渔业现代化

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渔用高性能网衣材料的研究进展

孙斌1,2, 余雯雯1, 石建高1, 刘永利1, 王磊1, 王越1,2，舒爱艳1,2

2020, 47(6): 1.

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网衣是重要的渔用材料，直接影响到渔业生产效率与安全。本研究主要围绕超高分子量聚乙烯网衣、铜合金网衣、聚酯网衣等三种渔用高性能网衣材料的性能、改性研究和应用现状进行综述，分析其在抗冲击性能、耐磨性能、防污性能等综合性能方面的优缺点，以及在超高分子量聚乙烯网衣的蠕变性能和聚酯网衣的结晶性能方面的改性研究情况；介绍了三种网衣各自在渔业领域的发展，为渔用新材料的进一步研发与应用提供理论参考。此外，本文还探讨了渔用高性能网衣材料今后的研究方向以及应用技术方面的重点难点，建议加强网衣材料的基础研究与产业应用技术研究。

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渔港工程研究进展及未来发展方向

王刚，孙一艳，陈丁

2020, 47(6): 8.

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随着国家对沿海渔业防灾减灾体系和现代化渔港体系建设的日益重视，亟需开展渔港工程相关领域的技术研究，提高集成创新能力和引进消化再创新能力，推进渔港现代化和促进渔业高质量发展。该文系统总结了中国渔港在防灾减灾、工程模拟、渔港软基处理及防波堤码头新结构等方面的研究现状，分析了发达国家在渔港发展战略和相关规划、防灾减灾、环境保护、自然协调型渔港建设等方面的研究进展，对比了国内与国际的差距，探讨了我国渔港及防灾减灾工程今后的发展趋势，在规划技术、防灾减灾技术、设施建设技术、生态环保技术等方面提出了“十四五”的研究方向。

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基于ADAMS软件的回转式活鱼分级装置改进及运动仿真分析

徐宏治1，陈军2，江涛2，洪扬2，朱烨2，张现广2

2020, 47(6): 13.

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为了解决活鱼分级过程中存在的损伤多、效率低的问题，提出一种回转式的活鱼分级装置改进方案，以齿轮齿条机构提升分级闸门的方式代替凸轮机构和弹簧回位机构转动分级挡板的方式，可降低制造成本和故障发生率。建立其三维模型并给出关键部件运动仿真的方法。首先以目标鱼外形参数和分级能力为基础，确定活鱼分级机结构和分级闸门关键参数，从分级草鱼厚度参数分析分级闸门开合的条件，并确定分级机设计参数。其次建立分级关键机构在回转过程中的运动学模型，设计分级调节轨道的轮廓线，对升降闸门进行运动分析。最后使用Solidworks建立分级机的虚拟样机，将虚拟样机导入ADAMS虚拟软件，设置相关参数进行仿真分析。仿真结果显示：分级装置在电机转速为12 r/min运行时，分级闸门能完成3次上升动作且每次上升10 mm和1次回位动作，且每次上升或回位的时间能控制在1.25 s内，说明用齿轮齿条机构代替原机构同样可以达到运动要求。研究表明，回转式活鱼分级机具有稳定的机动性能，能够实现平稳的运动，满足活鱼分级的要求。该装置设计合理，为下一步试验样机设计提供依据。

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双通道排水系统对矩形圆弧角养殖池流场特性的影响研究

张倩1,2，桂劲松2，薛博茹1,2，任效忠1，熊玉宇1，王国峰3

2020, 47(6): 19.

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为改善养殖池内水动力条件和基于提高养殖池自净能力的需求，采用双通道排水系统来实现养殖池内固体废弃物的第一级有效分离，并对双通道养殖池内的流场特性开展研究。基于计算流体力学（CFD）技术建立了矩形圆弧角养殖池的三维湍流数值模型，并对单通道和双通道养殖池流场特性进行对比分析。结果显示：在单管入流条件下，双通道养殖池的平均速度比单通道养殖池平均增长约7%，阻力系数平均降低约13%，同时均匀系数UC50平均大幅提高约23%；而在双管入流条件下，双通道养殖池的平均速度比单通道养殖池平均增长约8%，阻力系数平均降低约14%，均匀系数UC50平均增长约7%。研究表明，双通道养殖池的底流分流比对于流场特性的影响较小，双通道排水系统能够有效改善养殖池内水动力条件，增强水力混合特性。

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电絮凝-过滤技术去除海水养殖水体中污染物的研究

徐建平1,2，周利1,3，邱天龙1,3，李叶1,2，陈福迪1,2，杜以帅1,3，孙建明1,3

2020, 47(6): 26.

