海参产业是中国渔业经济的主导产业之一，养殖采捕环节装备化水平不足已成为制约产业发展的关键瓶颈。系统梳理了海参养殖采捕装备的技术发展现状，首先从工厂化养殖和海区采捕两大方向，分析了海参工厂化自动投饲装备和自动倒池机的技术特征，对比了海参采捕装备不同捕获方式、运动及操控方式的优劣及作业效能；其次聚焦关键技术创新，阐释运动学仿真技术对装备结构优化的支撑作用，揭示水下目标识别技术对采捕精准度的提升机制；最后围绕工程化养殖装备关键部件优化、智能化采捕技术集成创新、装备应用评价体系构建3个层面提出了技术发展路径。研究结果可为海参养殖采捕装备的自动化升级和智能化转型提供理论依据与技术参考。

在水产养殖业中，鱼类疾病的诊断与治疗对防止疾病蔓延和减少经济损失至关重要。为解决淡水鱼类细菌性疾病检测的问题，提出了一种基于改进YOLOv8算法的鱼类疾病检测方法。该方法首先在骨干网络中引入了EMA（Efficient Multi-Scale Attention）注意力机制，不仅增强了特征提取能力，而且通过创新的多尺度特征提取和跨空间学习架构，在降低计算复杂度的同时保持了高精度的特征表达。此外，还在Neck层中采用GSConv（Grouped Shifted Convolution）替换了传统的卷积操作，降低了模型复杂度，进一步提升了检测速度，同时确保了检测精度不受影响。结果显示：该方法相较于原始YOLOv8模型提升了2.1个百分点的检测精度，相较于其他现有模型也有显著的性能提升。研究表明：该方法可以应用于鱼类疾病检测防治场景，为鱼类病害检测提供技术支撑。[] [] 

针对水产养殖过程中饲料投喂劳动强度大、投喂不均匀、效率低等问题，设计了一款基于地轨的轨道式精准饲料投喂系统，整套系统集机械结构设计、自动控制系统、上位机监视投喂信息管理系统于一体。通过对系统的行走装置、料仓、下料装置和称重装置等主要关键部件进行设计与理论分析，确定了系统的结构参数，基于SIEMENS S7-200 SMART PLC开发了自动控制系统，并以行驶速度、定位精度、投喂速度、投喂精度、饲料破碎率为试验指标进行饲料投喂试验。结果显示：系统运行稳定可靠，可以顺利自动启停，行驶速度为12.7 m/min，定位精度误差范围在39 ~58 mm，投喂速度为3.31 kg/min，投喂精度误差小于0.63 %，饲料破碎率低于1 %。整个投喂全程自动化运行，上位机能够实时监视系统的行驶过程和投喂过程。研究表明，该系统提高了饲料利用率，降低了劳动成本和投饲成本，同时一体化的投饲设备能更好管理使用，为水产养殖自动化提供了可行方案。

为科学评估船型网箱在波浪环境中的灾害风险，解决其在极端风浪下灾害预防与控制难题，推动深远海养殖产业发展，本研究采用数值模拟方法，利用 ANSYS 中的 AQWA 水动力模块，对船型网箱在不同结构工况和波浪工况下的动力过程进行模拟，获取数据后用神经网络算法构建受灾因素与结构损伤的非线性关系，并以灰色关联度方法识别主控致灾因子。结果显示，数值模型计算的结构运动响应和动力荷载与试验基本一致，误差不超过10%；所建神经网络模型预报动力灾害情况准确，预测误差不超过5%，均方根误差不超过0.52；确定波高是锚绳断裂主控因子，浮架长度和波高是浮架开裂主控因子。研究表明，该神经网络模型可有效预测船型网箱的受灾破坏，同时为锚绳选型和浮架安全评估提供重要依据。

为探究不同解冻方式(静水解冻、流水解冻、微波解冻、超声解冻)对虹鳟鱼品质的影响，通过测定解冻曲线、感官评定、色泽、质构、保水性、K值、丙二醛含量以及微观结构等，比较分析不同解冻方式下虹鳟鱼品质间的差异。结果显示：静水解冻和流水解冻耗时较长(13.2 min和10.5 min)，且鱼肉保水性与质构特性较差；微波解冻耗时最短(4.2 min)，但鱼肉脂肪氧化程度显著高于其他解冻方式(P<0.05)，K值最大(51.87%)，表明鱼肉鲜度较差；超声解冻耗时较短(5.7 min)，相较于其他解冻方式，可有效维持鱼肉的保水性和质构特性，鱼肉呈亮橙色，肌肉纤维保持完整，能够有效减缓鱼肉脂肪氧化，更适用于工厂大批量解冻。因此，超声解冻既能显著提高解冻效率，又能更好地保持解冻后虹鳟鱼的鲜度和口感，是比较理想的虹鳟鱼解冻方式。研究可为提升虹鳟鱼加工产品质量、满足市场需求以及推动产业发展提供一定理论依据。

针对传统水质检测设备在水产养殖工作中存在检测范围受限和检测深度不足等问题，设计了一款水质检测机器人，并对其进行结构动力学和流体动力学分析，以验证方案设计可行性。首先，完成机器人结构设计与建模，采用有限元方法对电子舱进行静力学强度校核；其次，基于CFD方法，采用RANS和RNG k-ε湍流模型，分析了0.2~1.0 m/s航速下的直航运动性能；最后，运用重叠网格技术，探究了变速运动特性。结果表示：在水下100 m时，电子舱最大等效应力为50.70 MPa，最大形变为0.076 3 mm，满足耐压要求。直航运动状态下，水动力系数(、、、和)分别为−34.75、−37.54、−82.81、−71.16和−93.47。变速运动状态下，惯性水动力系数(、和)分别为−7.32、−24.25和−22.53。该研究不仅为水质检测领域提供了一种具备水下移动能力、可实现全方位检测的新型装备，还为水质检测机器人结构优化与运动控制策略提供了数据支持，推动其在水质检测领域的实际应用。

