针对鱼类目标检测存在精度低和计算量大的问题，提出了一种基于改进YOLOv8模型的轻量化鱼类目标检测方法YOLOv8-FCW。首先，引入FasterNet中的FasterBlock替换YOLOv8中C2f模块的Bottleneck结构，减少网络模型的冗余计算；其次，引入注意力机制CBAM(Convolutional Block Attention Module)，实现高效提取鱼体特征，提升网络模型检测精度；最后，引入动态非单调聚焦机制WIoU(Wise Intersection over Union)替代CIoU(Complete Intersection over Union)，加快网络模型的收敛速度，提升网络模型的检测性能。结果显示，与原模型相比，改进YOLOv8-FCW模型精确率提升了1.6个百分点，召回率提升了5.1个百分点，平均精确率均值提升了2.4个百分点，权重和计算量分别减少为原模型的80%和79%。该模型具有较高的精确率和较强的鲁棒性，该研究能够帮助养殖者精确计算鱼群数量，提高养殖效率。

生物絮团技术（Biofloc Technology，BFT）在实际应用中易受养殖环境影响产生波动，水处理效率相对较低，后期产生大量的悬浮颗粒物会影响养殖生物健康。因此，采用多种技术方法提升生物絮团系统水质净化功能具有重要意义。本文结合生物BFT原理及应用中存在的问题，综述了各种BFT强化及联用方法、原理、应用效果和适用范围。结果表明，培养硝化型生物絮团能够降低养殖系统有机碳源和溶氧的需求，减少悬浮固体含量；构建生物絮团反应器能够培养高浓度生物絮团，提高含氮化物去除效率。添加益生菌、藻类和基质可以提高养殖生物生长性能和免疫能力，增加微生物多样性，提高氮磷和有机物的去除效率；BFT联合综合营养级水产养殖系统、循环水养殖系统、鱼菜共生系统可以提高营养物质利用率，提高养殖生物产量，降低系统运行成本；展望了BFT强化及联用方法的研究方向与应用前景，认为BFT强化及联用是提高水产养殖系统效率、降低环境风险的关键，随着研究深入，必将推动水产养殖业可持续发展。

水产养殖管理中，精准分割图像中的鱼类生长管理至关重要，但水下环境复杂，图像质量低，现有分割方法面临精度低、泛化能力弱等挑战。提出了一种改进Segformer模型（FT-Segformer，简称SegFT）的水下鱼类图像分割方法。首先，利用四层transformer block提取输入图像高分辨率到低分辨率的不同尺度特征。在解码器部分，借助特征金字塔融合机制增强上下文感知；然后，利用转置卷积还原特征图维度，进一步提升特征学习的效果；最后，构建了一个用于模型评估的真实水下养殖环境的锦鲤数据集UAGF，并在该数据集上进行相关验证试验。结果显示：该模型在mIoU、mPA和mRecall等评估指标上均优于现有方法，分别提升了1.76%、0.39%和0.19%，在mIoU指标上， SegFT分别超越了U-Net、PSPNet、HRNet、Deeplabv3+模型1.92、3.73、3.07和3.58个百分点。研究表明，所提出的方法在复杂的水下环境下，具有显著的有效性和鲁棒性。分割性能上优于现有的监督图像分割方法。

为解决养殖工船养殖舱壁固体废料附着堆积，人工清洁效率低，不能及时清理等问题，设计了一种适用于养殖工船养殖舱的清洁系统。该清洁系统结合养殖舱的养殖特点，设计有清洁装置、绕行装置、传动装置以及排污系统。通过仿真试验分析，得到系统合适的运行速度，清洁装置不同工况下的清洁效率。结果显示，系统的运行速度应该控制在0.5 m/s以内，运行速度越慢，系统的清洁效率越高，提高毛刷的转速能够有效提高清洁效率。毛刷在单位路径下的工作圈数与清洁效率正相关，当运行速度为0.2 m/s、转速为190 r/min时，清洁效果比较理想。清污刮板为30°时，可有效清除残留附着物。研究表明，该清洁系统可解决养殖舱在养殖过程中的清洁问题，且结构紧凑有效，具有较高的工作效率和性价比，有较好的推广价值。

