渔业现代化

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养殖鱼类摄食行为的特征提取研究与应用进展

曹晓慧12，刘晃2

2021, 48(2): 1.

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为解决养殖过程中饲料浪费和水质污染的问题，鱼类摄食行为的研究一直受到广大研究者的重视。量化鱼类摄食行为，提取可用摄食参数，构建精确的摄食模型是优化投喂策略的有效途径。总结了摄食过程中主要觅食感觉器官、捕食量化指标和摄入声信号特征，综述了养殖期间影响摄食行为的环境因素。对比分析了两种监测技术的研究进展及优缺点，包括基于可见光与近红外光的计算机视觉技术、基于声学监测与声呐成像的声学技术，针对存在的问题提出了能够提高摄食模型准确性和普遍性的方法，以及被动声学的研究潜力及研究方向，以期为投饲系统向智能化的迈进提供参考。

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水流作用下自升降式张力腿网箱水动力学特性试验研究

黄六一，杨正，李玉岩，邬骞力，王刚，程晖

2021, 48(2): 9.

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自升降式张力腿网箱因其在水流作用下能够下潜到水中，具有在恶劣海况条件下，避免海水表面的风浪冲击，降低网箱系统被破坏风险的优点，而具有良好的市场前景。根据田内准则，运用水槽模型试验方法，研究了周长60 m，网高16 m张力腿网箱在水流作用下的缆绳张力、网箱下潜深度、容积损失率与流速的关系。结果显示，张力腿网箱缆绳张力随流速增加而增加，且主要受力集中在迎流面的缆绳上；张力腿网箱可以在水流作用下自动下潜，流速0.8 m/s时，下潜深度可达11.91~17.79 m，从而能够实现网箱抗风浪的目的，另外可根据需要调整浮架浮力使网箱沉降深度达到合理水层区间；在低流速下各配置张力腿网箱容积损失率较小，在流速0.8 m/s时，最大容积损失率32.5%，小于类似配置的重力式圆形网箱。研究结果可为张力腿网箱的设计与应用提供参考。

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工厂化养殖鱼池清刷机器人的定位精度分析

胡勇兵1,2，倪琦2，黄达2，李金刚1

2021, 48(2): 16.

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为研究机器人在室内鱼池环境下的建图和定位效果，设计了基于机器人操作系统（ROS）和传感器的机器人建图定位系统。首先对鱼池机器人建立同步定位和地图构建（SLAM）系统模型,然后利用传感器提取环境特征，实现基于Gmapping算法的地图构建功能，采用自适应蒙特卡罗（AMCL）算法和选择方切角鱼池的基础试验组条件下，最后通过设置不同因素的对比试验，研究分析鱼池清刷机器人定位性能。结果显示：在机器人移动速度0.1 m/s，平均定位距离误差为9.02 cm，平均定位角度误差为4.6︒。研究表明，该鱼池清刷机器人能够在未知环境中构建精度较高的地图并且实现有效定位，具有良好的定位导航能力。

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循环水养殖系统微细悬浮颗粒的分布规律研究

段姗杉1，杨晨2，宋协法1，黄志涛1

2021, 48(2): 22.

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高密度循环水养殖系统微细悬浮颗粒物(<30 μm)的去除，是其水环境调控的关键。采用库尔特粒度分析仪分析大西洋鲑(Salmo salar)循环水养殖系统微细悬浮颗粒的时空分布，结果显示：系统中粒径为1~3 μm的颗粒占总颗粒数的98.36%，3~15 μm的占1.63%，15~30 μm的仅占0.01%，系统内微细悬浮颗粒数量、总体积、总表面积的范围分别为（0.54~1.5）×106个/mL、（0.97~6.3）×106 mm3 /mL、（0.24~1.3）×107 mm2/mL；颗粒数量分布方面，随着粒径的减小，各样品颗粒数量迅速增加；体积分布方面，颗粒粒径越大，颗粒总体积越大；表面积分布方面，随着粒径的增大，总表面积呈现先减小后增大的趋势；泡沫分离器和浸没式生物滤池都呈现了很强的微细悬浮颗粒截留能力。本研究为揭示稳定运行的循环水养殖系统的微细悬浮颗粒的分布状况，为选用不同的固液分离技术、提高固体颗粒物的去除效率提供理论指导和参考。

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跑道式池塘循环水养殖对宝石鲈营养成分及血清生化指标的影响

欧红霞1，王广军1，李希国2，付兵1，夏耘1，李本旺2

2021, 48(2): 29.