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为提高对海水养殖水体的预处理水平，降低后续水处理单元的规模和能耗，设计了一套连续流电絮凝（Electrocoagulation，EC）-过滤预处理系统，探讨阳极材料、EC反应器水力停留时间（HRT）及过滤孔径对其水处理能力的影响。试验发现，EC过程对化学需氧量（CODMn）的去除率随着阳极中Fe电极比例的增加而增加且影响显著（P＜0.05）；阳极材料对总氮（TN）的去除无显著影响（P＞0.05）；EC过程中水体pH呈现下降趋势。相比Al阳极或Fe阳极，Al-Fe组合电极做阳极时，系统对CODMn和TN的去除效果更好。随着HRT的增加和过滤孔径的减小，系统对CODMn和TN的去除率增加。在HRT为4.5 min、阳极为2Al+2Fe、过滤孔径为45 μm的条件下，EC-过滤系统对CODMn和TN的去除率最高，分别为(53.02±0.74)%和(58.90±1.96)%，能耗为(31.35±0.6)×10-3 kWh/m3，Al阳极和Fe阳极的溶解速率分别为(0.11±0.01) mg/s和(0.05±0.00) mg/s。研究表明，EC-过滤系统对CODMn和TN有较好的去除效果，EC能明显提高后续过滤设备的处理效率。

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基于改进的卷积神经网络的虾苗自动计数研究

范松伟1，林翔瑜2，周平1

2020, 47(6): 35.

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虾苗计数是虾苗养殖与交易过程的重要环节。因虾苗个体小、密度大、易失活等特点，导致虾苗出苗计数非常困难。提出了一种卷积神经网络模型的虾苗自动计数技术，先将数据样本中每个目标对象用一个像素的点标注获取真实密度图，再将训练样本输入到改进卷积神经网络学习以便从图像特征生成估计密度图，最后由密度图获得整个视野中的虾苗总数。为验证方法的有效性，以虾苗场拍摄的虾苗图像做数据集并在不同模型上进行对比试验。结果显示：与多列卷积神经网络（MCNN）、拥挤场景识别网络（CSRnet）、上下文感知网络（CAN）等经典网络相比，其平均绝对误差可分别减少7.6、4.8、3.2，均方根误差分别减少3.35、5.19、6.39。研究表明，该方法在均匀背光环境下能够对一定密度的虾苗准确估计其数量，符合虾苗养殖业的计数要求。

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生态悬床技术对白洋淀水环境修复效果的研究

朱浩1,2，曹坤3,陈晓龙1，叶少文4

2020, 47(6): 42.

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为解决白洋淀深水区沉水植被恢复的问题，开发了一种由水生植物、绳索及支撑杆构建的生态悬床。生态悬床可根据水位变化调整在水体中的上下位置，2019年7月至2019年11月连续测定悬床周围水体中水质状况，研究了悬床种植沉水植物对湖泊深水区氮磷营养盐的净化效果。结果显示：狐尾藻在悬床上生长良好，并能有效地降低水体中的氮磷营养盐；试验开始一个月后，悬床周围水体总氮、总磷、亚硝酸盐氮去除率分别为40.54%、53.45%、99%；试验结束时，悬床周围水体总氮、亚硝酸盐氮和COD质量浓度分别比实验开始时下降了12.43%、33.93%、17.09%。研究表明：悬床种植沉水植物可有效解决沉水植物生长光照不足的问题，是北方藻型湖泊恢复沉水植被的有效措施之一。

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加热温度对海鲈鱼肌肉品质的影响

吴燕燕1，李金星1,2，王悦齐1，陈胜军1，邓建朝1

2020, 47(6): 49.

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为探明加热温度对海鲈鱼肌肉品质的影响，以海鲈鱼背肉为原料，研究其经热处理后中心温度分别达到40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃和100℃时水分含量、总巯基含量、肌原纤维蛋白浓度、色差、风味、加热失重率、质构、Ca2+-ATP酶活性和表面疏水性等指标的变化。结果显示：鱼肉色泽的L*值、a*值和b*值随着温度的升高而增加，上升速度先快后慢；鱼肉的硬度、内聚性、咀嚼度和蛋白质表面疏水性等指标随温度的上升先升高后下降，而弹性、水分含量、肌原纤维蛋白浓度、总巯基含量和Ca2+-ATPase酶活性持续下降。SDS-PAGE 电泳条带表明，随着中心温度的升高，大部分肌原纤维蛋白发生变性，但有极少数的肌动蛋白未发生变性。研究表明：综合色差、质构和感官评分的变化规律，海鲈鱼的终点加热温度控制在70℃为宜。

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基于三维势流理论的深远海养殖工船耐波性能分析

韩冰1，谌志新1,2，崔铭超2，王庆伟2，王一帆1，高瑞2

2020, 47(6): 58.