在水产养殖过程中，及时准确地获取鱼苗形体尺寸十分重要。传统人工取样测量方式费时费力，无法满足智慧水产发展的需求。以体长分布在20~100 mm的草鱼 (Ctenopharyngodon idella) 鱼苗为对象，提出了一种基于视觉的鱼体体长快速测量方法，可在无参照和非接触情况下对试验鱼苗进行快速准确体长测量。首先利用RGB-D相机获取目标深度信息和灰度图像，通过图像处理完成目标鱼体与背景分割；进一步对可能存在的粘连鱼群图像提取对应的凹区域和凹点，完成基于凹点的鱼苗个体分离；然后利用改进的细化算法提取鱼体骨架，并筛选出骨架关键点；最后结合图像深度信息完成骨架点三维坐标的转换，实现鱼苗全长准确测量。结果显示，该方法对试验鱼苗全长测量的平均绝对误差为1.62 mm，平均相对误差为4.24%。研究结果可以为水产养殖业分级饲养、智能投喂等应用提供非接触测量技术支持。

三疣梭子蟹（Portunus trituberculatus）是一种具有重要经济价值的甲壳类动物，性别分类的准确性对于优化水产养殖策略和提高海产品加工效率至关重要。本研究提出了一种基于深度学习的自动性别分类方法，采用了增强型卷积神经网络模型SE-ResNet18。该模型结合了Squeeze-and-Excitation（SE）模块和全局平均池化，通过数据增强和优化算法对包含大量雌雄梭子蟹图像的数据集进行了训练和验证。结果显示，SE-ResNet18的总体分类准确率达到99.5%，相比ResNet-18提高了近4个百分点，其中雄性梭子蟹的分类准确率为99.68%，雌性梭子蟹为99.74%。研究表明，SE-ResNet18在三疣梭子蟹的性别分类任务中具有极高的准确性和鲁棒性，能够高效地完成自动化分类任务。

为解决水下图像常见的颜色失真、对比度降低以及有监督方法在缺乏大规模成对的高质量水下图像数据集支持时效果一般等问题，提出了一种无监督水下图像增强方法，该方法利用条件变分自动编码器（cVAE）结合概率自适应实例归一化（PAdaIN）以及多色空间拉伸技术，旨在提高生成图像的视觉质量，确保生成图像与原始输入图像在视觉上具有一致性。此外，多尺度残差连接模块有效减少了非关键信息的传递，进一步提升了模型的性能。该方法提供了一个以依赖参考图像作为训练数据的替代方案。结果显示，该方法在测试集上的峰值信噪比（PSNR）和结构相似性指数（SSIM）分别比FunieGAN和Water-Net提升12%和3%，显著改善了增强后图像的视觉效果，同时，该方法在不同测试集上的优异表现也验证了其良好的泛化能力。研究表明，该方法在无需参考图像的情况下，显著改善了水下图像的质量，有效提升了图像的细节和色彩校正，为水产养殖和海洋监测提供了一个有效的解决方案。

针对生鲜虾夷扇贝人工开壳存在开壳难和效率低，传统热处理开壳易影响生鲜品质等问题，提出了基于瞬时热处理的虾夷扇贝精准开壳方法。为了探明虾夷扇贝的瞬时热处理的精准开壳方法，通过测定虾夷扇贝的体型特征参数，构建精准化蒸汽喷射开壳方法；对比不同瞬时热处理条件下虾夷扇贝的开壳完整率、色差、汁液损失率等，结合感官评价分析，确定最优的瞬时开壳参数。结果显示：相对于140 ℃蒸汽，在160 ℃蒸汽作用下，虾夷扇贝的开口宽度更大，开壳拉力值更小，开壳完整率更高，因此确定瞬时热处理的热源温度为160 ℃；蒸汽喷射时间越长，虾夷扇贝的开壳难度越小，开口宽度越大，综合感官评定，确定瞬时热处理的蒸汽喷射时间2 s。壳长110~120 mm，壳厚22~25 mm，质量为100~125 g/枚的虾夷扇贝，采用蒸汽喷射(160 ℃、2 s)，虾夷扇贝开壳后的开壳完整率100%，汁液流失率0.86%。研究表明，采用瞬时热处理精准开壳能够较好地保持虾夷扇贝生鲜品质，为其自动化加工提供理论依据。

