国内外拖网减少副渔获物的研究进展_陈晓雪

第49卷第5期渔业现代化Vol.49㊀No.52022年10月FISHERY MODERNIZATIONOct.2022DOI:10.3969/j.issn.1007-9580.2022.05.008收稿日期:2022-09-06基金项目:中国水产科学研究院科技创新团队(2020TD80);山东省重点研发计划(2021SFGC0701)作者简介:董晓妮(1976 ),女,高级工程师,研究方向:渔业装备自动化系统设计㊂E-mail:dongxiaoni@10万吨级养殖工船投饲控制系统设计董晓妮,王志勇,徐志强,汤涛林(中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所,农业农村部远洋渔船与装备重点实验室,上海200092)摘要:针对10万吨级深远海养殖工船多养殖舱集约化㊁自动化控制需求,设计了一套可远程集中控制㊁定量㊁定速作业并进行故障诊断的自动投饲系统㊂采用下料机转速开环控制结合饲料容重的方法来计算投饲重量,减少船舶横摇纵倾对称重传感器测量精度的影响;采用管路压力PID 控制方法降低气力输送在不同管路长度对出口饲料速度和破碎率的影响㊂经工程试验验证,投饲误差小于为2.5%,平均破碎率为0.49%㊂远程自动化控制及故障诊断可大幅提高工作效率,是一套可推广应用于大型移动式工船舱养模式的干式颗粒饲料投饲系统㊂关键词:深远海养殖工船;投饲系统;自动化;试验验证中图分类号:TP29㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1007-9580(2022)05-0061-007㊀㊀近年来,随着我国对海产品需求的逐年增加以及海洋捕捞资源的逐年减少,海水养殖逐渐成为提供海产品的重要来源[1],甚至海水养殖产量超过捕捞产量[2-9],而近海养殖水体环境恶化,水产品品质难以保证㊂为了满足我国海产品数量及高品质的需求,海洋养殖业从近海逐步向深远海发展[10-13]㊂目前,深远海的主要养殖方式是大型养殖网箱和可移动养殖平台[14],而可移动养殖平台以大型养殖工船为代表,在国内已经过海上试验船养殖验证,进入了一个新的发展阶段㊂2022年5月,中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所设计的全球首艘10万吨级养殖工船,采用了深远海移动舱养模式,完成了所有设备的调试试验及试航工作,目前已交付投入正式的移动养殖作业[15]㊂深远海移动舱养模式对作业设备提出了更高的要求,传统的投饲机虽然实现了机械化投撒[16-18],但一方面根据时间粗略估算投饲量的方式精度太低,利用称量传感器的方式在具有横摇纵倾的工船上精度会大受影响,从而影响投饲精度,既造成浪费,增加养殖成本[19-20],又降低鱼类的抗应激能力,也不能获得良好的生长性能[21-25]㊂国内外对于针对投饲控制方面的研究[26-28],也大多停留在研究阶段,更无针对移动式养殖工船的投饲设备应用案例;另一方面单机模式导致舱室设备布置困难㊁日常操作维护工作量大㊁集中管理困难等问题㊂基于此,本研究根据10万吨级深远海养殖工船的实际需求,采用变频电机转速反馈的饲料重量计算和PID 管路压力控制方法,设计了一套全自动化可集中远程控制的风力输送投饲系统,并通过工厂试验和实船应用验证,以期实现对海上养殖平台多舱养殖方式的集中精准投饲㊂1　投饲参数分析及控制技术要求(1)投饲量及投饲速度㊂养殖对象为大黄鱼,每舱水体容积约5600m 3,养殖密度为18kg /m 3,日投饲率为1.8%,每日投饲次数3次,每舱每次最大投饲量为604.8kg,最大投喂速度为20.16kg /min㊂(2)投饲误差㊂投饲量的精准程度直接影响到鱼增重㊁饲料系数及生产成本等参数的计算[29],是养殖最重要的参考数据之一,基于养殖工艺需求,投饲误差不应超过3%㊂(3)破碎率㊂破碎率是颗粒饲料投饲品质的一项重要指标,过高会导致营养流失㊁水质污染及饲料浪费㊂工船养殖投饲管路长度不一,受到管路长度和压力的影响,各舱饲料破碎率会存在差异㊂10万吨级养殖工船投饲破碎率总体指标为不超过2%㊂渔业现代化2022年(4)集约化自动控制及远程故障诊断㊂除了投饲工作,养殖人员还需对增氧㊁水质㊁海水交换等多种系统和设备进行监测和控制,劳动强度很大,需将投饲与其他养殖设备统一在监控室进行集中控制㊁设备状态显示及故障诊断㊂2㊀系统设计2.1㊀系统总体结构10万吨级养殖工船15个养殖舱中,1号舱位于船艏中间位置,其余14个分别对称布置于左右两侧,中间留有9.4m的设备作业中央通道,整船设置了4套投饲主体设备,均布置于中央通道纵向正中间,每套主体设备包含料仓㊁风机㊁下料器㊁分配器等,饲料从料仓至下料器,下料电机旋转使饲料通过分配器进入相应输送管路,最后依靠气力经由入舱阀,通过撒料器将饲料输送并抛撒至各养殖舱的扇形区域内,如图1所示㊂.图1㊀投饲系统总体结构图Fig.1㊀Overall structure of feeding system 2.2㊀下料机电机最低转速的确定下料器是满足投饲需求的重要部件,其额定转速必须满足最大投饲能力即最大投饲速度的要求,两者之间的关系表达式如下:ρn e Vμȡv m(1)式中:ρ为饲料容重,kg/L;n e为下料电机额定转速,r/min;V为下料器容积,L;μ为传动比;v m为最大投喂速度,kg/min㊂根据总体设计,下料器转子每转容积为4.9 L,转子与电机之间减速比为90,养殖所用饲料为浮性饲料和缓沉性饲料,容重范围在0.35~ 1.05kg/L之间,取最小值0.35kg/L,则下料电机的额定转速n