相对于水产养殖网箱敞开式的空间，养殖工船空间封闭狭窄，难以容纳体积庞大的吸鱼泵作业设备。目前离心式吸鱼泵与真空式、射流式相比，具有结构紧凑、安装作业灵活和吸鱼全程不脱离水等优势，特别适合用于养殖工船。为了解决养殖工程中鱼类损伤最小化和提升捕鱼效率的问题，开发了一款口径为200 mm的离心式吸鱼泵。采用计算流体动力学—离散元法（CFD-DEM）分析叶轮的流场特性，优化吸鱼泵的性能。结果显示：泵内鱼体流动均匀，流速分布良好，且无明显流速差异；流线分布均匀，无鱼体挤压和堵塞的情况；同时，泵道内压力分布均匀，不会对鱼体造成过大的伤害。吸鱼泵试验测试显示，在出口端用网袋分离鱼水，仅有少量鲫鱼有轻微擦伤，疑似分离时被网袋刮伤，无叶轮擦伤的痕迹，满足无损活鱼输送要求。研究表明，离心式吸鱼泵可通过调整口径和转速，以适应不同鱼类，减少损伤，降低劳动强度，提高捕鱼效率和存活率。

鱿鱼是中国的重要水产品，但其加工行业仍依赖劳动密集型操作，存在生产效率低，劳动强度大等问题。本研究提出了一种基于图像识别的柔体建模方法，利用鱿鱼胴体的二维图像生成待加工时悬垂充盈的胴体三维模型，为鱿鱼加工实现自动化提供模型基础。具体方法是先用OpenCV进行图像识别，提取胴体的边缘轮廓及几何信息，再用MATLAB对其进行计算与调整，推导内腔轮廓点与旋转状态胴体轮廓点，并将其绕中心轴旋转生成网格模型。设置两组数据集进行验证，包括同一胴体的不同姿势与5条大小不同的鱿鱼胴体，结果表明胴体模型外轮廓线长度与胴体实际尺寸误差最大为0.66%，3种姿势下生成的模型之间几何尺寸误差都在1%内，证明了该方法的准确性，能适应不同姿势的平展胴体二维图像，生成其待加工时的三维模型。

为探究育苗池气力提升吸污装备作业过程中的气液固三相流动特性，建立管道式气提吸污装置的结构优化方法，采用Fluent计算流体动力学工具，基于欧拉多相流模型以及稠密离散相（DDPM）模型，分析气力提升池底吸污装备结构形式对于吸污性能的影响。试验结果显示：气提管路内的气液固三相流动过程分为初始阶段、泄压阶段、提升阶段和稳定阶段；气提管路的开孔直径、开孔数量与间距、离底高度将直接影响气提吸污性能，适当调整开孔间距将有利于改善气提吸污效果；气提管路的开孔直径的最优值约为4 mm；气提管路开孔数量增加2.5倍，则气提系统效率将降低27.2%；而气提管路离底高度增加3倍，则气提系统效率将降低31.6%，因此应避免增加气提管路开孔数量与离底高度。

深远海养殖网箱作为一种新型的渔业养殖装备，能够在远离陆地的海域养殖经济价值较高的鱼类。为了探究挂网撑杆失稳可能对平台主体结构造成的损伤，以广东某养殖平台为例，利用有限元软件对挂网撑杆的自由端加载不同方向的足够使其发生断裂的位移，以研究典型节点承受不同方向作用力时的开裂过程及极限承载力；又设置不同厚度的浮箱外板，以研究外板与挂网撑杆相对刚度对典型节点断裂行为以及极限承载力的影响。通过数值计算发现，对不同板厚的典型节点加载相同载荷时，6 mm、8 mm 外板主体结构先开裂，10 mm、12 mm 外板则是挂网撑杆先于主体结构断裂。通过统计后发现，当相对刚度从0.5增加至0.67时，质量增加了8.8%，抵抗变形的能力增加了44%；当相对刚度从0.67增加至0.83时，质量增加了8.1%，抵抗变形的能力增加了33%；当相对刚度从0.67增加至1时，质量增加了7.5%，抵抗变形的能力增加了25%。可认为该典型节点钢料的增加对极限承载力的提高作用并不明显，在平台设计阶段可以考虑适当减少板厚。分析结果表明，若网箱主体结构的刚度远大于撑杆刚度，断裂现象通常仅局限于焊缝及挂网撑杆根部，且无法延伸至网箱主体，致使主体结构仅出现局部塑性变形。相反，当网箱主体刚度低于或接近撑杆刚度时，节点主体结构首先发生断裂，且断裂区域逐渐扩展至撑杆部分。研究表明，挂网撑杆典型节点的极限承载力随着浮箱外板厚度的增加而显著增大。提出了各方向典型节点极限承载力的计算方程，为相关工程设计提供了理论依据。