罗非鱼养殖排放尾水特征及沉降特点是影响尾水处理沉淀池设计的关键因素，也是实现尾水高效处理的前提和基础。本研究以海南罗非鱼养殖尾水为研究对象，通过对养殖排放尾水和周边环境进行污染监测及静沉降试验，测定水体总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(CODMn)、悬浮颗粒物(TSS)浓度，分析总结罗非鱼养殖尾水中污染情况及尾水处理合理沉降时间。结果显示：罗非鱼养殖尾水中TN、TP、CODMn和TSS的质量浓度范围分别为2.00~15.60、0.59~2.74、17.20~20.40和2.50~144.00 mg/L；养殖池周边水体TN、TP、CODMn和TSS的浓度范围分别为2.20~5.80、0.44~3.21、4.05~18.95和55.00~152.00 mg/L；养殖尾水中颗粒态氮(TPN)、磷(TPP)平均占比分别为20.80%~62.80%、50.80%~74.90%。尾水经静沉降处理24 h后，上层水体中TSS的下降率达到83.08%，静沉降处理48 h后TSS质量浓度下降84.62%，沉降效果趋于稳定。综合考虑，尾水静沉降时间建议选24 h可有效去除水体中悬浮污染物。

随着扇贝增养殖业的迅猛发展，中国已成为全球重要的扇贝生产国。然而，中国扇贝捕捞技术与装备相对落后，存在捕捞效率低、碎贝量高，以及海底生态环境破坏等突出问题。因此，开发环境友好型捕捞技术与装备对于推动扇贝增养殖型海洋牧场建设具有重要意义。综述了国内外扇贝捕捞的主要技术和装备类型，包括扫荡式、挖掘式、防误捕式、水动力式和抽吸式捕捞技术，以及配套的机械化卸贝装置。通过比较分析，评估其在基础研究、捕捞效率、结构设计、生态影响等方面的优缺点及实际应用效果，梳理了中国扇贝捕捞技术装备存在问题，总结了环境友好型捕捞技术与装备的未来发展方向，通过生态惊扰机理研究和环境友好型装备研发，集成智能化监测管理与控制技术，实现渔业智能化生产和环境保护协调发展，促进中国扇贝增养殖产业健康可持续发展。

为研究饥饿与恢复投喂对大黄鱼的影响，试验以初始体质量为(122.62±11.08) g，体长为(17.9±1.04) cm的大黄鱼为样本，试验分成5组，分别饥饿0d(S0)､饥饿2d(S2)､饥饿4d(S4)､饥饿8d(S8)､饥饿16d(S16)后再恢复投喂至第32天。结果显示：各组大黄鱼饥饿时体质量呈现降低趋势。恢复投喂后，在试验结束时所有饥饿组仅表现出部分补偿生长能力，其中S8组和S16组补偿生长能力较低。血清中甘油三酯以及碱性磷酸酶（AKP）､酸性磷酸酶（ACP）随饥饿时间的延长均降低。试验结束后，其指标在再投喂8 d后恢复不明显。此外，皮质醇浓度和超氧化物歧化酶（SOD）活性在饥饿8d时升至最高，再投喂后恢复不显著。大黄鱼肠道组织结构与其生理生化变化趋势基本一致，肠绒毛高度和肌层组织厚度均在饥饿8 d时降至最低，而再投喂后恢复并不明显。肠道中IL-1β、IL-10和TNF-α基因表达量随饥饿升高，S4组最高，恢复投喂后表达量下降。研究认为：在本试验条件下，饥饿胁迫持续8d及以上会对大黄鱼产生显著影响。因此为保证饲养效果，建议大黄鱼的饥饿时长宜控制在8d以内。

