渔业现代化

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水产养殖中鱼类投喂策略研究综述

俞国燕1,2，张宏亮1，刘皞春1,2，王俊会1

2020, 47(1): 1.

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水产养殖中的饲料成本占据养殖总成本较大比例，有效的投喂策略是减少水产养殖生产成本的重要途径，投饲装备投喂过程中，既要满足鱼群生长的营养需求，同时避免过多投饲，降低对环境的污染。当前国内水产养殖投饲装备智能化水平较低，投饲策略主要依据人工经验定量投饲，每一次喂料的偏差累积影响整期渔获经济效益。因此，科学的投喂策略能有效减少养殖成本，从而提高养殖效益。文章重点介绍了基于人工经验及生物能流的鱼群生长摄食模型、基于机器视觉及机器声学感知鱼群摄食活动的技术手段和智能投喂控制系统的发展状况，并提出投喂策略的具体实现方法，为水产养殖投饲装备由自动化升级到智能化提供参考。

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电絮凝技术在海水养殖尾水处理中的研究应用

徐建平1,2，陈福迪1,2，尉莹1,2，杜以帅1，孙建明1

2020, 47(1): 7.

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随着水产养殖业的迅速发展，养殖尾水带来的环境问题日益引起广泛重视。电絮凝作为一种绿色环保型水处理技术，由于其操作简单、污染物去除效率高、设备占地面积小等优点备受关注。该文从电絮凝技术的研究进展、净水机理、影响因素及其在海水养殖中的应用展开论述，介绍了电凝聚技术在除藻、去除浊度和COD、脱氮除磷、杀菌消毒及与其他水处理技术的耦合应用，还介绍了电凝聚技术的能耗计算、氢气回收利用及面临的挑战。电絮凝水处理技术应用前景广阔，随着设备及工艺的不断完善，其在海水养殖尾水处理中的实际应用将不断扩大。

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海带收获转运装置设计

江涛1，谌志新2，朱烨1，洪扬1，邹海生1，言伟1

2020, 47(1): 16.

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为实现海带收获转运机械化，减轻海带收获时人员的作业强度，通过改进现有海带养殖筏架模式，将海带苗绳首尾依次连接成串，便于海带机械化收获转运，在此基础上设计并试制回转伸缩齿爪式收获转运实验装置。采用单元数值算法对海带收获过程中成串海带苗绳张力及拖拽力进行计算与分析，对照分析不同苗绳拖拽角度对转运装置运行状态的影响。计算分析和台架试验结果显示：海带收获转运装置拖拽附着养成海带苗绳结合点张力为1 290 N，当拖拽海带苗绳起吊角低于15°时，伸缩齿爪无法挑起苗绳，发生脱绳现象；当拖拽海带苗绳起吊角大于15°时，伸缩齿爪可依次挑起海带苗绳，海带能够顺利经过转运装置，达到海带收获转运的目的；回转伸缩齿爪式收获转运装置台架试验运行情况良好，齿爪顺序伸缩机构可有效解决收获转运过程中海带缠绕齿爪的关键问题。液压系统设计采用叠加式液控单向阀，可解决油管泄漏吊臂快速下降的问题，提高系统的安全性。试验研究表明，回转伸缩齿爪式收获转运技术是可行的，可为海上试验打下扎实的基础。

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凡纳滨对虾地膜光伏集约工程化养殖试验

陈燮燕1，赵吉臣1，唐圣利2，陈金荣1，何子豪1，孙成波1,3

2020, 47(1): 24.

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为研究地膜光伏工程化养殖模式的实用性，在地膜光伏工程化养殖系统中开展凡纳滨对虾养殖试验。地膜光伏工程化养殖系统由对虾养殖系统和光伏发电系统组成。取3口池塘进行凡纳滨对虾高密度养殖试验，放养密度为500尾/m2，养殖试验周期100 d。凡纳滨对虾平均体长达到(9.77±0.11) cm，平均体质量(10.80±0.82) g。1号池塘产量为4.25 kg/m2，存活率为78.71%，饲料系数为1.22；2号池塘养殖产量为4.42 kg/m2，存活率为81.85%，饲料系数为1.18；3号池塘产量为4.07 kg/m2，存活率为75.37%，饲料系数为1.25。养殖期间08:00水温范围为：22.5~31.0 ℃；15:00水温范围为：22.5~32.0 ℃，日气温差最大为11.0 ℃，日水温差最大为2.5 ℃。养殖期间pH稳定在7.00~8.34之间。养殖期间亚硝酸盐氮（NO2--N）0~8.47 mg/L，总氨氮(TAN)0~7.83 mg/L。地膜光伏工程化养殖模式养殖凡纳滨对虾，实现了对虾养殖和光伏发电的双重收益，具有较大的实用价值，是一种值得推广的养殖模式。

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船舶噪声对大西洋鲑体质量、皮质醇及部分免疫指标的影响

陈芳旭1,2，刘晃2，汤涛林2，张宇雷2，庄保陆2

2020, 47(1): 31.