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评估跑道式池塘循环水养殖宝石鲈的肌肉营养品质和健康水平，为跑道式池塘循环水养殖模式对宝石鲈肌肉营养品质的调控以及健康养殖提供参考依据，以推进宝石鲈产业的发展。采用生理生化的方法，对跑道式池塘循环水养殖模式下的宝石鲈的生长指标、肌肉营养成分、血清生化指标进行了测定，并与普通池塘养殖的宝石鲈进行了比较。结果显示：跑道式池塘循环水养殖宝石鲈的生长较有优势，特定生长率（1.44%/d）和存活率（90%）均较高，饲料系数（1.2）较低；跑道式池塘循环水养殖模式下宝石鲈肌肉粗蛋白、水分和灰分含量显著升高（P<0.05），粗脂肪含量显著降低（P<0.05）；显著降低了血清谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)活性（P<0.05），显著升高了血清补体C的含量（P<0.05）。研究表明，跑道式池塘循环水养殖模式有助于提高养殖宝石鲈的品质，提升其机体的健康状况。

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大泷六线鱼幼鱼的摄食节律研究

逯云召1，于燕光1，薄其康1，马超1，宓慧菁1，孙晓旺2

2021, 48(2): 35.

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为优化大泷六线鱼（Hexagrammos otakii）幼鱼投喂策略，探讨了大泷六线鱼幼鱼的昼夜摄食节律及不同时间投喂对其生长的影响。采用分段式连续投喂法（将一昼夜划分为 8 个时段，设1个处理，每天投喂 8 次）和一次饱食投喂法（将一昼夜划分为 8 个时段，每个时段作1个处理，每天每个处理投喂 1 次）研究昼夜摄食节律。结果显示：（1）两组试验均较好地反映出大泷六线鱼幼鱼24 h为一周期的摄食节律，一昼夜2个摄食高峰，上午9:00，下午15:00或18:00；（2）一次饱食投喂试验结果表明，不同时段投喂的幼鱼饲料效率和特定生长率有显著性差异（P<0.05），9:00、12:00和18:00试验效果较好。研究表明，在实际生产中，建议每天上午9:00和下午18:00分两次投喂。

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基于标准船型评价指标的近海渔船船型发展分析

王贵彪1，李国强2，张海波1，崔雪亮1

2021, 48(2): 40.

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为了给渔船研究方向以及相关政策法规的制定与修改提供参考。针对目前中国对渔船发展情况分析多为定性描述的基本情况，以浙江省近海主流的刺网和拖网船型为例，通过标准船型评价方法中量化指标的计算，分别对1990—1999年、2000—2009年和2010—2019年3个年段的船型各系数进行分析，对体现船型“安全、节能、经济、环保、舒适”5个指标的相关系数进行定量的计算与比较，进而分析近海渔船船型的总体情况与发展趋势。研究发现，除空船重量系数、固定压载系数、平均稳性衡准数等参数对应的性能略有下降外，其余如船型的海军部系数、鱼/油舱容积系数、拖力系数等参数均呈现了良好的态势，总体上船型发展趋势较好。

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中小型玻璃钢休闲渔船电力推进系统的仿真设计

张昊1，侍中南1，黄一峰1，刘全良1，贺波2

2021, 48(2): 45.