草鱼疫苗注射主要依靠人工注射，具有劳动强度大、注射效率低、注射位置非标准化和注射精准度差等缺点，严重制约水产养殖的发展。根据草鱼疫苗注射特点，制定了疫苗自动注射作业策略，通过开展鱼苗姿态自动识别与快速调整、注射工位自动分配、鱼体输送与拨杆LS-DYNA动力学仿真分析、鱼体柔性固定与快速注射等技术研究，研制了疫苗自动注射样机，以100 ~120 mm长的幼草鱼为自动注射对象进行试验。结果显示：草鱼疫苗自动注射装置产量约为900尾/h，试验幼鱼注射疫苗后3周内的存活率达到98.3%，存活率较人工疫苗注射提高4%。该装置实现了草鱼幼苗的高效连续注射，提高了水产养殖装备自动化水平，对纺锤形鱼幼苗的连续注射均具有参考意义，具有较高应用价值与经济效益。

海水养殖网箱网衣的完整性对于维护养殖效率和生态平衡至关重要。破损的网衣不仅会降低性能，还可能引起养殖生物逃逸，导致经济和生态的双重损失。为评估网衣破损对水动力特性及流场的影响，并探索损伤的初步定位和严重性评估方法，以指导网箱维护策略的优化，建立了基于ANSYS Workbench的单向流固耦合数值模型，流体域中模拟网衣周围的流场，同时将网衣表面所受压力等数据传递到固体域，计算网衣在流体载荷作用下的变形和应力分布，获得了不同破损程度网衣在0.1~1 m/s流速下的流场特性及动力响应。结果显示：网衣阻力与流速呈二次方增长关系，破损程度的增加导致阻力下降，尤其在破损较大时阻力减小显著。流速衰减率在不同破损程度下相对稳定，表明网衣破损对整体流速衰减率的影响有限。在0.5m/s流速条件下，破损网衣前方流速衰减区影响有限，但破损使得网线间流速加快现象更明显，对后方流速衰减区造成显著干扰。网衣整体的最大变形与最大应力并未因破损程度的增加而显著变化，但破损区域附近的应力有明显增大。该研究不仅增进了对网衣水动力特性的理解，而且为海水养殖网箱的设计、性能评估和风险管理提供了重要的技术支撑。

为满足海洋牧场环境监测需求，研制了一种海参底播养殖环境理化指标与视觉监测平台。通过构建数值模型，进行了结构强度分析。基于三维势流理论，建立了风浪流耦合条件下的平台运动响应模型，并利用AQWA软件分析最大重心幅度变化规律。通过优化系泊参数，实现了系泊系统的优化。结果显示，在风浪流耦合作用下，平台重心的最大幅度值被确定为危险工况。当导缆孔位置降低至水下0.5 m时，平台的横摇、纵摇和艏摇幅值分别减少50.6%、61.7%和43.4%；当缆绳长度降至70 m时，这些幅值分别减少28.4%、47.7%和32%。优化后的系泊系统安全系数为1.89，高于允许安全标准1.67。为验证数值模型的准确性，在台风“格美”影响期间进行了实测。海上实测横摇、纵摇、艏摇的最大角度分别为-6.399°、-1.329°和0.774°，与模拟结果相差约2°。模拟与实测的系泊力系数分别为3.63和3.92，且升降趋势基本一致，验证了数值模拟的准确性和安全性。本研究结果为海洋牧场环境监测平台的设计与推广应用提供了理论和技术支撑。