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为探讨船舶噪声对大西洋鲑(Salmo salar)体质量、皮质醇及部分免疫指标的影响，选取平均体质量为（44.01±11.0）g的大西洋鲑，通过噪声处理组[(120±5)dB、(150±5)dB]以及对照组试验，测定大西洋鲑体质量以及机体血清中皮质醇激素（ORT）、碱性磷酸酶（AKP）及总胆红素含量的变化情况。结果显示：试验组和对照组的大西洋鲑体质量增长差异不显著（P>0.05），血清中总胆红素、碱性磷酸酶、皮质醇从试验开始至结束，差异显著（P<0.05），在第10天，试验组的质量浓度显著高于对照组，呈现先上升后下降并趋于稳定的趋势。两试验组存在差异显著（P<0.05），各生化指标质量浓度呈现先上升后下降并趋于稳定的趋势。该研究可为大西洋鲑工业化健康养殖提供参考。

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基于显著性增强和迁移学习的鱼类识别研究

贾宇霞1,2，樊帅昌1,2，易晓梅1,3

2020, 47(1): 38.

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针对水下鱼类无法快速准确识别的难点，提出一种具有图像主体自动增强功能的鱼类迁移学习方法。该方法将鱼类RGB图像转换至Lab颜色空间后，利用中央周边算子计算得到整个输入图像的显著性值，进而提供鱼类目标的潜在区域，并结合GrabCut算法获取鱼类分割图像，最终将融合分割图的原始图像送入优化后的残差网络中进行训练。通过对23种鱼类进行识别试验，结果显示，固定ImageNet数据集上ResNet-50预训练模型的conv1层和conv2层参数，微调高层参数的方法能够取得最好的识别效果，且在公开的Fish4Knowledge数据集上，该模型取得了最高的识别准确率，平均识别精度达到99.63%。与其他卷积神经网络方法的对比结果显示，本方法在Fish4Knowledge和Fish30Image数据集上的识别精度和时间性能均具有较大优势，其中识别准确率至少提升4.98%。多个数据集上的实验验证了模型的有效性。

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基于LightGBM模型的鱼类异常行为检测

袁红春，王丹，陈冠奇，张天蛟，吴若有

2020, 47(1): 47.

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针对传统理化方法分析水质污染情况耗时耗力等问题，提出一种基于鱼类异常行为识别的水质监测方法。以红色斑马鱼(red zebrafish)为研究对象，利用计算机视觉技术，首先对斑马鱼图像进行预处理利用灰度共生矩阵获取鱼群纹理特征；然后通过Lucas-Kanade光流法计算鱼群的运动信息熵，并对获取的纹理特征和信息熵进行归一化处理；最后采用轻量化梯度促进机(LightGBM)对鱼类异常行为进行检测，与深度神经网络(DNN)和支持向量机(SVM)检测效果对比。结果显示：利用LightGBM对鱼类异常行为进行检测，准确率为98.5%，与其他模型对比分别提高0.5%和25.3%。研究表明，基于LightGBM模型的鱼类异常行为检测方法相比其他模型能更准确地识别鱼类非正常游动。该模型适用于自动水质监测。

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多波束渔用声呐作用距离预报建模及性能分析

李国栋1,2，谌志新1,2，汤涛林1,2，陈军1,2，许明昌1,2，吴陈波1,2

2020, 47(1): 56.

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多波束渔用声呐是海洋渔业实现高效、精准和选择性捕捞的重要工具。为了系统分析多波束渔用声呐探测性能及主要制约因素对作用距离的影响，针对圆柱形阵多波束渔用声呐，采用水声学系统仿真的方法，分别对主要为噪声和混响环境下的渔用声呐探测性能进行分析，对不同海况下噪声不同目标强度鱼群的探测性能进行比较，分析窄带系统和宽带系统降低混响的能力，并对噪声和混响混叠环境下的渔用声呐探测性能进行仿真分析；最终，从系统设计、发射方式、接收方式等多个角度提出提高渔用声呐探测性能的方法，为远距离、高分辨率多波束渔用声呐的研制提供改进的方向。

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基于北斗船位数据的江苏渔船航次分析

汤先峰1,2，张胜茂2，樊伟2，裴凯洋1,2

2020, 47(1): 63.

