渔业现代化

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一种低功耗水产养殖水质监测系统设计方法

蔡向科，高振斌，范书瑞

2018, 45(4): 1.

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为解决现有水产养殖水质监测系统中功耗高、节点能量有限的问题，设计了一款低功耗水产养殖水质监测系统。对于无线检测节点，主要采用周期自适应调节算法减少数据发送次数和功率自适应调节算法降低功耗；对于检测网关，主要采用NB-IoT技术来降低无线传输功耗和搭载FreeRTOS实时操作系统提高CPU利用率的方式降低功耗。通过试验测得，在不丢失重要变化数据的条件下，采用周期自适应调节算法与采用固定周期15 min和30 min相比，数据发送次数分别减少了140%和20%；在满足系统要求丢包率的条件下，采用功率自适应调节算法的节点要比采用固定发射功率4 dBm的节点功耗降低9.5%~42.5%。结果表明，本系统具有功耗低、稳定性高、远程控制灵敏的特点，具有较高的应用价值。

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基于粒子群的模糊神经网络池塘溶解氧预测研究

赵景波，薛秉鑫

2018, 45(4): 8.

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溶氧是水产养殖中的一项重要指标，与水产品生长有着十分密切的关系。为准确预测养殖池塘的溶氧量，降低水产养殖风险，提出基于小波包分析和粒子群算法优化模糊神经网络的组合预测模型。首先使用小波包变换对采集的原始信号进行消噪处理，然后将处理后的逼近信号分为训练数据和测试数据，利用训练数据对模糊神经网络进行训练，并使用粒子群算法对网络参数进行优化，最后利用测试数据进行溶氧预测并检验预测模型的性能。通过对比试验，分别证明了粒子群算法和小波包变换的有效性：预测溶氧值时，基于小波包变换，粒子群算法与BP算法相比，误差指标均方根误差（RMSE）、平均相对误差均值（MAPE）和平均绝对误差（MAE）分别降低了22.75%、3.97%和22.86%；基于粒子群算法，有小波包变换和无小波包变换相比，三项指标分别降低了16.82%、3.36%和16.65%。研究表明：小波包分析和粒子群算法可提高预测精度，该组合模型可对溶氧进行有效预测。

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罗非鱼池塘循环水槽养殖初探

阴晴朗,2，罗永巨1，2，郭忠宝2，肖俊2，周毅2，王志芳2

2018, 45(4): 15.

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为探究罗非鱼在池塘循环水槽养殖模式下的养殖效果，于2017年开展池塘循环水槽养殖试验。3条水槽分别投放吉富罗非鱼鱼种19 950尾、34 713尾和40 166尾，规格为(3.5±0.11) g；水槽外池塘投放鳙鱼鱼种700尾、罗氏沼虾苗13.3万尾，试验中对养殖系统的水质指标和养殖产量进行分析测定。结果显示：养殖期间水温25.4 ~32.6 ℃，溶氧4.41~7.22 mg/L，pH 7.33~7.94，氨氮质量浓度0.11~2.07 mg/L，亚硝酸盐氮质量浓度0.004~0.107 mg/L，水质指标符合罗非鱼的生长需求；试验共持续165 d，3条水槽产量分别为4 481 kg、8 796 kg和10 632 kg，饲料系数分别为1.19、0.95和0.88，平均产量72.5 kg/m2，水槽外池塘收获罗氏沼虾850 kg和鳙鱼1 300 kg；每公顷产值189 955.7元、利润40 454.7元，投入产出比为1:1.25。研究表明，利用池塘循环水槽养殖罗非鱼在改善养殖环境、提高养殖产量和增加养殖效益方面优于传统养殖模式。

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养殖密度和换水量及频率对凡纳滨对虾生长的影响

马贵范1,2，郭文学3，王玲玲1,2，刘晓燕1,2，刘振华1,2

2018, 45(4): 21.

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在26℃下，将体长（2.089±0.021）cm的凡纳滨对虾饲养在15 L聚乙烯圆形水桶中，设置400尾/m3和800尾/m3 2个密度和5个换水条件（不换水、日换水量20%、日换水量50%、3 d全量换水、5 d全量换水）双因素处理，研究不同养殖密度和日换水条件对水质和凡纳滨对虾幼虾生长的影响，并根据养殖密度、日换水量及养殖天数对自污染因子的影响建立了各污染指标与养殖密度、日换水量及养殖天数的回归关系模型。结果表明：养殖密度和日换水量对水体pH无显著性影响（P>0.05）；水中NO2-- N、NH4+- N及COD浓度均随换水量增大而降低，其中日换水量50%组累积量最低，显著低于其他组（P<0.05）；3 d全量换水和5 d全量换水试验组中，NO2-- N、NH4+- N及COD浓度在换水前达峰值，在换水次日骤降至最低值，然后逐渐升高，如此循环，但仍低于对照组；相同换水条件下，密度400尾/m3时自污染因子浓度均低于800尾/m3组；NO2-- N（Y1）、NH4+- N（Y2）和COD（Y3）浓度指标与养殖密度（X1）、日换水量（X2）及养殖天数（X3）的回归关系模型分别为：Y1 = 0.048-0.002X2-0.001X3；Y2 = 0.163+0.04X1-0.018X2+0.01X3；Y3 = 4.85+0.429X1-0.199X2。研究表明：在养殖密度400尾/m3、换水率50%的养殖条件下，可以保证水体自污染程度最低，凡纳滨对虾生长良好。

