

船载投饵装置平衡抖料系统设计与试验

针对船载虾塘投饵装置直接搭载传统投饵机导致破碎率高、下料过程中船体重心偏移大影响螺旋桨吃水深度等问题,设计了一种船载专用投饵装置平衡抖料系统。该系统利用电机带动偏心轮转动产生周期变化的高低差,通过多个支撑架复合式作用使饵料箱体整体平衡抖动,保障均匀下料的同时降低饵料破碎率;采用系统固定支点位置可调的整体抖动下料方式,实现较长距离无损饵料输送,解决了投喂过程船体因重心位置变化大导致尾部驱动部分吃水线变化幅度过大的问题,使得螺旋桨驱动效能更加稳定。通过抖料系统机构数学模型,获得了振动系统最优偏心量;采用力矩平衡方程进行了抖料装置支架最佳点位置分析;开展了电机能耗测试以及转动支架与料箱坡角设计。计算分析得：当偏心量为1.2mm,支点位置（-40,0）时,以额定转速2600r/min直流电机作振动源电机,实际工作功率低于80W,下料速率接近均值1.63kg/min。现场试验表明：与料箱置于尾部相比,船体驱动部分满载和空载吃水变化由10.2cm减小为7.3cm;该投饵装置正常工作速度平均1.03m/s,下料均匀,破碎率低。该系统适应于现场环境,生产和维护成本低,结构简单可靠,便于推广应用,具有较高的实用价值。     

大亚湾海洋牧场低碳渔业生产效果评价

以基于人工鱼礁为构建主体的大亚湾海洋牧场为研究实例,以2007年4月和2009年5月调查数据为基础,研究了海洋牧场在资源养护和提高海域碳汇能力等方面的作用。结果表明,人工鱼礁型海洋牧场建设提高了海域浮游生物和底栖生物的栖息密度以及渔业资源的数量和质量,底栖生物和游泳生物的生物多样性指数增加,渔业资源优势种中的优质经济鱼类的数量增加。根据海域叶绿素浓度的提高进行计算,海洋牧场建设使海域碳汇增加了937.40kgC,相当于3.44tCO2。如果同时考虑通过渔业生物收获从海域中移出碳而增加的海域碳汇能力,则其起到的海域碳增汇能力将更高。本研究的结果表明,海洋牧场是一种环境友好型、可持续发展的低碳渔业生产模式,有利于水生生物资源养护和增殖,也是生物碳汇扩增的科学途径。     

海洋牧场智能化浮式聚鱼装备研发与现场试验

海洋牧场是减缓我国近海渔业资源衰退,实现可持续利用的重要抓手,鱼类行为控制是海洋牧场高效运行的四大关键技术之一。为满足海洋牧场系统化渔业生产和管理的需要,研制了一种可业务化运行的智能化浮式聚鱼装备。该装备以无线网桥为通信核心,运用继电器组分别控制水下监控系统、声音驯化系统、定量投饵系统、传感器等,解决了开放式海域鱼类行为的驯化与控制问题。为解决驯化中出现的自相残杀和鱼类生长的"马太效应",研发了柔性分级驯化栅,通过使用前后效果的对比分析发现能够明显提高驯化效果。所研发装备在象山港海洋牧场以黑鲷为对象进行了全过程试验,针对核心区和周边三个对比区进行了长周期调查,现场试验结果表明了其有效性,能够有效提升鱼类行为控制水平,为最终实现海洋牧场的高效运行提供了坚实支撑。     

论辽宁省海洋牧场建设

根据辽宁省的实际情况,分析海洋牧场建设在辽宁省优化产业结构、保护海洋生态环境等方面的重要性。在此基础之上,探讨辽宁省海洋牧场建设的总体思路,提出基本建设原则,论述辽宁省海洋牧场建设的重点任务,提出保障措施,以为发展海洋牧场提供参考。     