eȡ1057r/min㊂为了满足投饲速度可调及后期养殖过程中在水质和增氧作用下养殖密度的增加引起更高要求的投喂能力,下料电机必须转速可调,故选择异步变频电机,其额定转速确定为1450r/min,根据大黄鱼养殖常用饲料容重0.42kg/L计算,额定转速时系统投喂速度可达33.16kg/min㊂2.3㊀分配器控制根据管路布置的最佳路径,将15个养殖舱舱分为4组,各组舱数分别为:4㊁3㊁4㊁4,即系统设置了4个4工位的分配器和对应的管路来实现饲料的输送,每个工位对应一个养殖舱,其中2号分配器实际应用了3个工位㊂采用气缸驱动转盘来实现舱位管路对准功能㊂每个分配器配有两个气缸,分别为推杆气缸和拨杆气缸,每个气缸带有一个磁性开关进行位置反馈㊂控制器通过控制两个气缸的伸缩来拨动转盘到相应的工位位置,通过磁性开关的反馈来校准舱位管路对位㊂2.4㊀投饲精度控制策略传统网箱或者池塘养殖为了提高投饲精准度,一般采用称量传感器进行饲料称重[30],但上26第5期董晓妮等:万吨级养殖工船投饲控制系统设计述方法不适用于深远海工船养殖,传感器会受到船舶横倾纵遥的冲击以及主机振动的影响,从而导致称量不准确㊂因此,本系统采用下料器变频控制及 给定-反馈 闭环方式对投喂量进行精准计算㊂养殖人员可根据各养殖舱鱼类的生长情况,在人机界面上设定当前该舱需要的投饲速度㊁投饲重量及饲料容重三个参数,控制系统据此计算出下料电机需求转速,并通过变频器对下料电机进行转速控制,计算式如下:n s=μv sVρ(2)式中:n s为下料电机需求转速,r/min;v s为当前设定投饲速度,kg/min㊂实际运行中,下料电机转速在启动和停止过程都不等于需求转速,即为非恒定速过程,所以投饲系统的下料速度并不一直等于设定速度,为了提高精准度,当前已投饲重量的计算应为作业过程中投饲速度对时间的积分,可转化为变频器反馈的下料电机实际转速对时间的积分,即:m=ʏT0nVρ2μtdt(1)式中:m为当前已投饲重量,kg;n为下料电机当前转速,r/min;t为当前已投饲时间,min㊂控制系统在进行已投饲重量计算时,要考虑到料仓缺料导致的下料器空转,否则计算会不准确,因此系统在料仓设置有低料位传感器,对缺料情况进行监测㊂当系统接收到缺料信息时,已投饲重量的计算暂时中断,直到此信号消失㊂2.5㊀破碎率控制策略投饲主体设备布置在船舶养殖平台中间位置,15根投饲管路长度不一,最短7.5m,最长85 m,定转速风机进行饲料输送时,输入压力恒定,出口压力与管路长度及饲料在出口处的速度具有一定的函数关系,从而导致管路短的出口饲料速度过大,撒料面积超过设定区域,造成饲料浪费和破碎率过高,必须根据距离远近对管路压力进行自动调整,控制出口速度,最终达到降低破碎率的目的㊂因此,本投饲系统采用在管路的另一侧加装比例阀,通过PID控制算法控制比例阀开度来调整管路压力和各舱出口饲料速度,以达到降低饲料破碎率的目的,同时人机操作界面上设计为管路压力可设置,以便于实际运行中根据不同需求来调整管路压力㊂2.6㊀控制系统设备主要控制关系如图2所示㊂图2㊀投饲系统设备控制关系图Fig.2㊀Control relationship diagram of feeding system equipment36渔业现代化2022年㊀㊀整船15个养殖舱的投饲作业通过一套模块集中控制来实现,控制对象主要是输送风机㊁下料电机㊁比例阀㊁分配器㊁入舱阀及撒料电机等部件,核心控制器件选用西门子S7-1200可编程控制器(programmable logic controller,PLC),投饲速度通过调节下料电机的转速来实现,下料电机的转速调节通过G120系列变频器来实现,机侧控制触摸屏选用昆仑通态12寸TPC1271Gn 触摸屏,遥控通过养殖监控室的上位机来实现㊂PLC 与变频器㊁机侧触摸屏㊁上位机之间均通过网线连接,遵循TCP /IP 协议交换数据㊂系统结构型式为监控室上位机/本地控制 投饲本体设备 ㊂系统控制可在监控室远程上位机或者机侧触控屏进行,为了防止极端状况发生,采用了故障冗余设计,远程和触控屏同时失效时,可用机侧按钮来控制投饲作业,但按钮操作不能进行参数设置,是按照系统默认参数进行临时投饲作业,仅满足当前养殖的基本需求㊂另外,系统设计有一个专用的调试窗口,即当设备因维护或故障需要进行临时试验时,可进入调试界面对投饲系统的风机㊁分配器㊁下料器㊁排空阀㊁撒料器等单个设备进行调试及状态监测,见图3㊂图3㊀机侧触摸屏调试窗口Fig.3㊀Touchcsreen debugging window on the machine side2.7㊀控制流程控制系统上电后即进入投饲模式并自检,加载预设参数,接收投饲指令,系统以下列步骤运行:(1)先打开排空阀至100%;(2)分配器运行至设定工位;(3)启动风机并根据舱位管路长度调整排空阀开度;(4)风机运行30s 后下料器启动,根据设定投饲速度运行并开始计算投饲重量;(5)当计算重量达到设定投饲重量时,下料器停止运行,风机继续运行30s 后停止;(6)如投饲任务未完成,继续下一养殖舱的投饲,循环执行步骤(2)~(5),直至所有设定养殖舱投饲完成㊂2.8㊀远程监控及故障诊断工船每舱每次投饲作业时间约为20min,如果养殖人员现场操作,4个投饲主体同时运行,每次作业时间约为80min㊂当发生电气故障时,维修人员需现场排查,仅查出故障点就需耗费不少时间㊂基于此,系统设计了基于工业以太网的远程监控及故障诊断功能,可在监控室上位机进行自动投饲操作,节省了每天2次投饲大约2.7h 的巡查时间;远程电气故障诊断功能可在上位机46第5期董晓妮等:万吨级养殖工船投饲控制系统设计准确显示故障位置,可帮助维修人员直接找到故障点,减少了故障排查时间;此功能降低了养殖人员的劳动强度,提高了工作效率㊂控制系统程序流程如图4所示㊂24/ "/ .