为探讨刺参( Apostichopus japonicus)在室内养殖中的适宜光照条件，将1 680只稚参(体质量0.185±0.014 g)分别置于3种辐照度(1 000 mW/m2、2 500 mW/m2、4 000 mW/m2)的红光(R)、全光谱(W)及黑暗(D)的环境中，进行为期35 d的养殖试验。结果显示，不同光谱及辐照度能够显著影响稚参的生长及生理功能。其中红光4 000 mW/m2组体质量和存活率显著高于全光谱4 000 mW/m2组(P < 0.05)；红光1 000 mW/m2组体长显著高于全光谱4 000 mW/m2组(P < 0.05)；红光1 000 mW/m2组体质量特定生长率显著高于全光谱4 000 mW/m2组(P < 0.05)。对于酶活性，红光4 000 mW/m2组淀粉酶(AMS)、酸性磷酸酶(ACP)和超氧化物歧化酶(SOD)活性最高；全光谱2 500 mW/m2组的过氧化氢酶(CAT)活性最高；红光4 000 mW/m2组超氧化物歧化酶(SOD)活性最高；红光4 000 mW/m2碱性磷酸酶(AKP)活性均显著高于红光1 000 mW/m2组(P < 0.05)。综上所述，建议在室内养殖环境中采用红光养殖稚参，并控制辐照度在1 000~4 000 mW/m2。

为探究不同壁面条件对鱼类游动能力的影响，选取典型的鲹科游动模式鱼类—鲫鱼为研究对象，并进行1:1仿生建模，运用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics，CFD) 方法结合动网格技术进行二维非稳态壁面条件自主推进模拟，研究分析了摆动频率（f）和摆动幅值（A）等运动学参数在不同壁面条件下的变化规律。结果显示：在低摆频小摆幅(f=1.7 Hz、A=0.04 L)时，单侧壁面增加了鱼体启动加速阶段的加速度和巡航速度；当摆频1.7 Hz增至2.5 Hz时，单、双侧壁面影响使加速度分别增加52.7%、75.9%；当频率一定，摆幅从0.06 L增至0.07 L时，受单、双侧壁面影响加速度分别增长32.4%、33.3%。研究表明，低摆频小摆幅下，单侧壁面对鱼体增推作用明显；而在低摆频高摆幅范围内，提高摆频和摆幅可显著提升游泳速度。本研究为鱼类行为学的研究提供了有益参考。

系泊点高度的不同会显著影响平台的水动力特性和结构应力，从而影响平台的稳定性。采用ANSYS研究了半潜式养殖平台在不同系泊点高度下的水动力和结构应力特征。结果表明，系泊点越高，平台运动响应越大，尤其是倾斜角度增大，对平台运维及极端海况下的稳定性不利。最低系泊点P1的锚泊力和应力较大，但未超过限制值，且运动响应最小，有利于平台运营，被推荐为理想系泊点。进一步研究了不同波浪周期和荷载方向对平台运动与受力的影响。仅波浪作用时，锚泊力与应力对波浪周期敏感性低，线位移和纵摇与波浪周期呈正相关关系。波流联合作用时变化趋势与纯浪作用相反。荷载方向0°时锚泊力最大，平台线位移最小。荷载方向15°和30°时，有两根锚链共同承力，锚泊力、纵摇和应力减小，线位移增大。研究结果可为半潜式养殖平台系泊高度的设计和优化提供依据。

梭子蟹（Portunus trituberculatus）具有较高的营养和经济价值，其外观的完整性直接影响其价格。针对梭子蟹分选过程中存在的效率低、成本高和受主观因素影响较大的问题，该研究提出了一种基于改进ConvNext模型的梭子蟹缺陷智能识别方法。首先利用重参数化重聚焦卷积替换ConvNext模型Block模块中的深度可分离卷积；其次在ConvNext模型的Block模块前以及下采样模块后加入坐标注意力机制。改进后的模型在复杂情况下的识别准确率最高，为98.90%，比ConvNext模型高出3.32%。同时，精确率、召回率和F1分数等各项指标均优于其他模型，展现出良好的泛化性和鲁棒性。结果表明，改进后的ConvNext模型能够有效解决梭子蟹分拣过程中存在的问题，为开发梭子蟹缺陷的自动识别和分类系统提供了技术支持，推动梭子蟹分拣技术的智能化发展。

针对机械化海带夹苗设备研发中，海带苗落苗与夹苗过程产生的落苗口堵苗、伤苗等问题，通过对适夹期的海带苗（Saccharina japonica）生物力学特性参数测量，获取海带苗柄、叶在外力作用下的力学特性参数和形变规律。介绍了海带苗的结构组成并对其生物特性进行了测量；使用质构仪和摩擦系数仪对海带苗的力学特性进行了测量并利用EDEM对海带苗的压缩特性进行了离散元仿真验证。结果显示，海带苗柄的抗拉强度的范围为0.67~0.79 MPa，抗剪强度的范围为1.95~2.23 MPa，压缩恢复性范围为0.43~0.46；海带苗叶的抗拉强度的范围为0.52~0.71 MPa，抗剪强度的范围为1.12~1.74 MPa，压缩恢复性范围为0.03~0.06，海带苗柄、叶的抗拉强度和抗剪强度随着加载速度的增大而减小，压缩恢复性随着加载速度的增大而增大。海带苗与不锈钢、橡胶、硅胶三种接触材料之间，当正压力与加载速度一定时，海带苗叶与硅胶之间的摩擦系数最大。基于EDEM的海带苗叶的径向压缩仿真值与实测值的误差为8.2%。研究结果可为海带夹苗设备设计优化提供数据和理论支撑。

为评估生物絮团技术（Biofloc technology）在彭泽鲫（Carassius auratus var. Pengze）养殖中的可行性，并探讨不同总悬浮固体浓度（Total Suspended Solids，TSS）对彭泽鲫生长及其肠道和养殖水体微生物群落结构的影响。试验设计了BF300、BF500、BF700和BF900共4种TSS质量浓度及换水对照组（CW），试验养殖彭泽鲫120 d。结果显示，生物絮团各处理组的水体中TAN和NO2--N均能维持在较低水平。BF500组的增长率、脏体比、特定生长率和肥满度最高，且该组的饲料系数最低，为1.42。各组彭泽鲫的T-SOD和LSZ含量无显著差异（P > 0.05）。微生物群落分析表明，肠道中优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidota）、梭杆菌门（Fusobacteriota）和放线菌门（Actinobacteriota）；肠道中优势菌属为不动杆菌属（Acinetobacter）和鲸杆菌属（Cetobacterium）。综上，彭泽鲫最佳TSS质量浓度为500 mg/L，生物絮团技术可作为彭泽鲫绿色养殖的一种新模式。