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盐碱池塘生态工程化种养系统构建与运行效果评价

朱浩1,2，成水平1，王健2，刘兴国1，来琦芳3

2018, 45(4): 27.

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为解决盐碱地洗盐压碱过程中盐碱水水资源浪费、综合利用率低等问题，针对盐碱地洗盐压碱工艺的特点，设计了一种盐碱池塘生态工程化种养系统。系统由抬田、沟渠、蓄水池、养殖池塘组成，面积比为10:1:2:4。系统中抬田底部铺设打孔暗管，暗管与蓄水池相通，蓄水池为养殖池塘提供养殖补充水体。在灌水量3000 m3/d的情况下，系统中土质、水质检测结果显示：蓄水池水体中盐度、氯化物质量浓度和电导率远高于养殖池塘和排水沟渠；蓄水池和养殖池塘的pH显著高于排水沟渠；蓄水池能有效收集洗盐压碱过程中的盐碱水；抬田土壤中pH、盐度保持平稳，没有出返盐返碱现象；盐碱池塘生态工程化种养系统中养殖水体总氮＜4 mg/L，总磷＜1.3 mg/L，高锰酸盐指数逐渐下降，符合养殖需求。研究表明：与传统洗盐压碱工艺相比，盐碱池塘生态工程化种养系统可提高循环利用灌溉用水2.2~3倍，减少氮、磷排放，有明显的节水、减排效果。

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不同磷质量浓度营养盐对斜生栅藻生长及其碳、氮、磷组成的影响

罗晓霞123，云永超4，李长玲123，张锐123

2018, 45(4): 34.

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为研究不同磷（P）质量浓度营养盐对斜生栅藻（Scenedesmus obliqnus）生长和碳（C）、氮（N）及磷（P）组成的影响，试验通过配制0.0054、0.054、0.54、2.7、5.4和8.1 mg/L共6个不同初始磷质量浓度梯度的培养液组，同时设置无磷BG11培养液为空白对照组。结果显示：斜生栅藻的细胞密度、干重及生长率随着磷质量浓度的增加而增加；斜生栅藻的最佳生长磷质量浓度范围为5.4~8.1 mg/L；磷质量浓度为0.0054、0.054 mg/L时是斜生栅藻的生长限制因子，在磷限制的情况下，斜生栅藻单个细胞个体显著增大；斜生栅藻的C、N、P含量则随着磷质量浓度的升高而升高；在不同磷质量浓度下，斜生栅藻的C:N比差异不大（11:114:1）；C:P比及N:P比随着磷质量浓度的增高而急剧减少。研究表明：不同磷质量浓度对斜生栅藻的生长、藻体的化学组成有显著的影响。

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伊乐藻—螺蛳组合对模拟湖滨湿地水体净化效果的研究

李壮1，张红2，王妹3，杜兴华1，王久新4，蔡新华3，靳坤3，张明磊1

2018, 45(4): 41.

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为研究伊乐藻—螺蛳组合对湖滨湿地的净化效果并探究两者的最优密度搭配，通过不同密度的伊乐藻（100 g/m2, 200 g/m2, 300 g/m2）和螺蛳（120 g/m2, 240 g/m2, 360 g/m2）组合，研究在不同搭配比例条件下，伊乐藻的生长情况、螺蛳的存活率和生长情况。检测了水体中总氮（TN）、总磷（TP）、化学需氧量（COD）、氨氮（NH4+-N）、硝酸盐氮（NO3--N）和亚硝酸盐氮（NO2--N）的质量浓度变化，以及底泥中的TN、TP和COD变化情况。结果显示：伊乐藻—螺蛳组合对水体及底泥中的N、P和COD有很好的去除效果，伊乐藻初始密度为200 g/m2时，净化效率最高。本实验中，各实验组伊乐藻的最终生物量无显著差异，接近于(554.31±29.60)g；螺蛳密度高对COD有更好的去除效果，然而360 g/m2组的密度导致死亡率较高。研究表明：在本实验条件下，伊乐藻200 g/m2，螺蛳240 g/m2是最优密度搭配。

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渔业船联网关键技术发展现状和趋势研究

李国栋，陈军，汤涛林，谌志新，许明昌，吴陈波

2018, 45(4): 49.