图4㊀控制系统程序流程图Fig.4㊀Control system program flow chart3㊀系统试验3.1㊀系统试验根据总体技术要求对投饲系统进行了性能试验,主要测试系统投饲能力㊁投饲精度和饲料破碎率㊂(1)投饲速度和投饲误差试验试验在中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所中试基地进行,在1号分配器3号工位(对应3左舱)接一根长度为100m的输送管路,管路与撒料头之间采用弯头连接,撒料头比输送管路高出约400mm㊂用容重仪测得试验用颗粒饲料容重为0.47kg/L,根据公式(1)计算得此时投饲速度最高可达37.1kg/min㊂料仓加入足够饲料,撒料头前用结实的透气布袋接收出料,在投饲控制柜设置投饲参数投饲舱号选择3左,下料器运行时开始用秒表计时,下料器停止运行时结束计时,用称重计称量布袋里饲料重量,计算投饲速度和投饲误差,经多次试验,系统试验记录如表1所示㊂表1㊀投饲速度和投饲误差测试结果Tab.1Feeding speed and feeding error test results设置参数投饲质量/kg投饲速度/(kg/min)测试参数实际出料/kg投饲时间/s测试计算结果投饲误差/%投饲速度/(kg/min) 252524.3959.6 2.4424.55 303029.3458.2 2.2130.25 373737.8760.7 2.3536.70㊀㊀(2)破碎率试验在青岛北海船舶重工有限责任公司实船设备及管路全部安装完成后,选择1号及与左舷对称的右舷7个养殖舱进行破碎率试验㊂各舱试验时,先清扫养殖舱底部,在料仓加入40kg粒径为6mm的试验饲料并全部投饲,根据调试压力设置各舱压力值,确保饲料全部落入养殖水舱内,撒料完成后收集舱底全部饲料,用孔径为3mm的纱网筛筛选,将完整颗粒与破碎颗粒分开,对回收到的完整颗粒称重,计算破碎率,并记录数据如表2所示㊂3.2㊀试验结果根据试验记录,饲料容重为0.47kg/L时,系统实际投饲速度与设定速度吻合,实际可达36.7 kg/min,在3种投饲速度下,投饲误差均控制在2.5%以内㊂本研究中投饲精度取决于下料器容积和下料电机的转速检测,干式饲料粉末会在下料器内壁附着并随作业时间增长而累积,长年累月会使下料器实际容纳饲料空间变小,从而导致实际投饲量偏小,投饲误差略有增大,故需定期对下料器进行清理以持续保证投饲精度㊂56渔业现代化2022年表2㊀投饲破碎率测试结果Tab.2㊀Feeding breakage rate test results舱号1舱2右舱3右舱4右舱5右舱6右舱7右舱8右舱管路长度/m70.162.838.314.17.532.35685压力/kPa12.110.58.6 6.5 4.9 5.09.712.3筛选后质量/kg39.7539.7739.8339.8739.8839.8439.7839.71破碎率/%0.630.570.420.330.310.390.550.73破碎率试验中,1舱最高,破碎率为0.63%,5右舱最低,破碎率为0.31%,平均值为0.49%㊂破碎率与管路压力和管路长度有关,各养殖舱管路压力随输送距离长度不同而变化,管路越长,所需压力越大,破碎率总体趋势随着管路长度增加呈微上升趋势㊂另外,压力大小的确定也需考虑饲料在舱内的抛撒面积限制㊂4　结论本研究针对10万吨级养殖工船需求构建了一种集中全自动控制的投饲系统,可完成15个5600m3养殖水体每天3次的投饲需求,在监控室进行集中控制监测,降低生产和运营成本;根据电机转速的精确检测计算投饲重量,提高投饲精度,减少水体污染及饲料浪费;运用PID控制算法调整管路压力来控制饲料出口速度,降低饲料破碎率,是一种适用于多舱养殖模式的干式颗粒饲料投饲系统㊂由于本投饲系统首次应用于此种养殖工况,还需根据后续养殖过程中出现的新需求进行扩展设计,构建适用于多种饲料形式如湿饲料的投饲系统,提高对工船养殖模式的适用度㊂Ѳ参考文献[1]徐皓,谌志新,蔡计强,等.我国深远海养殖工程装备发展研究[J].渔业现代化,2016,43(3):1-6.[2]王德芬,王玉堂,杨子江,等.我国渔业多功能性的研究与思考[J].中国水产,2012(1):15-17.[3]马长震,谌志新,汤涛林,等.基于超声探测技术的深水网箱剩余饵料监测系统[J].微计算机信息,2012,28(4):39-40.[4]吴强泽,袁永明.渔用投饲机产品现状及发展趋势[J].江苏农业科学,2015,43(10):458-461.[5]麦康森.转变增长方式是我国水产养殖持续发展的必由之路[J].渔业信息与战略,2012,27(1):1-6.[6]中华人民共和国农业农村部网站.2021年全国渔业经济统计公报[EB/OL].[2022-07-21]./xw/bmdt/202207/t20220721_6405222.htm.[7]杨晨,孙建,钟馨,等.投饲量对全封闭循环水养殖虹鳟幼鱼水质影响的现场试验[J].水产学杂志,2019(7):6-10. [8]纪春艳.浅析我国水产养殖业的发展现状[J].渔业致富指南,2016(22):14-16.[9]蒋逸民,慕永通.中国海水产品产量与结构变动趋势研究[J].沈阳农业大学学报,2012(1):41-44.[10]麦康森,徐皓,薛长湖,等.开拓我国深远海养殖新空间的战略研究[J].中国工程科学,2016,43(3):90-95. [11]农业部.全国渔业发展第十三个五年规划[N].中国渔业报, 2017-01-09(A01).[12]冯天乔,刘付永忠,于培松,等.我国水产养殖装备研制应用的发展与展望[J].中国水产,2015(7):91-93. [13]刘星桥,骆波,朱成云,等.基于物联网和GIS的水产养殖测控系统平台设计[J].渔业现代化,2016,43(6):16-20. [14]黄温赟,鲍旭腾,蔡计强,等.深远海养殖装备系统方案研究[J].渔业现代化,2018,45(1):33-39.