为有效改善广西北部湾海域竹木材质牡蛎筏式养殖装备在长期使用过程中出现的结构损坏与环境污染现象，提高其抗风浪能力，以广西北部湾海域常见长15 m、宽12 m单筏为例，选用HDPE材质筏式养殖装备作为研究对象，采用AQWA软件建立水动力分析模型，并基于频域分析和时域分析方法，以系泊长度与系泊角度作为响应指标，开展筏式养殖装备水动力特性及运动响应研究，获取筏式养殖装备各自由度运动响应和系泊张力变化规律。结果显示：在7级疾风海况迎浪条件下，不同系泊长度与系泊角度下，筏式养殖装备运动响应与系泊缆绳张力均发生显著变化，在系泊缆绳长度与水深之比l/d =1.08和系泊缆绳夹角小于30°时筏式养殖装备运动响应与系泊缆绳张力较小，确定该条件下为最优系泊形式。结论：通过理论和数值仿真分析，为筏式养殖装备面对不同海况下结构状态与安全性提供参数对比和预警，同时也为HDPE材料更好地应用到筏式养殖装备提供理论参考。

随着海洋牧场建设向纵深发展，环境监测平台已广泛应用于海洋牧场海水养殖环境监测中。针对生产使用的海洋环境监测平台数据采集吊舱布放回收过程中因受风、浪、流影响下出现的电缆断裂损坏问题，设计了一种海上平台吊舱减摇装置。基于牛顿第二定律建立了海上平台横摇、纵摇激励下的吊舱减摇装置动力学模型，并使用Matlab/Simulink软件进行了数值仿真分析，比较了有无减摇装置情况下吊舱摆幅的变化情况。结果显示：在有减摇装置的情况下，吊舱的面内角摆动幅度可减小约66.9%，面外角摆动幅度可减小约69%，平均减摇比为67.95%，在已有的理论基础上搭建了样机并进行了试验验证。 结果显示，吊舱减摇装置对吊舱的摆幅具有明显的抑制作用，面内角摆动幅度可减小约73.5%。研究表明，吊舱减摇装置对提高海洋牧场监测平台数据采集系统的可靠性与安全性具有重要的实践指导意义。

为评估设施甲鱼养殖中隔污装置对水质的改善效果。使用72只质量约为300 g的甲鱼，在实验室条件下以配备与未配备隔污装置的小型甲鱼养殖池作为试验组和对照组，测定了氨氮、浊度、化学需氧量（COD）、亚硝酸盐氮等水质指标的变化情况，并采用统计分析方法对数据进行处理。结果显示，试验组的氨氮质量浓度显著高于对照组，最高可达108 mg/L。对照组与试验组的浊度和COD平均变化率分别为14.2%、8.4%和39.5%、15.5%。养殖周期内，对照组COD、总磷和总氮的排放量分别为286.59 g、68.33 g和12.32 g；试验组则为92.21 g、46.01 g和5.07 g。研究表明，尽管试验组的氨氮质量浓度高于对照组，但隔污装置显著降低了浊度和亚硝酸盐氮质量浓度的平均变化率，并减少了养殖周期内COD、总磷和总氮的排放量。此外，换水周期延长至15 d，有效减少了换水量及污染物排放。这一结果表明隔污装置能够有效地隔离污染物，在提升养殖水质方面具有显著效果。

为突破水质监测传感器普遍存在因长期浸泡水中而导致检测灵敏度下降和准确率降低等技术瓶颈，研制了一种升降清洗式水质传感器管控装置。该装置采用Arduino UNO R3作为主控板，结合SIM7020 NB-IoT模块和HC-05蓝牙模块，并基于Blynk平台开发移动端应用软件，用户可以通过手机实时查看和控制设备的运行状态，实现装置的远程和近距离双模式控制。传感器支架设计为可更换结构，能够灵活配置和调节传感器的摆放位置，通过自动化升降和清洗机制，装置能够定期清除传感器探头表面的污垢，确保数据的准确性和传感器的长期稳定运行。选取水质pH和溶氧传感器进行该装置的应用对比测试。结果显示：使用该装置的pH检测传感器的检测数值与采用国标法的pH检测仪检测数值的平均相对误差仅2.13%，而未使用该装置的平均相对误差高达9.51%，具有显著差异（P<0.05）；使用该装置的溶氧检测传感器的检测数值与采用国标碘量法检测数值的平均相对误差仅3.09%，而未使用该装置的平均相对误差高达10.92%，具有显著差异（P<0.05）。研究表明，该装置具有体积较小，系统运行稳定，探头清洗干净和适用场景广的优点，具有良好的推广和应用价值。