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深远海养殖工船是典型的具有自航能力、长期系泊在固定海域作业的工程船舶，由于作业工况的多样性，养殖工船的耐波性能分析比普通船舶更为复杂。以养殖工船实际设计项目为依托，基于三维势流理论，分别对养殖工船自航工况及系泊作业工况下的耐波性能进行研究，继而结合对频域和时域的仿真分析，以人员安全、设备安全及养殖安全为指标，对养殖工船耐波性能进行评价。结果显示：在1~5级海况下船体耐波性能表现良好，可以有效保证各项安全指标，在6级海况下，船舶的摇摆角度超出限值，此时应通过运营管理或加装减摇装置进行处理。初步构建了系统的养殖工船耐波性能分析方法及评价体系，可为其他养殖工船项目耐波性能的设计及优化提供参考。

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圆柱阵多波束渔用声呐波束形成性能分析

宗艳梅1，李国栋1,2，谌志新1,2，唐学大1，尹项博2，汤涛林1,2

2020, 47(6): 66.

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圆柱阵多波束渔用声呐是海洋渔业精准捕捞的重要声学设备，可实现探测水域的全方位扫描，其波束形成能力是反映渔用声呐探测性能的主要技术指标之一。本研究从圆柱阵多波束渔用声呐波束形成能力分析出发，利用水声学算法仿真方法，分别对垂直和水平方向波束形成进行仿真，分析了幅度偏移、相位偏移及频移对圆柱阵垂直和水平方向波束形成性能的影响。结果表明，幅度和相位偏移对圆柱阵垂直和水平方向主瓣影响较小，主瓣变宽；对旁瓣影响较大，旁瓣明显增大；当偏移量在-5~15 dB时对第一旁瓣增益影响在3 dB以内，当偏移过大时对其影响可达6 dB以上；频移对波束指向性影响较小，工作频点对波束主瓣宽度有较大影响，主瓣宽度偏差约在3°左右。本研究可为今后自主研制高精度、远距离圆柱阵多波束渔用声呐提供参考。

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渔船姿态导航图形化界面研究

冯书庆，徐志强，王志勇，谌志新

2020, 47(6): 74.

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针对目前船舶自主航行和姿态导航信息快速交互的需要，借鉴航空多功能显示器显示理念，提出一种基于姿态球和导航罗盘的多功能船舶姿态导航图形化显示界面研究与设计。基于OpenGL开放图形库技术编制了界面图形产生算法、视口控制算法、汉字显示算法、用色优选等；使用Lab Windows CVI 开发平台对所述算法进行绘制，完成了界面输出，优化调整了软件效率与细节体验等。结果显示，所述界面能以姿态球的形式与渔船载体随动指示平台摇摆数据，能以罗盘旋转的形式指示航向信息，能以刻度尺平移的形式指示速度当前值信息、变化趋势、变化速率等，达到设计目标。经论证，该软件界面具有信息表述容量大、交互效率高、人机功效好等优点，可用作渔船数字座舱及无人驾驶渔船遥控基站的基础配套部件，具有较强实用价值。

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基于双频识别声呐的鱼类目标识别与计数

沈蔚1,2，朱振宏1，张进1，曹正良1，彭战飞1

2020, 47(6): 81.

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鱼类资源调查是渔业管理的基础性工作，利用水声探测技术进行鱼类资源调查日益成为主流手段。针对双频识别声呐(DIDSON)在水库中采集到的声学数据，利用Echoview声学数据后处理软件及其相关算法进行鱼类识别和计数研究。首先利用Kovesi图像去噪法和背景差分法对声学图像中斑点噪声和水体背景进行去除，然后根据鱼类目标回声阈值进行目标识别，利用α-β轨迹追踪算法进行运动目标追踪以防止重复计数，最后进行目标计数和体长信息的提取。结果显示，与借助声学图像的人工计数相比，本方法鱼类目标计数误差在10%以内，平均计数误差为7.2%，具有相当高的统计精度。研究表明，DIDSON可以用于鱼类识别与计数，在浅水水域的鱼类资源探测与管理方面具有非常广阔的应用空间。

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320总吨远洋双甲板拖网渔船船型优化设计

李纳，梁建生

2020, 47(6): 88.

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为实现远洋渔船更新、改造和升级，逐步实现远洋渔船专业化、标准化和现代化的目标，依托渔船数字化研发平台，利用船型主尺度和主参数论证、渔船船型优化方法和综合性能分析、中小型渔船球艏球艉节能措施应用、渔船船机桨参数优化匹配研究、拖网渔船标准化配套高效捕捞机械液压传动系统研究等指导方法系统开展了320 总吨远洋双甲板拖网渔船船型优化设计。通过船型示范推广，证明该船设计合理、配套设备技术先进、舱室布局合理，适航性、快速性、操纵性和安全性等综合性能相比同类船型优点明显，节能20%以上，经济效益可观，解决了远洋中小型拖网渔船总吨位受限下的船型优化及降阻节能和双甲板安全性等一些关键技术问题，相关技术成果的应用对推进我国远洋拖网渔船更新改造工作将发挥重要的技术支撑作用。

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