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渔业船联网是物联网技术在海洋渔业中的具体应用，建设过程是一个庞大的系统性工程，本文系统地对渔业船联网涉及到的信息采集、传输、存储、处理及安全等关键技术发展现状和趋势进行了分析，明确了多源异构渔业信息采集及智能化渔船构建技术方案，分析了海上无线通信、海洋卫星通信、近海宽带无线和基于MESH的宽带自组网等海上通信技术的现状和发展趋势；结合渔业船联网的需求，阐述了各种通信方式在船联网使用的优缺点；提出基于大数据的海洋渔业数据处理方法；梳理了船联网系统面临的信息安全风险。通过上述分析，为后续渔业船联网系统设计和具体实施奠定基础。

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基于C#.NET的渔业船舶结构计算软件研发

张怡1,2,3，王靖1,金娇辉1

2018, 45(4): 59.

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中国渔业船舶结构设计计算通常依据规范采用手工或Excel计算，针对不同船型主尺度及其所对应的规范条款，需要对每艘渔船重新编制结构计算书。为提高设计人员的计算工作效率，依据原中华人民共和国渔业船舶检验局《钢制海洋渔船建造规范(2015版)》，采用C#.NET+SQL Server进行渔业船舶结构计算软件的研发，预留软件更新升级的功能，使渔船结构设计始终符合最新适用的规范。软件实现了打印与导出PDF格式结构计算书功能，不仅可用于基本结构图等结构图纸设计，亦可直接用于供审图机构审查使用，大大提升了渔船结构设计工作效率。

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南海金枪鱼延绳钓作业参数优化

冯波1,2，龚超1，钟子超1，赵炯刚1

2018, 45(4): 64.

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为了探索南海金枪鱼延绳钓合适作业参数，根据2010年6月至2013年2月8个航次的南海金枪鱼延绳钓探捕调查数据，估算了大眼金枪鱼和黄鳍金枪鱼在不同水层的渔获率，以浮子绳长度hf、两浮子间钩数n和短缩率k这三个作业参数的调整为研究对象，采用最小二乘法来度量不同水层上钓钩分布频率与金枪鱼渔获分布频率的匹配程度。当两者之间的频差平方和达到最小值时，即认为找到延绳钓最适作业结构。结果显示：hf=34 、n=25、k=0.68对捕捞大眼金枪鱼最合适；hf=10、n=14、k=0.71对捕捞黄鳍金枪鱼最合适；两种兼顾时，hf=8、n=27、k=0.69更合适。

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双体钓鱼船结构强度直接计算分析

李国强1，谢永和1，王伟1，周俊霖2，申楠3

2018, 45(4): 70.

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以一艘34.7 m双体钓鱼船为研究对象，结合中国船级社相关规范的要求，提出了一套双体钓鱼船结构总强度有限元分析的方法。其中波浪载荷分别采用直接计算法和规范计算法进行计算，以此确定双体钓鱼船结构总强度分析的输入载荷；建立整船结构有限元模型，施加约束和载荷后进行总强度分析，探究双体钓鱼船船体各部位的应力分布；对连接桥结构进行重点屈曲强度评估，分析连接桥各构件的屈曲强度特点。结果显示：双体钓鱼船结构总强度满足要求，总横弯矩对总强度的影响最大，连接桥前后端壁与片体连接处出现应力集中现象，上层建筑对横向和扭转强度有较大影响。本研究结果可为其他双体钓渔船的设计和建造提供参考。

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中国渔业气胀式救生筏检修行业现状、问题分析与建议

顾海涛1,2,3，曹建军1，葛素1，何雅萍1

2018, 45(4): 77.

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气胀式救生筏是一种能供多人使用的大型浮具，是船舶配备的用于紧急情况下脱离危险区域或从遇难船舶紧急撤离的救生设施和装备，气胀式救生筏检修质量的优劣直接关系到气胀式救生筏在危急时刻是否能充胀成型、即时可用。2012—2015年度，行业主管部门组织专家对经该部门认可的86家渔用气胀式救生筏检修站进行了监督检查，检查结果显示：中国渔业气胀式救生筏检修行业总体情况良好，但在“检修条件”、“筏站管理”、“筏站区域分布”等方面存在着一定的问题。针对存在的问题，分析并提出对策和建议：1）对筏站建设实施宏观区域规划，对新申请认可的筏站按规定严格审查；2）完善培训机制，加强筏站检修人员资质与技能培训；3）加强对筏站日常运行的监督管理。

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