针对紫菜加工尾水未经处理直接排放所引发的环境污染问题，以及传统固液分离装置因废藻及杂质特殊粘性而难以满足尾水处理要求的现状，研发了一种紫菜加工尾水固液分离装置。简述了紫菜加工尾水固液分离装置的工作原理，对核心零部件结构尺寸进行设计计算。搭建了试制样机进行性能测试，以紫菜加工尾水分离率和附着率为指标，以辊刷转速，滤网孔径和反冲洗移速为因素，采用Box-Behnken试验设计方法，进行3因素3水平二次旋转正交组合试验。结果显示：最优工作参数为辊刷转速476.28 r/min、滤网孔径0.32 mm、反冲洗移速0.007m/s，在此条件下，样机试验获得分离率84.12%和附着率4.71%，且处理后的尾水无明显沉淀物及悬浮物，满足固液分离要求。研究表明，该固液分离装置具有良好的分离效果，能够显著降低尾水直接排放对水体和土壤的污染风险，缓解富营养化问题，具有较好的推广应用前景。

水产养殖车间高湿度环境易降低车间工程和设施使用寿命。为冬季水产养殖车间提供温湿度联合控制策略，有效降低车间湿度以及通风系统运行能耗，对水产养殖车间试验平台进行热湿环境数值模拟，结合试验数据验证了物理模型的准确性，并对实际水产养殖车间自然通风、机械通风以及机械通风结合供暖3种工况下车间内温湿度分布和结露状态进行研究，提出热湿控制策略，使水产养殖车间相对湿度降低至60%~80%。研究表明机械通风可以有效降低车间内湿度，减少车间内壁面结露状况；机械加热通风结合供暖情况下，室内温度均匀提升，仅在夜间开启机械加热通风，有效降低车间湿度，并且降低运行成本；无供暖情况下，间歇机械通风23 min可达到除湿效果并且能耗较低；仅有机械加热通风情况下，采用热湿空气全热回收，热回收效率可达到71.7%，不仅降低车间湿度，并且明显降低运行能耗。该研究为工厂化养殖车间空调系统除湿节能设计以及温湿度智能化控制研究提供参考。

为研究淡水池塘嵌入式集装槽循环水养殖系统养水区的水质变化以及微生物群落结构特征，测定了养水区3级生物滤池（沉淀池、氧化池、净化池、过滤坝）及生物填料（过滤棉、毛刷）所在区域的水质指标；利用高通量测序技术测定了各生物滤池水体中及生物填料上的微生物群落结构。结果显示：养水区净水系统稳定有效运行，经过各生物滤池处理后的水质最终符合养殖用水的要求。其中氨氮（NH4+-N）、亚硝酸盐氮（NO2--N）、总氮（TN）的去除率分别达到52.97%、63.23%、53.51%。养水区细菌群落主要由变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidota）等33个门组成，生物滤池中水体和滤料上生物膜细菌群落结构有所差异，生物膜的放线菌门（Actinobacteria）相对丰度显著高于水体（P＜0.05）。水体样本组的细菌群落多样性高于生物膜样本组，水样中的细菌种类更多，细菌群落的丰富度较高。相关性分析显示，NH4+-N、NO2--N和TN环境因子显著影响水体组微生物群落结构（P＜0.05），总磷（TP）、有效磷（AP）、溶氧（DO）是对生物膜组细菌群落结构影响较大的环境因子。研究表明，3级生物滤池可有效增加水体中促进氮、磷代谢的微生物菌群，有利于保持水质的稳定，研究结果可为淡水池塘嵌入式集装槽循环水养殖系统构建及水质调控提供理论支撑。

为了标定鱼类颗粒饲料离散元仿真参数，分析颗粒饲料休止角的影响因素，本研究基于堆积试验对颗粒饲料的休止角进行了测定。试验以通威150型号颗粒饲料为研究对象，采用漏斗法、圆筒提升法和抽板法实现堆积角的成型，利用MATLAB软件对堆积图像进行了处理以确定颗粒饲料的边界轮廓，通过Plackett-Burman试验筛选出颗粒饲料之间的静摩擦系数、恢复系数和滚动摩擦系数三个显著影响因素，最后通过Box-Behnken试验，构建了休止角与显著影响参数的回归模型。通过Design Expert寻优确定其最佳仿真参数为：颗粒饲料之间的恢复系数为0.28，静摩擦系数为0.31，滚动摩擦系数为0.14，其中颗粒饲料之间的静摩擦系数及其二次项对颗粒饲料休止角影响最大。试验结果为状鱼类颗粒饲料的离散元参数标定以及颗粒饲料输送与抛洒设备的设计提供了借鉴与参考。