[15]中央纪委国家监委网站.世界首艘!10万吨级智慧渔业大型养殖工船 国信1号 交付运营走向深蓝的 海上粮仓 [EB/OL].[16]庄保陆,郭根喜.水产养殖自动投饵装备研究进展与应用[J].南方水产科学,2008,4(4):67-72.[17]刘思,俞国燕.工厂化养殖自动投饵系统研究进展[J].渔业现代化,2017,44(2):1-5.[18]王志勇,冯书庆,林礼群,徐志强,等.网箱养殖平台自动投饲系统设计与试验分析[J].渔业现代化,2020(5):52-58. [19]陶雷,王素珍,申梦伟,钱生越,等.水产养殖智能化投饲控制系统研究综述[J].江苏农机化,2020(2):17-22. [20]庄保陆,郭根喜.水产养殖自动投饵装备研究进展与应用[J].南方水产科学,2008,4(4):67-72.[21]蔡明浪,胡毅.水产动物投饲策略的研究进展[J].现代畜牧兽医.2021(4):84-89.[22]AHMAD N,SIDDIQUI P J A,KHAN M K,et al.Feeding frequency influences the growth performance of yellowfin seabream (Acanthopagrus arabicus)in cage culture[J].Iranian Journal of Fisheries Sciences,2020,19(3):1073-1082.[23]ABBAS G,WARYANI B,GHAFFAR A,et al.Effect of ration size and feeding frequency on growth,feed utilization,body composition and some haematological characteristics of juvenile snapper,Lutjanus johnii(Baloch,1792)[J].Pakistan Journal of Zoology,2015,47(3):719-730.[24]王文彬.如何正确把握饲养鱼类的投饲数量[J].渔业致富66第5期董晓妮等:万吨级养殖工船投饲控制系统设计指南,2001(17):32-44.[25]万云辉.浅谈鱼类生长与饲料量质的关系[J].渔业致富指南,2002(13):16-16.[26]赵思琪,丁为民,张建凯,等.基于模糊逻辑控制的鱼塘养殖精准投饲系统设计与试验[J].农业现代化研究,2019,40 (3):527-536.[27]吴强泽.池塘养殖智能投饲系统的研究[D].南京:南京农业大学,2016.[28]吴敏.物联网技术与集中式自动投饲增氧一体化技术的集成研究[J].农业装备技术,2016,42(1):11-14. [29]马恒甲,冯晓宇,鱼类投饲策略的研究进展[J].饲料与肥料,2017(12):24-26.[30]唐荣,沈逸,许鹏,等.池塘养殖全自动精准投饲系统设计与应用[J].农业工程学报,2021,37(9):289-296.Design of feeding control system for100000ton aquaculture vessel DONG Xiaoni,WANG Zhiyong,XU Zhiqiang,TANG Taolin(Fishery Machinery and Instrument Research Institute,Chinese Academy of Fishery Science,Shanghai200092,China)Abstract:Aiming at the requirements of intensive and automatic control of multiple tanks on a100000ton deep-sea aquaculture engineering vessel an automatic feeding system was designed,which can be remotely controlled centralized,quantified,fixed speed,and fault diagnosis.To reduce the influence of ship roll and trim on the measuring accuracy of the load cell,the feeding weight is calculated by using the method of open-loop control of the speed of the feeder and feed bulk density;The pipeline pressure PID control method was used to reduce the feed breakage rate in pneumatic conveying with different pipeline lengths.The experimental results showed that the feeding error was less than2.5%and the average breakage rate was0.49%.It is a set of dry pellet feed feeding systems that can be popularized and applied to large mobile engineering ship feeding modes.Key words:deep-sea aquaculture vessel;feeding system;automatic;test verification76。