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。

随着海洋资源的持续开发利用，现代化海洋牧场与海上风电的融合已成为集约化利用海域空间、提高海洋资源利用效率的重要发展方向。本研究基于FVCOM海洋数值模型构建潮汐驱动的渤海三维双重嵌套高分辨率水动力模型，分析了人工鱼礁群与风机基础联合结构的水动力特征，以及人工鱼礁投放前后风机基础周围的水动力环境变化。对模型进行M2分潮调和分析、潮流流速大小与方向的验证，技能评估参数达到0.81以上，具有较高的模拟精度。结果显示：风电场区域的潮流特征呈东北-西南的往复流动；人工鱼礁群能在较大范围内显著降低风机基础周围的水平流速，普遍降低8%~15%，最高达到32.1%；人工鱼礁上方产生显著上升流，风机基础的来流近前方形成上升流，近后方形成下降流，两者的联合结构能够显著促进水体的垂向混合。研究结果可为海洋牧场与海上风电的融合研究提供新的案例参考。

渔用声呐利用声波来探测水下鱼群分布和活动，通常采用全向发射或指向性扫描发射的方式实现对鱼群位置的初步探测。针对传统全向发射方式信号指向性较差，指向性扫描发射方式波束覆盖不均匀的问题，根据渔用声呐在实际捕捞场景中的需求，提出了一种基于旋转扇区扫描的改进方法。通过水声学算法仿真分析方法，分别仿真分析了扇区数量、边界角度等影响扫描发射性能的因素并进行了水池测试。仿真结果表明，采用4扇区旋转扇区的指向性扫描发射方式，在实现水平360°全向扫描的同时，提高了信号的指向性和探测区域的均匀性：主瓣强度相较全向发射提高8 dB，单个扇区中的发射波束最大强度差小于1.5 dB，波束宽度差在2°以内。综合现有测试条件，通过实验室水池测试了相邻两扇区发射扫描指向性。测试结果表明，所提出的设计方案在两扇区前方64°范围，指向性比全向发射平均高约8 dB，在提高探测效率和精度方面可行且有效，有助于在更广泛的范围内获得准确的鱼群信息。

针对计算资源有限的工厂化养殖对鱼群识别精度和速度之间的平衡要求，提出一种基于YOLOv9和FasterNet改进的轻量级养殖鱼群识别模型FasterYOLOv9-Slim。首先在YOLOv9中引入轻量级骨干网络FasterNet以减少模型参数和计算量；其次利用高维检测头剪枝(HDPrune)降低网络深度以减少干扰信息积累；最后结合改进的特征融合模块FasterRepNCSPELAN4和下采样模块ADown、DownSimper，构建高效的颈部网络(DFA-Neck)，增强特征表达同时降低计算需求。为验证所提出算法的有效性,设计了消融试验和对比试验，消融试验表明，FasterNet和HDPrune分别在降低参数和减弱干扰信息方面起到有效作用，DFA-Neck在整体网络中有效的协调了两者；对比试验结果显示，FasterYOLOv9-Slim在工厂化养殖红鳍东方鲀数据集上的表现超越了YOLOv7、YOLOv8和YOLOv10系列模型中同等规模的先进识别模型，保证高精度的同时参数量分别降低了34.14%、64.02%和22.22%。在与ShuffleNet、MobileNet和RepViT等先进轻量级网络的对比中展现出较好的综合性能。研究表明：该方法能够有效平衡模型在计算资源有限的工厂化养殖条件下鱼群识别的精度和速度。