为评估浮萍（Lemna minor）协同生物絮团技术（Biofloc technology, BFT）在凡纳滨对虾（Penaeus vannamei）养殖中的综合效益，本研究构建了浮萍组（DG）与对照组（CG）的45 d对比试验。DG组于网箱内接种40 g鲜重浮萍（不再补充），并以其作为补充饵料。结果显示:DG组硝酸盐氮（NO3⁻-N）、总氮（TN）、磷酸盐（PO43--P）及总磷（TP）浓度较CG组显著降低（P < 0.05）；DG组虾的终末均重、增重率、饲料系数和特定增长率分别为(8.19±0.14) g、(291.69±19.94)%、(1.23±0.03)和(0.030±0.001) %/d，均显著高于CG组（P < 0.05）；DG组肌肉粗蛋白和粗脂肪含量分别为（19.63 ± 0.64）%、（2.48±0.35）%均显著高于CG组（P < 0.05）；DG组虾肌肉的硬度、咀嚼度和系水力均显著高于CG组(P < 0.05),同时必需氨基酸（蛋氨酸、亮氨酸、赖氨酸）含量较CG组虾显著增加9.0%、11.9%和13.1％（P < 0.05）；DG组虾的抗氧化能力和消化能力显著增强（P < 0.05）。研究认为，浮萍-生物絮团养殖模式可以净化水质，改善凡纳滨对虾的生长性能、肌肉营养与品质、抗氧化能力和消化酶活性。

缺氧现象普遍存在集约养殖和活鱼运输中，已成为水产养殖业日益关注的问题。该研究探讨了低氧胁迫对西伯利亚杂交鲟(♀Acipenser baerii×♂Acipenser schrenckii )幼鱼不同运输时间下水质、生化参数、组织结构等的影响。将杂交鲟幼鱼置于溶氧质量浓度为2.5 ± 0.5 mg/L、7.5 ± 0.4 mg/L的环境下进行模拟运输。结果显示，运输12 h后，低氧组中幼鱼存活率为54 %，血清皮质醇( COR )浓度、肝脏碱性磷酸酶( AKP )和酸性磷酸酶( ACP )活性显著高于运输前( P<0.05 )；血清葡萄糖( GLU )含量在6 h后达到最大值; 肝脏丙二醛( MDA )浓度、微量谷胱甘肽( GSH )含量和超氧化物歧化酶( SOD )活性显著高于常氧组( P<0.05 )；低氧组肝脏抗氧化能力( T-AOC )、溶菌酶( LZM )活性均呈现先降低后升高的趋势；运输12 h后，肌肉糖原含量显著低于常氧组( P<0.05 )，乳酸含量在3 h时达到最高；低氧组幼鱼肝脏在运输12 h后出现更严重的组织损伤。研究表明运输过程中低氧胁迫会影响幼鱼的存活率、水质等参数，导致鱼体产生氧化应激反应，加剧肝脏组织损伤。

针对目前水产养殖过程中生产数据易篡改、可信度低及链上存储压力大等问题，构建了基于区块链技术的水产养殖数据存储与溯源模型。该模型采用分级存储策略，将水产养殖中产生的视频与图像等非结构化数据存储于IPFS，仅将其哈希地址上链，并结合加密技术增强数据安全性。针对传感器采集的结构化数据，设计分批上链机制并引入数据压缩算法以降低链上存储开销，同时通过智能合约实现数据的自动校验。以基于Hyperledger Fabric的河豚养殖联盟链为例进行测试。结果显示：构建的基于区块链的数据存储与溯源模型可实现水产养殖数据的可信溯源，链上数据价值密度提高了约91.6%，交易吞吐量可达300 TPS，交易平均时延为0.5 s，显著缓解了链上存储压力，满足水产养殖数据的溯源与存储需求。 

船型网箱是一种新型的大型海洋养殖网箱，由大型浮体、网衣、钢架和系泊缆等组成。不同于传统海洋平台，船型网箱的大量网衣会影响其在波浪中的运动和系泊响应。该研究建立了一种时域耦合方法用于波浪中浮式网箱的响应分析，首先利用三维势流理论计算网箱浮体的水动力系数，然后利用状态空间法模拟浮体辐射力，并通过莫里森方程求解钢架及网衣等的水动力，建立网箱整体运动方程，研究了无网衣、刚性网衣、柔性网衣3种模型以及不同网衣密实度的网箱运动和系泊响应。结果显示，网衣使网箱纵荡增幅超26%，由于网衣的阻尼效应，垂荡和纵摇响应会减弱。柔性网衣比刚性网衣的阻尼效应更明显。该研究结果可为大型网箱在前期设计阶段提供工程借鉴和设计依据。

半潜式平台在无遮蔽海况下面临波流联合作用引发的系泊失效与运动失稳风险。针对可升降式养殖平台设计方案，通过物理模型试验校核其在维修、漂浮、坐底三类典型工况下的水动力性能。试验采用1:75缩尺模型，测量平台6自由度运动响应及系泊链张力动态特征。结果显示：维修和漂浮工况下，波流联合作用导致锚泊力达到最大，且不同荷载组合对平台运动的影响很小。波浪周期对锚泊力及纵摇影响显著，但对线位移影响较小。波流联合作用下，锚泊力和线位移随波周期增大而增加，而在纯浪作用下，这一趋势则相反。坐底工况下，平台具有富裕重力，抗滑和抗倾覆性能较强，运动量和锚泊力可忽略。对比了维修状态和漂浮状态的平台动力响应，在海流或波流联合作用下，增加吃水会增大锚泊力并加剧纵摇，同时限制线位移，而在纯浪作用下，增加吃水深度会减小运动响应和锚泊力。研究结果验证了6点系泊方案的稳定性和锚链强度均满足设计要求，为平台建设提供了依据。