浙江理工大学本科毕业设计（论文）文献综述报告随着机器人应用领域日益扩大,自动化水平不断提高,特别是在水下、高空及危险的作业环境中, 迫切希望能给机器人末端赋予一个类似人手的通用夹持器,以便在危险、复杂及非结构化的环境中,适应抓取任意形状的物体，完成各种复杂细微操作任务的要求,机器人多指灵巧手正是为了适应这一需要而提出的[1] 。

2 国外多指手发展历史及研究成果目前，国内和国外都有一些非常有代表性的多指灵巧手被制造出来。

国外多指手的研究始于20 世纪70 年代,其中具有代表性的早期灵巧手有: 日本“电子技术实验室”的okada灵巧手[2]。

如图1 所示，该手有3个手指, 一个手掌, 拇指有3个自由度, 另两个手指各有4个自由度。

各自由度都由电机驱动,并由钢丝和滑轮完成运动和动力的传递。

这种手的灵巧性比较好, 但由于拇指只有3个自由度, 还不是最灵巧的手。

另外, 在结构上, 各个手指细长而单薄, 难以实现较大的抓取力和操作力[3]。

图1 okada 灵巧手美国斯坦福大学研制的stanford/jpl手，也是一种非常具有代表性的多指灵巧手。

如图2 所示，这种手没有手掌，共有3个手指，每根手指有3个关节，拇指相对另两个手指而立。

手指内采用的也是腱、滑轮传动方法。

这种手的自由度较少，易于设计、制造和控制，所以，目前对这种手的研究比较多，也出现了许多与其相类似的手。

国内北航研制的多指灵巧手就是一种仿jpl手[5,6]，也有3个手指，每指3个关节，外表结构也极其相似。

国防科大研制的多[4] 指手的模型[7]，也是一种仿jpl的手。

这种手由于每个手指的自由度只有3个，在抓取物体时，抓取点（指尖位置）一旦确定后，其抓取姿态就唯一确定。

因此，实际上手指没有冗余关节，也就没有抓取的柔性，无法像人手一样进行灵巧的抓取和操作[5]。

图2 stanford/jpl 灵巧手图3 utah/mit 灵巧手1982年美国麻省理工学院和犹他大学联合研制了 utah/mit灵巧手[8,9] 。

2019年 第10期
海洋开发与管理
61
西南大西洋乌拉圭近海双船拖网捕捞调查
薄 佳 男1,李 如 高2,吕 大 杰3,常 云 峰1,宋 伟 华1
(1. 浙江海洋大学水产学院 浙江省海洋渔业装备技术研究重点实验室 舟山 316000; 2. 舟山市高翔渔具有限公司 舟山 316100;3. 舟山震洋远洋渔业有限公司 舟山 316100)
随着海洋渔业“走 出 去”战 略 的 深 入 实 施,我 国 已成为世界主 要 远 洋 渔 业 国 家 之 一[4],并 在 非 洲 和 南美洲发展过洋性 渔 业,其 中 拖 网 是 重 要 捕 捞 方 式 之一。本研 究 调 查 乌 拉 圭 近 海 双 船 拖 网 捕 捞 的 渔 具和渔法,为我国在 西 南 大 西 洋 开 展 拖 网 捕 捞 作 业 提供参考。
收 稿 日 期 :2019-04-10;修 订 日 期 :2019-09-25 基金项目:浙江省重点研发计划项目(2018C02040);浙江省自然科学基金项目(LY14C190005、Q14C190005);浙江省海洋渔业装备技术研 究 重 点 试 验 室 资 助 项 目 (MFET201406);浙 江 省 一 流 学 科 开 放 课 题 资 助 项 目 (20160021). 作 者 简 介 :薄 佳 男 ,硕 士 研 究 生 ,研 究 方 向 为 渔 具 渔 法 与 渔 业 工 程 技 术
文 章 编 号 :1005-9857(2019)10-0061-04
InvestigationonFishing MethodsofDouble-boatTrawlingGear alongtheCoastofUruguayintheSouth-westAtlantic
BOJianan1,LIRugao2,LYU Dajie3,CHANG Yunfeng1,SONG Weihua1

第41卷第4期安徽理工大学学报(自然科学版)2021年7月Journal of Anhui University of Science and Technology(Natural Science)Vol.41No.4Jul.2021采煤塌陷水体温度和pH值对底泥氮磷释放影响陈晓晴，高良敏，胡友彪，张海涛(安徽理工大学地球与环境学院，安徽淮南232001)摘要:磷释放会引发水体富营养化等一系列环境问题。

通过现场采样、室内测试和模拟实验,研究分析了水体不同温度和pH值条件下底泥氮、磷释放的变化特征及其影响机制。

研究结果表明：底泥中氮、磷释放的最佳水体温度是15玄，温度过高(工30七)或过低(W5P)都不利于底泥中氮、磷的释放;pH值对底泥释氮和释磷的影响机制不同，随着pH值的增加(pH=6,8,10)底泥释氮量减小，而释磷量增加。

研究成果对采煤塌陷区水体富营养化防控具有一定参考价值。

关键词:采煤塌陷区;水体;氮;磷;温度;pH值中图分类号：X821文献标志码:A文章编号：1672-1098(2021)04-0012-06Effects of Temperature and pH Value of Water in Coal Mining Collapse on the Release of Nitrogen and Phosphorus from SedimentCHEN Xiaoqing,GAO Liangmin,HU Youbiao,ZHANG Haitao (School of Earth and Environment,Anhui University of Science and Technology,Huainan Anhui232001,China) Abstract:The release of nitrogen and phosphorus in sediment will cause a series of environmental problems.The variation characteristics and influence mechanisms of nitrogen and phosphorus release in sediment under different water temperatures and pH value were analyzed by field sampling,laboratory testing,and simulation experi­ments.The results showed that15°C was the best water temperature for nitrogen and phosphorus release,the temperature too high(M30弋)or too low(W5%)was not conducive to the release of nitrogen and phosphorus in sediment・In addition,the effect of pH value on nitrogen and phosphorus release in sediment was diffeTent.As pH value increased(pH=6,8,W),nitrogen release in sediment decreased while phosphorus release increased. The research results have a certain reference value for the prevention and control of water body eutrophication in coal mining subsidence areas.Key Words:coal mining subsidence area;water body;nitrogen;phosphorus;temperature;pH value煤炭是我国的主要能源，其中95%都来自于地下开采UM。

CPP可调桨在拖网渔船上的最大化利用作者：闻涛刘彬赵明浩来源：《中国水运》2021年第11期摘要：隨着科学技术的不断进步，越来越多的新技术、新工艺应用到了渔业船舶领域，CPP可调桨无疑是其中一项具有颠覆性的技术。

本文根据柴油机特性简要介绍拖网渔船采用FPP定距桨的缺点，对比分析采用CPP可调桨的技术优势，探讨利用CPP可调桨系统主机的恒转速特性来提高主机负荷和利用率，进而提高主机燃油经济性，实现CPP可调桨在拖网渔船上的最大化利用，以期更多的业内人士共同探讨设计建造经济、安全、高效、节能的新型拖网渔船。

关键词：CPP可调桨;FPP定距桨;主机;拖网渔船;特性曲线中图分类号：U662.2 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2021）11-0088-04随着科学技术的逐步发展和我国近年来对远洋渔业的重视及鼓励性政策，我国海洋渔业实现了飞跃式发展，目前已跃居世界第一渔业大国，渔船保有量多年稳居世界第一。

但是飞速发展的背后我国渔船依然普遍存在装备陈旧，作业方式落后，一些关键设备依赖进口的现象，作业渔船能耗投入多，效益产出少，在一定程度上严重制约了我国渔业的健康发展。

随着全球对废气排放污染物治理力度的加大，特别是碳中和理念的提出，高效、节能、经济、环保型船舶已是大势所趋，为CPP可调桨在我国渔业船舶上的推广运用注入了动力。

本文主要介绍了CPP可调桨在拖网渔船上的应用优势以及如何实现其最大化利用，以期更多的业内人士共同探讨设计建造更加节能高效的拖网渔船。

1 国内外CPP可调桨在渔船上的应用现状相对而言，欧美等国可调桨起步较早，技术较为成熟，目前欧美及日本等国家主流的远洋渔船已普遍配置了可调桨推进装置，可调桨在渔业船舶上得到了较大规模的应用。