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针对目前国内休闲渔船动力多为柴油驱动，能源利用效率低，资源浪费严重，还存在着一定的环境污染问题。以中小型玻璃钢休闲渔船作为研究对象，将磷酸铁锂电池作为渔船的动力源，选用主控芯片为S32K144的单片机构建该船的电池管理系统对电池组进行管理，利用DC/DC控制器对电池充放电进行控制实现电压的稳定，采用SVPWM作为电力推进系统的控制策略，提高系统的稳定性和抗干扰能力。通过模块工具箱完成电池管理系统、电池控制系统及电力推进控制系统的建模，并将各系统连接，完成电力推进系统的建模，利用Matlab/Simulink对系统模型进行仿真试验。结果显示，电力推进系统在负载不变时能够稳定运行，在负载发生突变时能够迅速作出反应并恢复稳定，验证了模型的可行性。研究结果对中小型电动玻璃钢休闲渔船及电动船舶的应用具有一定的参考价值。

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常用超高分子量聚乙烯纤维钓线断裂强度与耐磨性能研究

滕文良1,2，殷雷明1,2，庄鑫1,2，龚德华1,2，张健峰1,2，钱金玉1,2，郑志龙1,2，刘英泰1,2，邢彬彬1,2

2021, 48(2): 52.

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迪尼玛（Dyneema®）纤维是一种超高分子量聚乙烯纤维，相较于普通聚乙烯纤维具有高强度的特点，正逐渐成为拖网网囊及捕捞钓线的首选材料。为研究迪尼玛纤维钓线性能指标，使用电子织物强度机及电脑纱线耐磨试验仪对2种结构、8种规格的16种迪尼玛纤维钓线进行断裂强度与耐磨性能研究。结果显示：迪尼玛纤维钓线的断裂强度随拉伸速度的增大而变小（P＜0.01)；在耐磨性试验中，同种结构迪尼玛纤维钓线单位线密度磨断次数最小的为4股编1号和8股编1号，最大为4股编8号和8股编8号，4股编钓线的断裂强度保持率随着线密度的增大而增加，8股编钓线经过3 min、15 min磨损后，8号钓线的断裂强度保持率最高（P＜0.01)，经过6、9、12 min摩损后，7号钓线的断裂强度保持率最高（P＜0.01)。本研究表明迪尼玛纤维钓线的断裂强度及耐磨性与其直径、线密度的大小有关，直径及线密度越大，断裂强度及单位线密度磨断次数越高；直径及线密度越小，断裂强度及单位线密度磨断次数越小。

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基于异构网的野外水产养殖云端水质监控系统

林聪1，蒋峰1，李茂2，林春花1

2021, 48(2): 61.

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池塘养殖对水质的实时状况较为敏感，因此对水质监控系统提出了严格要求。针对池塘养殖所面对的野外复杂环境，设计了一种基于LoRa协议与ZigBee协议的异构传感网络水质监控系统。该系统利用水质监测传感器与异构无线传感网络对溶氧、pH、及水温等参数进行采集与传输，并通过云端服务器平台实现了远端数据的存储、监控。在通信距离达5 km的野外环境中搭建测试系统进行试验。经过30 d模拟工作测试，本研究设计的水质监控系统具有监测范围广、搭建成本低、工作稳定等优点。同时测量误差最大方差为3.88%，时延误差小于1%，能够充分满足池塘养殖对水质监控的需求。

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基于线性调频(LFM)信号的单体鱼类目标回波识别与性能分析

?汤涛林1, 2，吴陈波1，李国栋12，刘晃12

2021, 48(2): 70.

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在估计鱼类目标强度时，需要选择单体的回波信号进行计算。窄带信号下回波的相位标准差是单体检测的关键指标，但对于宽带信号相邻两点的相位差是时变的，无法将回波相位标准差作为单体信号的判定依据。本研究对线性调频宽带信号下的单体识别方法和性能进行了分析和仿真，并对该方法在消声水池内进行了测试和验证。结果显示：相比窄带信号，宽带信号的距离分辨能力与其带宽成正比，随着带宽提高，宽带信号探测的距离分辨率也相应提高，具有更好的单体目标识别性能；和单体信号回波相比，距离接近的多目标干涉回波，其回波内的短时角度变化显著增大，使用回波内角度标准差作为单体识别指标代替相位标准差能获得较好的识别性能。

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基于改进深度学习模型的鱼群密度检测试验研究

王金凤，胡凯，江帆，吴耿潜，罗东林，周子枫

2021, 48(2): 77.