为构建虾菜共生复合种养系统，探讨其在养殖尾水脱氮除磷和资源化利用中的应用潜力。将凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）与红叶甜菜（Beta vulgaris var. cicla L）结合，探究该系统在处理养殖尾水中的有效性。通过监测系统浊度、氨氮（NH4+-N）、硝酸盐氮（NO3--N）、亚硝酸盐氮（NO2--N）、总氮（TN）、总磷（TP）的去除效果，评估其脱氮除磷能力；监测植株、对虾的生长状态，探究系统的氮磷循环；分析系统微生物多样性，探究其脱氮除磷机制。结果显示，系统可显著降低浊度最高达66.9%。系统运行中期对氨氮、硝酸盐氮去除率最高分别为68.6%和86.0%；系统中亚硝酸盐氮总体含量较低，保持在0.10~1 mg/L。红叶甜菜和凡纳滨对虾均保持正常生长状态。植物吸收的氮、磷分别占输入总量的20.6%、 15.4%。红叶甜菜有利于系统富集具有脱氮除磷功能的微生物，实现养殖尾水水质净化。研究表明，虾菜共生复合种养系统具有良好脱氮除磷效果且微生物起到重要作用，该系统也为养殖尾水的资源化利用提供了新的视角，具有重要的实际应用意义。

为探究鱼菜共生系统中不同水蕹菜（Ipomoea aquatica）浮床覆盖率对罗非鱼(Oreochromis niloticus)摄食率、生长性能的影响，设计对照组，水蕹菜覆盖率为0%（C0），鱼菜共生组，水蕹菜覆盖率分别为20%（C2）、30%（C3）和40%（C4），每组3个重复，每7 d作为1个摄食率周期，计算罗非鱼摄食率，饲养35 d后，计算各组罗非鱼的生长指标和测定血清抗氧化能力。结果显示：第7天、第14天，各组摄食率差异不显著（P>0.05）；第21天，鱼菜共生组的摄食率显著高于对照组（P<0.05）；第28天、第35天，各组摄食率表现为C4组>C3组>C2组>C0组（P<0.05）。试验结束时,鱼菜共生组的各项指标均优于对照组，且随着浮床覆盖率上升，各组罗非鱼体重增长率、体重特定增长率增大，血清抗氧化酶（CAT、GSH-PX）活力增强，总抗氧化能力（T-AOC）增大，丙二醛（MDA）含量降低。综合各组罗非鱼摄食率及生长性能指标，可以认为试验范围内，40%浮床覆盖率组养殖效果最佳。

陆基高位圆池养殖模式因具有节地节水、养殖环境可控等优势，近年来在水产集约化养殖中备受关注。为评估该模式对鱼类综合品质的影响，本研究以杂交鳢“雄鳢1号”幼鱼为对象，设置陆基高位圆池精养组与池塘养殖组，开展365 d养殖对比试验，养殖结束后检测生长指标、肌肉常规营养成分、矿物质元素、氨基酸组成及脂肪酸含量。结果显示：精养组与池塘组相比增重率与特定生长率高、饵料系数低，但差异均不显著（P>0.05）；精养组与池塘组相比肌肉粗脂肪含量极显著提高（P<0.01），蛋白质含量差异不显著（P>0.05）；精养组与池塘组相比，钙含量显著提高（P<0.05），而锌、硒、铁、钠含量显著降低（P<0.05）；两组均检测出18种氨基酸，精养组氨基酸总量（TAA）、必需氨基酸总量（EAA）、非必需氨基酸总量（NEAA）和鲜味氨基酸含量（DAA）均显著低于池塘组（P<0.05），但两组EAA/TAA比值均超40%，均属优质蛋白；精养组检出16脂肪酸，饱和脂肪酸（SFA）、单不饱和脂肪酸（MUFA）及多不饱和脂肪酸（PUFA）含量均显著高于池塘组（P<0.05），且独含EPA等6种脂肪酸。研究表明，陆基高位圆池模式可提升肌肉脂肪与功能性脂肪酸含量，但需通过饲料强化优化矿物质与氨基酸平衡，为优化养殖策略及提升水产品营养价值提供了参考依据。

海珍品目标检测是海珍品资源智能化开发的关键性技术。针对水下环境复杂、特征提取困难、目标尺寸各异以及小目标较多导致海珍品目标检测精度低的问题，该研究提出了一种基于YOLOv9-S的改进算法YOLOv9-PAEG。首先，通过引入PfAAM注意力机制和分布移位卷积DSConv2D对SPPELAN模块进行改进，设计出PFAD_SPPELAN模块，提高了模型的检测精度和速度。其次，在模型的骨干网络层引入可改变核卷积AKConv，模型能够更灵活地适应不同大小和形状的特征，从而提高对多尺寸目标、尤其是对小目标的特征提取能力。然后，在模型的颈部层中融入ECA注意力机制，模型对重要特征的表示能力得到了增强，进而提升了检测精度。最后，通过采用GIoU损失函数，模型的收敛得到了加速，定位精度也得到了优化。试验表明，在数据集DUO和UDD上，YOLOv9-PAEG模型的mAP@0.5分别达到了89.7%、77.6%，FPS分别达到了71、69，相比于原模型和其他主流的目标检测模型在检测精度和速度上均有所提升。这充分证明了YOLOv9-PAEG模型的有效性和先进性，能够为海珍品提供更好的检测效果。

为研究边缘计算技术在渔业智能化装备中的应用潜力，针对传统云端处理在实时性和高效性方面的局限，通过将计算资源下沉至网络边缘，提出优化解决方案。本研究系统梳理了边缘计算技术的发展历程，并重点分析了在渔业智能化装备中的关键技术，如计算卸载、数据存储与管理，结合渔业典型应用场景分析边缘计算在提升实时数据处理与系统响应速度方面的作用。结果显示，边缘计算通过将计算资源下沉至网络边缘，显著缓解了网络带宽与传输延迟的瓶颈，同时有效提升了渔业智能化装备的实时性。然而，边缘设备算力有限及异构设备之间协调性不足等问题，仍在一定程度上阻碍了其应用与推广。随着边缘计算与人工智能、大数据及物联网技术的深度融合，边缘计算有望为渔业智能化在远程数据传输能力优化、物联网深度融合等方面，带来更高的智能决策能力和可持续发展潜力，推动渔业行业向更智能、高效和生态友好的方向发展。