反观我国，CPP可调桨主要应用在海巡、海监、港作拖轮、科考船等机动性要求较高的特种船舶上，其在渔业船舶上的应用尚处于起步、探索阶段，仅近几年有少量大型拖网渔船配置。

力值 ， 对 比船 模拖 曳试 验结 果 证 实 了 Ｃ Ｆ Ｄ应 用 于 阻 力计算 的准 确 性 。 以上研 究 表 明 Ｃ Ｆ Ｄ 方 法 具 有较 好 的可靠 性 和精 确性 ， 对 于 造价 相 对 较 低 的
渔 船进行 线 型优 化具有 重要 的理 论指 导 意义 。
流 场连续 方 程为 ：
１ ． １ 控 制方 程
直很 少 。杨 校 刚等 ｊ 、 张 晓君等 采 用 Ｃ Ｆ Ｄ 的
不 可压缩 流 体连续 性方 程与 Ｒ Ａ Ｎ Ｓ 方 程 的张
量 形式 为 … ：
方法对总长 ４ １ ｍ的钢质拖网渔船进行三维船体 数 值模 拟及球 艏 线 型 优 化 ， 得 到 相应 速 度 下 的阻
能专 项 研 究 的 重 点 对 象 。迟 云 鹏 等 ｊ 、 赵 智 萍
等Ｌ ８ 对拖 网渔 船进行船 模阻力试 验 ， 结 果 都 表 明， 采用 球鼻 艏和球 艉船 型对 降低 船舶 阻力 、 改 善 尾部 伴 流分 布 有 明 显 效 果 。本 文 将 Ｃ Ｆ Ｄ 技 术 应 用 于拖 网渔船 的 阻 力性 能 研 究 ， 为 低 成本 辅 助 设 计渔 船船 型提 供 新思 路 。研 究依 托 “ 上海 市 渔 船
舶水 动 力性 能 的辅助方 法 。但是 针对 渔船 的研 究
一
船更 新 改造 主流 船 型 主尺 度 论 证 、 船 型优 化 等 问 题 系统 开展标 准 化 研究 ， 旨在 解 决 我 国渔 船 阻 力 性 能差 、 设计 方法 落后 等问题 。
１ 数 值 计 算 方 法
数 值计算 模 型如下 ：
解析 解 ， 因此船 模 试 验 一 直 是研 究 船 舶 周 围流 场 特性 的 主要手 段 。但是 船模 加工 周期 长 、 成 本高 、 无法 重 复利用 造 成 船模 试 验 投 资 较 大 ， 对 于 建 造

! ! 海洋工程建设中， 施工所引起的悬浮物和水 下爆破冲击波对渔业资源损害较为常见。目前此 损失尚未找到合适的评估方法， 相关的研究也不 多见。在水下爆破方面， 贾晓平等
［ %］
源影响的实验研究， 没有涉及资源损失量评估问 题。在现有的评估实践中， 鱼类重量直接损失是 经济损失评估的基础。但在浅海， 作为鱼类产卵
为3445年主要渔获物品种的体重和体工程施工对渔业资源的影响根据工程分析该工程施工期对渔业资源生物的影响主要来自海上铺管作业产生的底泥悬浮物和码头区堤基爆破挤淤作业产生的冲击波和悬浮物
! 第 !" 卷第 # 期 ! ! ! ! ! ! ! ! $""# 年 %$ 月&
! !
水! 产! 学! 报
"#$%&’( #) )*+,-%*-+ #) .,*&’
［ (］ 和索饵的特殊水域 ， 工程引起的鱼卵、 仔鱼和
、 崔毅等
［ $］
、
［ !］ ［ +］ 蒋玫等 和尚龙生等 进行了冲击波对鱼类资
幼鱼损失数量较大， 若仅仅依据重量损失评估， 一
收稿日期： $""# 6"+ 6$* 资助项目： 上海市 ,"* 专项 （ 7"% ’ % ） 资助 作者简介： 徐兆礼 （ %,(* ’ ） ， 女， 浙江温岭人， 研究员， 从事海洋生态学和海洋生态环境影响与评价。 -689:1：;:908:<= >?@1:5+ 2 AB92 <4B2 5<
)( ［ * ’ )］ )#
。依 各 站 拖 网 渔 获 量 （重量 +・
)(
尾数 %&’ ・ ,( ,( 、 算， 计算式为： "# $

向诱 导结 晶使 得 聚 乙烯 纤 维脆 性 大 幅增 加 ， 从 而 使得 聚 乙烯纤 维 的 结节 强 度 急 剧 下 降 。因 此 ， 聚 乙烯纤维 的 增 强 增 韧 是 扩 大 渔 用 聚 乙烯 纤 维 在 大 型渔具 中应 用 所 面 临 的 首要 问 题 。 由 于 目前 国 内外 尚未 对 渔 用 聚 乙烯 纤 维 进 行 系 统 的 改 性
高 的稳定 性 ， 采用 挤 出工 艺或 直 接在 注射 机 上 注
供借鉴 的思路 ， 在此基础上为渔用以低密度聚 乙烯 （ Ｌ Ｄ Ｐ Ｅ ） 为基体原料 ， Ｐ Ｏ Ｅ为增韧材料 ， 采用密炼 塑化 、 双辊混炼 、 模压发泡方法 制备高发泡 弹性
以在我国渔业生产中大面积推 广应用 ； 根据渔具
作业 特性 ， 以现 有 网材 料 和技 术 为 基 础 ， 研 究 具
有渔具作 业适配特点 的单 因子或多 因子 功能 网
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３— ０ ７— ２ ５
工作 ， 因此 ， 本 文综述 了聚 乙烯塑料 的增韧改性
基金项 目：国家科 技支撑计 划项 目（ ２ ０ １ ３ Ｂ Ａ Ｄ １ ３ Ｂ ０ ３ ， ２ ｏ １ ３ Ｂ Ａ Ｄ １ ３ Ｂ ０ ２ ） ， 中央级公益性科研 院所基本科研 业务 费专项 资 金（中国水产科学研究 院东海水 产研 究所 ）资助项 目（ ２ ０ １ ２ Ｍ ０ ２ ） ， 中国水产科学研究 院基本科研 业务 费专项项 目（ ２ ０ １ ２ Ａ１ ３ ） 、 中国水产 科学研 究 院基本科 研业 务费 专项课 题 （ ２ ０ １ ３ Ａ １ ２ ０ １ ） 和领 军人 才项 目 “ 节能降耗型 网具的研发与产业化” 作者简介 ：闵明华 （ １ ９ ８ ５一） ， 男， 博士 ， 主要从事渔用纤维新材料研究 。Ｅ ． ｍ ａ ｉ ｌ ： ｍ ｉ ｎ ｍ ｈ ＠ｅ ａ ｓ ｔ ｉ ｆ ｓ ｈ ｅ ｒ ｙ ． ａ ｃ ． （ ３ １ ＂ １