在开展圆斑星鲽(Verasper variegatus)无水活运技术研究过程中，为延长其保活时间，提高保活率，以达到长途运输充分实现鲜活圆斑星鲽经济价值的目的。本研究采用冷驯化、添加维生素C、麻醉剂及节律调控等方法对圆斑星鲽进行无水活运前处理，以保活时长及存活率为评价指标，筛选最优处理手段。结果显示：在冷驯化处理过程中，以1 ℃/h速率降温，无水活运24~36 h，存活率为83.33%，是未经冷驯化处理的两倍。以冷驯化为基础，辅助添加300 mg/L维生素C和100 mg/L麻醉剂MS-222，24 h存活率提高至100%。此外，活运时辅以500 Lux光照强度，无水活运48 h，存活率为50%，较全暗组提高200%。研究表明，采用冷驯化、添加维生素C、麻醉剂及节律调控等处理技术均能够有效降低圆斑星鲽在运输中的应激反应，减少鱼体损伤，延长保活时间，提高运输存活率，可满足圆斑星鲽商业化运输便捷、绿色、高效的要求。其中采用500 Lux光照强度处理方法运输圆斑星鲽存活率最佳。

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。[] [] 

为探究青鱼皮明胶的最佳提取工艺，提高青鱼的附加产值。以青鱼皮为原料，以明胶提取率为响应值，基于单因素试验结果，选定关键工艺参数超声时间、酶用量、酶解时间和酶解温度进行Box-Behnken试验设计，探讨各参数及其交互作用对明胶提取率的影响，构建了回归模型，并用红外光谱对所取的明胶进行表征。结果显示：青鱼皮明胶的最佳提取工艺条件为：超声时间125 min、酶用量0.22%、酶解时间154 min和酶解温度45 ℃，在此条件下进行3次平行试验验证，得到的青鱼皮明胶提取率平均值为18.28%，与预测值之间的相对误差仅为0.22%，这充分证明了所建回归模型的可靠性和高精度。红外光谱表明所提取的物质具有明胶的基本特征。本研究为青鱼皮资源在明胶及关联产品的开发与应用提供技术参考。

为解决称重传感器在船载状态下稳定性和称重精度差的问题，研究了船舶摇摆对四臂桥电阻式称重传感器输出的影响。获取单体鱼在横倾角度（0°~22.5°）和纵倾角度（0°~10°）的质量数据，通过对称重传感器输出质量和倾斜角度进行多元回归分析。构建多层级BP神经网络结构，架构为4层前向反馈[3-8-1-1]BP神经网络，使用BP神经网络进行预测并用训练模型来调整参数，使其能准确预测鱼的质量，并进行算法补偿方法研究。结果显示：不同原料质量下，最优线性方程中所估测的多元回归系数均达到显著水平(P<0.01）,表明所建立的线性回归方程具有较高的可靠性和良好的线性度，回归分析和有限元分析的结果一致。利用所建立的BP神经网络模型构建船载瞬时称重数据补偿方法，通过船舶横纵倾斜角度来预测实际质量值，BP模型对横倾、纵倾单一作用下，以及复合作用下称重数据的变化均表现出较好的有效性、高精度和较好的泛化能力,BP模型补偿后误差率降低至0.092%，非常接近水平状态下的质量值，误差率低。本研究成果可为船载条件下水产品称重提供参考。

在水产养殖中，水面残留饲料的实时检测可以有效减少饲料浪费和水污染，在经济效益和生态效益方面是双赢的局面。由于水面残留饲料的特殊性，如尺寸小、密集程度高等，使得水面残留饲料检测表现不佳。本研究提出了一种基于改进YOLOv8n的水面残留饲料检测算法，通过增添小目标检测层，融合多尺度特征以增强对小目标检测的精度；引入C2f_Faster_EMA模块，以降低模型的参数量，提高模型检测速度；构建ICBAM模块融入颈部网络，加强网络对小目标的特征信息融合，提升检测精度。结果显示：本研究算法相较于YOLOv8n的@0.5提升了10.3%；精确率P提升7.6%；召回率R提升10.2%；检测速度达到了125FPS。研究表明。该算法能有效实现对水面残留饲料快速、准确的检测。为实现水产养殖的智能化管理提供了技术支持，有望降低饲料浪费，改善水环境质量，提高养殖效益。

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。

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。

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。

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。

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。

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。