为保障海洋牧场环境监测平台服役期间安全稳定运行，提出了一种基于数字孪生技术的结构安全实时评估方法。采用三级数字孪生架构实现了监测平台整体应力分布状态快速预报和实时可视化。对比了台风“贝碧嘉”期间监测平台监测点的轴力仿真数据与实海监测数据，验证了仿真模型的可靠性；通过对多个工况的批量前置仿真计算，建立了覆盖监测平台服役期间常见海况下的结构应力场响应数据库；在多个环境参数同时变化的情况下，基于结构响应数据库通过改进反距离权重插值法（IIDW）进行快速预报。结果显示：监测点上轴力、弯矩和空间位移的插值数据与仿真数据间的平均绝对误差分别为7.62%、11.93%和5.77%，所有2462根结构杆的插值数据与仿真数据间的平均绝对误差分别为6.24%、7.88%和5.39%。本研究提出的海洋牧场环境监测平台结构安全快速评估方法，为平台服役期间整体应力的实时监测和安全预警提供了可行的解决方案。

准确高效监测鱼苗应激行为不仅有助于在养殖过程中调控应激源以减少产量损失，同时也可为育种阶段的鱼苗活力评估提供有效手段。针对鱼苗体积小、养殖密度高和高速非线性运动的特点，提出一种改进YOLOv8n-pose和BoTSort的鱼苗应激行为监测方法。改进YOLOv8n-pose作为检测器，将BMS模块与C2f模块相结合，使模型充分学习不同尺度特征；使用SPPCSPC模块替换原模型的特征融合模块，优化鱼苗相互遮挡情形下的检测精度；最后用N-EMASlideLoss替换原模型损失函数，增强模型的稳定性和对小目标的关注度。在跟踪器部分，基于检测器检测出的目标，结合BoTSORT多目标跟踪算法实现了更适合鱼苗应激时非线性运动监测的方法。最后，提取鱼苗的加速度、摆尾角度和聚集度三种特征进行加权融合，根据融合后的特征值判断鱼苗是否处于应激状态。结果显示，改进后的YOLOv8n-pose算法在目标检测和关键点检测的mAP比原模型分别提高了3.6%和4.5%；BoTSORT算法的MOTA为77.628%、MOTP为80.307%、IDF1为79.573%、IDSW为51，优于DeepSORT、ByteTrack、StrongSORT算法。该研究算法基于特征值的应激行为监测准确率为95.24%，为鱼类苗种培育中应激行为监测提供了新的思路和方法。

为检测梭子蟹蟹笼的上笼下笼数量来评估捕捞过程中的损失，提出了一种基于改进YOLOvn11模型的目标检测与追踪方法YOLOv11n-DFM，通过对关键区域蟹笼数量的检测判断蟹笼上下笼装置是否正常。该方法在YOLOv11n模型的基础上集成了DyHead、FocalModulation和CCFM模块，以增强模型的多尺度特征融合能力，提升对不同尺度蟹笼的检测精度，并减少计算量和内存消耗。同时，采用ByteTrack算法实现对蟹笼的精确追踪。试验结果表明，YOLOv11n-DFM模型在检测准确率上提高了1%，mAP@50-95提升了0.8%，而mAP@50和召回率保持不变，且相较于YOLOv11n模型，检测性能得以提升的同时，保持了相同的检测效率。研究表明，YOLOv11n-DFM模型在梭子蟹蟹笼的检测与追踪任务中表现出色，消耗较少计算资源，适合在算力有限的环境中部署，为渔业监测、资源管理和未来自动化蟹笼排放与收集提供了参考。

高密度聚乙烯（HDPE）是一种新型热塑性渔船材料，其焊接质量是保证HDPE渔船安全的主要影响因素之一。针对HDPE渔船焊缝缺陷检测中存在的缺陷与背景相似度高、小目标特征弱等难题，本研究提出了一种改进的ACA-YOLOv8（Adown-CCFM-AC-mix-YOLOv8）目标检测算法。该方法采用自适应下采样（ADown）策略有效保留缺陷特征，通过跨尺度一致性特征融合网络（CCFM）提升多尺度特征表达能力，并在特征融合过程中引入自注意力与卷积混合（AC-mix）机制增强小目标检测能力。结果显示，改进后的模型在保持轻量化的同时，平均检测精度达到98.9%，较原始模型提升3.2%，参数量减少43.5%，计算量降低2.0G。该算法更能满足工业生产车间HDPE渔船焊缝缺陷检测的设备计算需求。

重量法是工厂化水产养殖水中悬浮颗粒物浓度的常用检测方法，但该方法的检测过程繁琐耗时。本研究选择大菱鲆(Scophthalmus maximus)工厂化养殖水中的悬浮颗粒物为试验对象，通过采集水中悬浮颗粒物视频图像，构建了基于高斯混合模型(Gaussian Mixture Model, GMM)的悬浮颗粒物智能识别方法，以实现水中悬浮颗粒物浓度的自动快速检测。结果显示，通过对水中悬浮颗粒物视频的动态图像灰度化处理和GMM识别背景建模，提取出悬浮颗粒物的可识别图像，建立了识别图像的智能筛选和计数，并使用Python的相关库对智能识别代码程序进行封装，创建出一种水中悬浮颗粒物的智能识别方法。该方法对大菱鲆工厂化循环水中悬浮颗粒物质量浓度检测下限低至0.6 mg/L，且智能识别方法与重量法测定结果表现出良好相关性(R2 =0.981)。通过对大菱鲆工厂化养殖水中悬浮颗粒物24 h连续监测对比，可知智能识别测定值与重量法测定值的相对误差小于5%，表明本方法可实际应用于工厂化水产养殖水中悬浮颗粒物质量浓度的测定。