电力推进拖网渔船节能效果试验曹建军;左明亮;胡欣【摘要】为节能减排,借鉴铁路电传动技术基础及大型客船、科考船上的电力推进技术并运用到拖网渔船上.为验证节能效果,通过选取船型相似的电力推进拖网渔船与常规推进的拖网渔船进行实船同航速、同拖力的燃油消耗对比试验.结果表明,电力推进拖网渔船在拖网作业中有一定的节能效果,较常规拖网节能5％左右,而在中高速航行中节能效果比较明显,航速也比较快,同比常规船能提高1节左右,节能30％以上.研究认为,在满足渔船工况复杂的情况下,使用电力推进拖网渔船,可以达到节能减排的目的.【期刊名称】《渔业现代化》【年(卷),期】2014(041)002【总页数】4页(P67-69,62)【关键词】拖网渔船;电力推进;航速;节能【作者】曹建军;左明亮;胡欣【作者单位】中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所,上海200092;北车船舶与海洋工程发展有限公司,上海201206;中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所,上海200092【正文语种】中文【中图分类】S972.7+1我国是世界上渔船数量最多的国家，渔船耗油量占海洋渔业生产成本的50%以上，约占全国柴油总消耗量的13%[1]。

据统计，同一船型我国的渔船在油耗方面相比国外至少高出15%以上[2]。

电力推进是船舶推进方式之一，它由原动机带动发电机发电，再由电动机驱动螺旋桨；电力推进具有良好的经济性，同功率的船，电力推进要比内燃机推进耗油减少10%左右，航速可提高0.5节[3]。

早在2004年，日本就设计建造的电力推进渔船，发现确实可以降低燃油成本[4]。

借鉴铁路电传动技术基础及大型客船、科考船上的电力推进技术经验，电力推进技术在我国渔船领域也逐步得到推广应用。

2011年，福建漳州市东山县华业船舶修造有限公司和船东合作建造的国内首艘36.5 m电力推进拖网渔船顺利通过验收，取得了船检部门核发的船舶检验证书，标志着节能电力推进渔船项目及国内首艘具有自主知识产权的电力推进渔船研发建造圆满成功[5]。

基于层次分析法的南极磷虾瞄准捕捞网口路径规划
姚宇青;戴阳;王鲁民;王书献;陈帅;杨胜龙;石永闯
【期刊名称】《海洋渔业》
【年(卷),期】2022(44)5
【摘要】为克服人工规划网口捕捞路线的主观性和滞后性,提高我国南极磷虾捕捞的自动化水平,设计了基于层次分析法的南极磷虾捕捞网口前进路线规划体系。

在分析磷虾虾群体积反向散射强度数据图像获得磷虾的局部密度中心位置的基础上,以3次B样条曲线为路径规划器,构造磷虾虾群的路径簇。

采用层次分析法建立路线评价模型,评价候选路线的优劣,以经济性和可控性为准则,以捕捞率、路径长度、平均曲率、拐点个数量化各个指标,构造路径择优体系,获得最优路径。

在现有实测数据基础上的实验结果表明,本算法磷虾捕捞率为94.33%,比人工规划路线的捕捞率多了9.80%、规划路线平均总耗时为2.5 s,可以满足磷虾捕捞网口前进实时规划的要求,有利于实现瞄准捕捞,提高捕捞效率,降低人工成本。

【总页数】12页(P598-609)
【作者】姚宇青;戴阳;王鲁民;王书献;陈帅;杨胜龙;石永闯
【作者单位】上海海洋大学信息学院;中国水产科学研究院东海水产研究所;大连海洋大学航海与船舶工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】S973.9
【相关文献】
1.南极半岛邻近水域南极大磷虾商业捕捞群体的年龄结构时空变化
2.国内首艘南极磷虾捕捞船开赴南极
3.网口结构变化对南极磷虾桁杆拖网水动力性能的影响
4.南极磷虾捕捞加工船利用现状及趋势分析
5.南极磷虾捕捞加工船结构优化分析
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

第１３卷　２０１３芷　第１期　１月　中　国水运　

Ｏｈ　ｉ　ｎａ　Ｗａｔｅｒ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｎｏ．１　２Ｏ　３　

拖网渔船模型阻力试验研究　郭观明’，郭欣　（１浙江省海洋水产研究所，浙江舟山３ｌ６１００；２浙江海洋学院船舶与建筑工程学院，　

摘要：通过船舶拖曳水池，对一拖网渔船进行了船模阻力试验，计算了经阻塞效应修正的船模阻力曲线和实船有　效功率曲线，为实船有效功率的选取提供了参考。　关键词：拖网渔船；阻力试验；有效功率　中图分类号：Ｕ６７　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６—７９７３（２０１３）０１－００１０－０２　

给特定的拖网渔船配置什么样的柴油机和螺旋桨，是值　得我们深思的问题。通常可以通过数值模拟方法来确定柴油　机的有效功率，但数值模拟后仍需要对其进行拖模试验，以　获得比较理想的有效功率，从而选取船机桨相对匹配的柴油　机和螺旋桨。本文就是通过拖模试验的方法来研究拖网渔船　的阻力问题。　一、

