岳冬冬 ,王魯民 ,方海 ,曹坤 ,阮雯 ,紀(jì)煒煒
(1.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所農(nóng)業(yè)部遠(yuǎn)洋與極地漁業(yè)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,農(nóng)業(yè)部東海漁業(yè)資源開發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 200090;2.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院,北京 100141)
網(wǎng)箱養(yǎng)殖是中國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的重要方式之一。與普通網(wǎng)箱相比,深水網(wǎng)箱具有生產(chǎn)水域更為開闊、水產(chǎn)品品質(zhì)更好、科技水平更高等特點(diǎn),尤其是在創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念指引下,深水網(wǎng)箱的應(yīng)用范圍會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)與擴(kuò)大。一般而言,深水網(wǎng)箱主要應(yīng)用于海水養(yǎng)殖領(lǐng)域,但是,大型水庫(kù)等設(shè)施的水深特點(diǎn)具備應(yīng)用深水網(wǎng)箱的條件,也為其進(jìn)一步發(fā)展提供了新空間。目前,中國(guó)深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖生產(chǎn)主要應(yīng)用于海洋。與挪威、日本等水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)達(dá)國(guó)家相比[1-3],中國(guó)深水網(wǎng)箱生產(chǎn)發(fā)展較晚,1998年海南率先引進(jìn)挪威的HDPE浮式深水網(wǎng)箱而被行業(yè)視為起點(diǎn)[4]。經(jīng)過20年的發(fā)展,通過國(guó)家、省部等各級(jí)各類科技專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)的支持,在深水網(wǎng)箱數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)、裝備自動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)字化管理技術(shù)以及大型魚類網(wǎng)箱養(yǎng)殖技術(shù)等方面取得了重要進(jìn)展[5]。
為積極發(fā)展深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖業(yè),國(guó)務(wù)院發(fā)布《國(guó)務(wù)院關(guān)于促進(jìn)海洋漁業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的若干意見》(國(guó)發(fā)〔2013〕11號(hào)),明確提出了“推廣深水抗風(fēng)浪網(wǎng)箱,拓展海洋離岸養(yǎng)殖和集約化養(yǎng)殖”;農(nóng)業(yè)部發(fā)布《全國(guó)漁業(yè)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃(2016-2020年)》,提出“積極發(fā)展外海深水抗風(fēng)浪網(wǎng)箱養(yǎng)殖等生態(tài)健康養(yǎng)殖模式”??梢姡钏W(wǎng)箱養(yǎng)殖已經(jīng)成為中國(guó)發(fā)展現(xiàn)代海洋農(nóng)業(yè)的有效途徑。隨著漁業(yè)科技創(chuàng)新步伐的不斷加快,極大地迎合了拓展發(fā)展空間的產(chǎn)業(yè)實(shí)際需求,大型養(yǎng)殖工船和平臺(tái)[6]逐步被人們所了解而投入生產(chǎn)實(shí)踐。其中養(yǎng)殖工船“魯嵐?jié)O養(yǎng)61699”計(jì)劃在2017年底或2018年初向市場(chǎng)提供養(yǎng)殖水產(chǎn)品[7]。在國(guó)家相關(guān)支持政策的推動(dòng)下,2017年可稱為中國(guó)深水網(wǎng)箱裝備爆發(fā)式發(fā)展的重要年份,其中海洋漁場(chǎng)1號(hào)成功交付[8]、Hexbox C15-35K和HexboxC30-75K智能化坐底式網(wǎng)箱的成功簽約[9]等項(xiàng)目的實(shí)施,對(duì)促進(jìn)中國(guó)智能深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖平臺(tái)發(fā)展發(fā)揮了重要作用。但是,上述進(jìn)展與國(guó)外發(fā)達(dá)的網(wǎng)箱裝備技術(shù)和養(yǎng)殖管理水平緊密聯(lián)聯(lián)。中國(guó)深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖平臺(tái)的核心技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀以及未來趨勢(shì)是迫切需要回答的問題。為此,本研究在統(tǒng)計(jì)分析中國(guó)深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上,通過檢索深水網(wǎng)箱相關(guān)專利技術(shù),以分析中國(guó)深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖平臺(tái)的技術(shù)理念差距,并提出相關(guān)對(duì)策及建議。