光伏河蟹养殖池塘环境中，受到太阳能电池板遮挡，致使无人作业船卫星定位系统的精度过低。提出一种基于激光惯性的无人作业船定位方法。首先，对雷达点云数据进行预处理，滤除扰动，降低规模，有效提升了数据的准确性；其次，改进Hector-Slam的定位流程，采用非线性拟合确定障碍物中心，再利用高斯虚化对障碍物中心进行虚化处理，实现地图连续化。同时，采用梯度下降法进行地图匹配，定位结果的抖动明显改善，精度明显提升；最后，采用卡尔曼滤波器对雷达位姿与IMU位姿进行融合，得到更加精确的位姿信息。经样机试验，采用激光惯性融合定位方法得到的定位偏差均值，相比Hector算法定位缩小了46%。研究结果表明，该激光惯性融合定位方法，能代替卫星定位，满足实际生产需求。
关键词：无人作业船；导航定位；2D激光SLAM；数据融合；卡尔曼滤波

针对渔船轨迹多变性的特点，本研究通过在数据预处理阶段对渔船特征参数的优化提高预测模型的精度，旨在能够提高渔船停泊轨迹预测的精度，提出一种基于北斗船位数据并结合长短期记忆网络的（LongShort-TermMemory，LSTM）的渔船停泊轨迹预测模型。通过船舶监控系统（Vessel Monitoring Systems，VMS）船载终端收集北斗渔船船位数据，提取时空位置信息等特征参数，将所收集的北斗船位数据进行预处理，通过使用相关性分析法选择预测模型的输入特征参数，将特征参数按渔船大小类型分类输入并训练模型，最终通过对比预测轨迹与实际停泊轨迹。探究北斗船位数据在船舶轨迹预测的实用性以及渔船类型对停泊轨迹预测的影响。结果显示，模型预测的精度达到92.3%，证明了北斗船位数据在船舶轨迹预测研究的优越性，同时证明了渔船类型与轨迹预测精度呈正相关。本研究为港口以及渔业管理提供了一种新方法。

水下生物目标检测普遍仍采用人工识别的方法，面临着智能化水平低的问题。现有的目标检测算法YOLO系列，存在参数量和计算量大、检测精度差等问题。提出了一种基于RT-DETR模型的改进算法。提出DynaShareNet主干网络，共享stem信息架构以提升特征融合效率并降低计算负担；引入扩张变换器注意块DTAB，结合全局与局部特征交互以增强复杂水下环境鲁棒性；采用MaSA-RetBlock模块，解决目标模糊和低对比度识别问题；以及引入EMASlideVarifocalLoss用于提升难分类目标处理能力。在URPC2020数据集上的试验结果表明，改进算法显著提升了检测精度，mAP50和mAP50:95分别提高3.3%和3.5%，大幅降低了模型复杂度，参数量和计算量分别下降41.7%和47.7%，检测精度和参数量、计算量显著优于YOLO系列算法，同时在RUOD数据集上验证了其良好的泛化性能。研究表明，该改进算法有效提升了水下目标检测的性能与效率，具有较好的应用前景。

牡蛎在贝类养殖品种中产量居首位，具有显著的经济价值。然而，现有养殖设施存在标准化与机械化程度低、抗风浪能力弱等问题，严重制约了牡蛎养殖产业的可持续发展。本研究设计了一种升降式牡蛎养殖平台，并通过物理模型试验，系统研究了该平台在不同波浪参数、吃水及系泊型式下的水动力特性。研究结果表明：养殖平台的运动响应和锚绳力与波高和周期呈正相关，但增长率随周期增加而减小；在相同工况下，垂荡和纵摇变化幅度更为剧烈；在极端海况下，养殖平台从漂浮状态过渡至下潜状态时，纵荡、垂荡、纵摇和锚绳力分别降低了27.32%、45.89%、42.32%和18.47%，抗风浪能力显著增强，其中垂荡和纵摇运动的减弱效果最为显著；与张紧系泊条件相比，松弛系泊条件下的运动响应和锚绳力相对较低，且增幅接近线性关系。本研究为牡蛎养殖平台的研制提供理论支撑，对其他贝类养殖平台的设计研究也具有重要的借鉴意义。

为准确地对深远海框架式养殖平台气隙性能进行预报，以某大型框架式养殖平台为研究对象，基于线性波浪绕射/辐射理论、莫里森方程理论和刚体运动学原理，采用频域方法进行气隙计算，分析了养殖平台细长结构杆件粘性效应、网衣粘性效应、扰动波面升高和定位系泊系统刚度等因素对气隙性能计算影响。结果显示：平台细长结构杆件和网衣的粘性效应会显著改善平台的垂向运动，使得平台气隙性能得到优化，气隙极值增大范围约0.3~1.0 m；扰动波面升高对框架式养殖平台的气隙性能存在显著影响，气隙极值增大范围约0.2~0.7 m、减小范围约0.3~1.6 m；定位系泊系统刚度对平台运动的约束会影响最终的气隙极值，气隙极值减小范围约0.1~0.4 m。研究表明：在进行框架式养殖平台气隙性能预报时，应合理考虑细长结构杆件粘性效应、网衣粘性效应、扰动波面升高和定位系泊系统刚度等因素。