基本理论　

实船总阻力换算采用傅汝德法。船模总阻力Ｒ　分成两　个部分，即摩擦阻力Ｒ　和剩余阻力Ｒ　。摩擦阻力计算采用　１９５７一ＩＴＴＣ公式：　

Ｆ　ｒ　１　Ｒｆ　＝　Ｐ　Ｓ　Ｖ　Ｃｆ　

０．０７５　ｃｆｍ　（１ｇＲｎｍ一２）　

…　Ｖ　

其中Ｓ　为湿表面积，Ｐ　为船池水密度，　诺数，ｖ　为池水的运动粘性系数。　船模总阻力系数以Ｃ　可根据下式计算：　

Ｌｔｍ　ｐｍＳ　

（２）　（３）　

（４）　Ｒ　为模型雷　

（５）　船模剩余阻力Ｒｎｎ及其剩余阻力系数Ｃ　可根据下式计　算：　Ｒｒｍ＝Ｒｔｍ－Ｒｌ　

Ｒ，，　

（６）　

Ｃｒｍ　ｌ　（７）　实船在对应速度的剩余阻力值可直接换算如下：　

Ｒｒｓ＝Ｔ　ｍ　２　（８）　

实船的摩擦阻力系数Ｃｆ。仍按１９５７一ＩＴＴＣ公式计算，并　可依下式得到实船的摩擦阻力值Ｒ　。：　

Ｒ　。＝ｊｐ。ａｍｙ。　（Ｃｆ　＋５Ｃ　）　（９）　Ｖ　＝√　（１０）　其中，Ｐ　为１５。Ｃ条件下的淡水密度，　为船模缩尺比，　Ｖ　为实船速度，／ＮＣ　＝Ｏ．４×１０。为表面粗糙度修正。　实船自身对应处的总阻力系数ｃ　及总阻力Ｒ　为：　ｃ，ｓ＝ｃ　＋　＋△Ｃ，　（１　１）　

第33卷第2期20 18年4月大连海洋大学学报J O U R N A L O F D A L I A N O C E A N U N I V E R S I T YV〇1.33No.2Apr.2018DOI：10.1653^/j.c n ki.d1hyxb.2018.02.019文章编号：2095-1388 (2018)02-0258-07黄海双船有翼单囊拖网网囊最小网目尺寸研究陈仁杰“2,李显森2,樊钢洲2,赵宪勇2、3,张国胜1(1.大连海洋大学海洋科技与环境学院，辽宁大连116023; 2.中国水产科学研究院黄海水产研究所农业部海洋渔业可持续发展重点实验室，山东省渔业资源与生态环境重点实验室，山东青岛266071; 3.青岛海洋科学与技术国家实验室海洋渔业科学与食物产出过程功能实验室，山东青岛266237)摘要：为支撑《全国海洋捕捞渔具目录》的实施与管理，针对黄海双船有翼单囊拖网的网目选择性，于2017年8月在黄海南部的海州湾水域进行了不同网囊网目尺寸（40、54、60、70、90 m m)的套网法拖网试验，通过分析不同网目尺寸（40、54、60、70、90 m m)下主要渔获的逃逸率与幼鱼的释放效果，并结合数学建模方法对生态效益和经济效益进行了权衡研究。

结果表明：随着网囊网目尺寸的增大，渔获逃逸率逐渐增加，对幼鱼的释放效果显著，从生态保护方面考虑，根据目前的资源状况，网囊网目尺寸可放大至80m m以上；当网囊网目尺寸小于56 m m时，释放效果显著，当网目尺寸大于56 m m时，经济效益损失显著。

研究表明，为了权衡生态效益和经济效益，建议将56 m m作为制定黄海双船有翼单囊拖网网囊最小网目尺寸的参考标准。

关键词：双船有翼单囊拖网；幼鱼比例；逃逸率；释放效果；生态效益；经济效益；最小网目尺寸中图分类号：S932.4 文献标志码：A20世纪90年代以来，随着鳗鱼渔业的发展, 双船中层拖网渔业已成为黄海海区的重要渔业产业 之一[1-2]。

联体作业法是直接使用 一艘渔船拖曳两顶独立 的网具 。其中一顶网具 就是所研究对象（可能 是经济渔业的拖网）， 同样称为试验网具；而 另一顶通常使用小网目 网囊网具（用以确定相 对资源密度），称为对 照网具（控制网）。
图11-7 联体作业法示 意图
Your site here LOGO
联体作业法可以有效地解决双囊网法中网囊之间相互覆盖等 不利影响，但是联体作业法对网具作业操作技术要求很高。 而且使用联体作业法时，要保证两顶网具除了网囊部分以外 的所有部分完全相同也是不切实际的，因此作业时可能会产 生网具形状不一致，网口扩张不同等影响渔获效率的问题。
套网法
Your site here LOGO
套网法是运用最广的传统的试验方法。这种方法通常在作业 渔具网囊外安装一网目较小的套网。套网法有很多的优点， 一方面，套网法收集资料比较容易，数值化计算方便，费用 低；另一方面，套网法是现行的拖网选择性研究试验方法中 唯一可以直接观察到从囊网中逃逸鱼的尾数的方法，其所得 数据可以直接用于囊网网目选择率的计算。
二、试验调查法
1. 套网试验法(大试验网目在内，小网目在外，使用较 多)
2. 双体网试验法(双囊网法，一囊为小网目，一囊是所 需测试网目)
3. 交替作业试验法(小网目与试验网目囊网交替作业， 然后比较结果，要求作业条件和生产船相同)
4. 直接观察法(水下电视，摄影，潜水艇，潜水员)
Your site here LOGO
Your site here LOGO
交替作业试验法
对于一些特殊的作业，如大型深水拖网作业，采用双囊网法 或平行作业法是不切实际的。这时，往往使用交替作业法。 交替作业法就是使用一艘渔船（单拖）采用两顶不同的拖网 交替进行作业。一顶网具称为试验网具，而另一顶称为对照 网具（或称为标准网具）。