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在水产养殖生产中，鱼群密度的检测是做好生产管理的关键环节。基于水下鱼类的群聚现象，采用基于拥塞场景识别卷积神经网络(Congested Scene Recognition Convolutional Neural Networks, CSRNet)技术，将剔除了全连接层的VGG-16与空洞卷积神经网络相结合，保持分辨率的同时扩大感知域，从而生成高质量的鱼群分布密度图。结果显示：CSRNet在仿真鱼群数据集中，检测准确率达90%以上，预测密度图与真实情况接近，失真度小；在预测真实鱼群密度中也同样表现良好。CSRNet与传统的基于光栅图方法相比，准确率提升近10%；与同样基于VGG-16的Faster R-CNN相比，CSRNet的表现更为优越。研究表明，构建的检测系统软件可实时检测定点区域鱼群密度是否处于正常范围，有利于预防鱼群高密度缺氧，提高鱼量产出，实现智能养殖。

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河蟹去壳设备的设计与关键部位仿真分析

赵煜，鄢铭亮，朱建平，汪康，赵家宾

2021, 48(2): 83.

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针对河蟹人工壳肉分离劳动强度大、效率低下且蟹肉易污染等问题，设计了一套河蟹去壳设备。根据河蟹的形体特征及物理特性，设计了可夹持河蟹的弹簧夹具；使用切割的方法对河蟹去背甲机构进行了设计；基于气压原理对蟹黄分离装置进行了设计；基于高压水喷射原理设计了除蟹鳃装置；并基于柔性体受压理论设计了一种仿生蟹身壳肉分离装置。为确定蟹黄气压分离装置和蟹身壳肉分离装置的最佳工作参数，以蟹黄移动距离和蟹身运动轨迹为指标分别对蟹黄气压分离装置和蟹身壳肉分离装置进行仿真实验。仿真结果表明：当气流速度为1 m/s时，可使蟹黄移动50 cm以上距离，能实现蟹黄的分离和收集；当挤压滚筒转速为30 r/min时，可使蟹身完成挤压从而分离蟹肉。该设计和研究将为后续的性能优化与提高提供参考和依据。

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丁香油、MS-222和异丙酚对大黄鱼的麻醉效果分析

杨乐，张晓林，刘贤德

2021, 48(2): 91.

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研究了丁香油、间氨基苯甲酸乙酯甲磺酸盐（MS-222）和异丙酚对养殖大黄鱼的麻醉效果，以期为下一步活体运输麻醉剂的选择提供参考。首先在20（±0.5） ℃水温下，对3种麻醉剂的适宜质量浓度进行了探索，初步得出适宜的质量浓度分别为：丁香油10 mg/L、MS-222 40 mg/L、异丙酚0.2 mg/L。在此质量浓度下，进一步优化了大黄鱼的适宜麻醉水温。结果显示：丁香油在20 ℃、MS-22215在 ℃、异丙酚在25 ℃的麻醉效果最好。根据优化的质量浓度和水温，分别对3种麻醉剂麻醉后的大黄鱼进行模拟运输，发现随着模拟运输时间的延长，3种麻醉剂麻醉后的大黄鱼复苏率均逐渐降低，模拟运输24 h后丁香油和MS-222麻醉的复苏率可达90 %，而异丙酚麻醉的复苏率为70 %，说明丁香油和MS-222的麻醉效果较好。对丁香油和MS-222经济成本分析表明，丁香油的成本相对较低，更适合作为大黄鱼活体运输的麻醉剂。

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