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北斗船舶监控系统（VMS）包含渔船的位置、航速等数据，能用于挖掘渔船作业的动态信息。利用VMS数据对江苏渔船的航次和平均离岸距离进行提取，分析不同船长、类型、作业期、地区等条件下航次和平均离岸距离的特点。结果显示：1）江苏不同作业类型渔船航次差别明显，刺网航次数量最多，占总航次数的84.6 %，围网和张网作业渔船的平均离岸距离和平均作业时间大于其他作业类型，围网作业渔船最远可达174.02 km；2）江苏渔船大部分为中小型渔船，作业的平均离岸距离比较小，基本在80 km以内，平均离岸距离随着吨位和功率的增大而线性增大；3）全年的航次数量变化分布整体中间低两边高，4月、9～11月航次数较多，2月、5～7月航次数较少；4）江苏不同区县渔业差距较大，航次数最多的为南通启东市、如东县和盐城射阳县，渔船作业平均离岸距离最远的为苏州太仓市，最远可达332.38 km。研究结果可为江苏省渔业管理提供参考依据。

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高分子编结网片水动力特性水槽试验研究

薄佳男1，林可1，马家志1，胡夫祥2，董书闯2，尤鑫星2，高敏2，宋伟华

2020, 47(1): 72.

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高分子渔用材料在设施养殖和海洋渔业中的应用越来越广泛，对其水动力特性进行研究十分必要。试验采用不同网目系数和网线粗度的高分子编结试验网片进行水槽试验，倾角从0°变化到90°，设置水流速度从0.3 m/s开始，以0.1 m/s为梯度，逐渐增大至1.3 m/s。为减小尾流和湍流对试验结果的影响，使用流线型框架固定装配。经试验得到以下结果：（1）在网片与水流垂直时，阻力系数有随网目系数增大而增大的趋势，而在网片与水流平行时随网目系数增大而减小。（2）阻力系数有随雷诺数增大而逐渐减少的趋势，网片平面与流体运动方向速度垂直时，阻力系数在1 300＜Re＜2 000范围内趋于稳定；网片平面与流体运动方向速度平行时，Re＞1 500后阻力系数变化不大。（3）阻力系数随着冲角的增大而增大并最终趋于稳定值。（4）升阻力系数比（K）在总体上有随倾角变大而先变大再变小的趋势，K的极值均出现在20°到30°内，最大K值约为0.41。（5）网片与水流垂直时，在1 000＜Re＜2 000范围内，网线粗度对阻力系数的影响不大；网片与水流平行时，网线较粗的网片，阻力系数更大。试验结果表明，该网片阻力系数与网目系数、网线粗度和雷诺数有关。该试验可为今后高分子渔用网衣的设计改进和应用提供理论依据。

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厚壳贻贝的模型拟合与壳体曲面分析

罗尔霖，李振华，倪洋，宋祖超，王健

2020, 47(1): 80.

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以长度85~110 mm的野生厚壳贻贝作为研究对象，探究贻贝壳体模型特征。利用光学扫描仪得到相应的样本点云文件，通过geomagic wrap软件处理优化点云数据，得到质量优良的三维样本模型；利用matlab软件拟合三维样本模型，得到最佳的拟合模型¬——标准模型，并将标准模型数字化，得到标准模型壳体外曲面（W）和壳体内曲面（N）的数学函数关系式。检验数字化模型、标准模型、样本模型之间的误差，得出三者间的平均误差均不超过0.06 mm。因此，可以使用数字化贻贝模型替代样本模型来指导贻贝定向、固定装置零部件的设计，规划最佳的贝肉剥离路线，为打造现代化贻贝加工流水线提供理论基础。

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船载南极磷虾智能化捕捞加工生产线在食品安全体系中的特征分析

刘怡锦1，花海峰2，王万勇1，谢宁2

2020, 47(1): 87.

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在近年来快速发展的南极磷虾产业中，南极磷虾捕捞加工船上的捕捞加工生产是其产业链中的一个重要环节。由于南极磷虾的生物特性，船载捕捞加工线直接影响产品质量，进而影响后端陆基深加工产品的质量等级。以“深蓝”号南极磷虾捕捞加工船智能化捕捞加工的冻虾、虾肉和虾粉3种磷虾产品生产线为研究对象，比较其与传统船载加工的差异，基于HACCP体系对3条生产线的工艺流程进行分解和危害分析，并确定关键控制点；通过初步建立控制体系的过程，研究船载南极磷虾捕捞加工生产线在体系中的特征。研究表明，捕捞加工系统由于自动化、整体连贯性和封闭性较高，减少了人为和环境危害概率，关键控制点更为清晰，所有外部输入环节、控制系统参数设置和金属探测都为关键控制点，并对GMP和SSOP的实施要求更为严格，对设备的维护保养和日常清洁要求更高。分析结果可为其他同类船舶的船载加工线设计和建立标准提供参考。

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