一种半潜式无人艇的设计

为了动态检测海洋、湖泊的水文数据,设计一种半潜式无人艇。基于模块化的设计思想,该半潜式无人艇分为下潜主艇体、水面浮体、控制舱和升降机构等4个功能模块。下潜主艇体的结构设计成双体,由左、右两个下潜艇体组成,每个下潜艇体外形呈鱼雷状,根据功能要求分为导流罩、传感器舱1、电池舱、传感器舱2和电机舱等5个功能模块;水面浮体的外形为船形,控制舱嵌入其中;升降机构采用步进电机和丝杆,调节主艇体的下潜深度。基于已经设定的半潜式无人艇的主尺寸,对半潜式无人艇进行稳性校核。利用FLUENT软件分析模型阻力,计算所需功率,选配合适的电机。水池实验表明,设计的半潜式无人艇在水中的姿态稳定,具有前进、改变主艇体的下潜深度等功能。     

广东省海洋牧场发展现状、问题与对策

【目的】健全的农业保险体系对规避或分散农业经营风险、推动农业现代化发展起着重要作用, 探究农业保险与农业现代化之间的耦合协调以及灰色关联性,对加快实现农业高质量发展至关重要。【方法】 基于 2010—2019 年山东省农业保险与农业现代化的相关数据,运用耦合协调度模型,揭示两大体系之间的耦合 互动关系,并采用灰色关联法分析农业保险对农业现代化发展的影响。【结果】山东省农业保险和农业现代化 的综合发展指数均呈上升态势;农业保险与农业现代化的耦合协调程度由严重失调逐渐趋好到优质协调状态, 耦合度由 2010 年的 0.329 上升至 2019 年的 0.875,改善明显;农业保险体系各指标与农业现代化总体指标的灰 色关联度较高,均在 0.7 以上,其中农险保费收入在财产险保费收入的占比、农险保费收入深度以及农险保费收 入与农业现代化的关联性较高,是主要的影响因素。【结论】提出完善市场化的农业保险机制和提升服务管理 水平、加大农业保险宣传力度和扩大农险覆盖面、推动农业保险与农业现代化融合协调发展等对策建议。     

广东省海洋牧场发展现状、问题与对策

采用文献查阅、海域实地调查相结合的方法,总结国内外海洋牧场的发展与现状,分析广东人工鱼礁、增殖放流和国家级海洋牧场示范区的建设历程,海洋牧场相关产业的发展现状和存在问题。广东建有50座生态型人工鱼礁区、3个大型人工鱼礁示范区、1个地方人工鱼礁区和15个国家级海洋牧场示范区,合计海域面积1 499.68 km²,建造投放礁体200.4万空m³。目前广东海洋牧场存在管理机制不完善、发展理念和认识不统一、用海海域权责不清、建设技术标准和规范缺乏、科技化程度低、产业化开发受限等问题。基于此,提出广东海洋牧场发展的对策：坚持生态优先,加强多部门统筹协作;创建有利于市场化运作的管理模式;突破海域权属问题;建立广东海洋牧场建设技术标准体系;加强广东海洋牧场建设的基础和关键共性技术研究;因地制宜建立广东海洋牧场产业化模式。了解广东海洋牧场的发展现状,借鉴国内外相关经验探究海洋牧场产业的发展对策,可为广东海洋牧场有效管理、高效可持续开发,以及实现广东海洋牧场三产融合发展提供参考。     

近海中上层柔性浮鱼礁设计与应用

当前我国海洋牧场建设、栖息地改造主要通过底层鱼礁进行,从产生营养物质上升流、饵料场和产卵场及生物链的角度未充分利用整个水体空间,导致效能不能发挥到最佳。为解决这一问题,针对我国东海近海海域海况和生物特性研发了能与底层人工鱼礁协同工作的中上层浮鱼礁。从改善流场、自身体积保持等角度设计了四层网格式柔性浮式鱼礁,进行了浮力、重力及抗浪流能力的校核计算,确定了锚系技术方案及水下效果监控方法。在象山港海洋牧场进行了布放,实际效果测试表明所设计的浮鱼礁可以有效改善区域流场,在最高潮和最低潮时均可保持竖直方向的拉伸状态,最大潮流速度时倾斜角度不超过20度,现场多批次调查及水下视频监控效果显示所研发的鱼礁能够与底层鱼礁协同工作,投放2个月后有鱼类稳定地出现在浮鱼礁周围,取得了良好的效果。