據(jù)2007—2017年《中國(guó)漁業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》數(shù)據(jù)顯示[10],2007年全國(guó)深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖產(chǎn)量為4.08萬t,到2017年預(yù)計(jì)提高至13.50萬t,約增長(zhǎng)330.98%;2007年全國(guó)深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖體積為604.25×104m3,到2017年預(yù)計(jì)增加至1 218.46×104m3,約增長(zhǎng)201.65%。中國(guó)深水網(wǎng)箱單位養(yǎng)殖水體產(chǎn)量見表1。注:深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖產(chǎn)量、面積僅含海水水域;*表示當(dāng)年單產(chǎn)數(shù)據(jù)未計(jì)算;2017年產(chǎn)量、面積指標(biāo)數(shù)據(jù)為預(yù)測(cè)數(shù),下同
圖1 全國(guó)深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖效率變化趨勢(shì)Fig.1 Changes in the volume efficiency of deep-water net cage aquaculture in China
表1 2007—2017年中國(guó)深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖生產(chǎn)效率/kg·m-3Tab.1 The efficiency of deep-water net cage aquaculture in China from 2007 to 2017
從單位養(yǎng)殖水體積產(chǎn)量指標(biāo)來看,廣東省和福建省的養(yǎng)殖效率最高,單產(chǎn)指標(biāo)穩(wěn)步提升,其中福建省單產(chǎn)從2007年的7.93 kg/m3提高到2017年的36.79 kg/m3,增長(zhǎng)了463.82%;廣東省單產(chǎn)水平從2007年的1.03 kg/m3提高到2017年的32.92 kg/m3,增長(zhǎng)3 202.80%。山東省單產(chǎn)水平與全國(guó)平均水平相當(dāng),單產(chǎn)從2007年的6.30 kg/m3提高到2017年的11.43 kg/m3,增長(zhǎng)181.29%。其他省份單產(chǎn)水平則相對(duì)較低,其中浙江省2007—2017年平均單產(chǎn)水平僅為3.61 kg/m3。全國(guó)深水網(wǎng)箱單產(chǎn)水平如圖1所示。
由圖1可知,在2007—2017年,全國(guó)深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖效率大致可以分為3個(gè)階段:一是2007—2011年,單產(chǎn)水平經(jīng)歷一次波峰,時(shí)長(zhǎng)為5年,2009年單產(chǎn)峰值水平達(dá)到13.11 kg/m3;二是2011—2015年,單產(chǎn)水平經(jīng)歷一次波峰,時(shí)長(zhǎng)為5年,2013年單產(chǎn)峰值水平達(dá)到17.79 kg/m3;三是2015—2017年,單產(chǎn)水平相對(duì)穩(wěn)定,基本保持在11 kg/m3以上。從2015—2017年的單產(chǎn)水平可見,深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展已經(jīng)更加注重質(zhì)量與效益。2016年12月,農(nóng)業(yè)部發(fā)布《全國(guó)漁業(yè)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃(2016—2020年)》指出,要“積極發(fā)展外海深水抗風(fēng)浪網(wǎng)箱生態(tài)健康養(yǎng)殖模式”,將其作為水產(chǎn)養(yǎng)殖轉(zhuǎn)型升級(jí)推進(jìn)工程的重要建設(shè)內(nèi)容之一。加快推進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖綠色發(fā)展是落實(shí)漁業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的重要舉措。深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖以提供優(yōu)質(zhì)、安全水產(chǎn)品為發(fā)展目標(biāo),較好地契合了水產(chǎn)養(yǎng)殖轉(zhuǎn)型升級(jí)的總要求,養(yǎng)殖生產(chǎn)主體逐步擯棄過去高密度投苗、注重?cái)?shù)量產(chǎn)出的落后發(fā)展方式,在保持深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖水體體積穩(wěn)定增長(zhǎng)的情況下,產(chǎn)量保持平穩(wěn)增長(zhǎng)。據(jù)《中國(guó)漁業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》數(shù)據(jù)顯示,2015—2017年深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖水體體積增長(zhǎng)率分別為10.30%和18.01%,同期產(chǎn)量增長(zhǎng)率也基本一致,分別為10.74%和15.33%,未出現(xiàn)養(yǎng)殖水體體積和產(chǎn)量的“過山車式”增長(zhǎng),既保障了產(chǎn)業(yè)合理發(fā)展規(guī)模,又保護(hù)了養(yǎng)殖主體的生產(chǎn)效益。
為促進(jìn)中國(guó)沿海省份大力發(fā)展深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖業(yè),國(guó)家和地方先后通過國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃、國(guó)家“863”計(jì)劃、國(guó)家科技支撐計(jì)劃、農(nóng)業(yè)部科技跨越計(jì)劃和省級(jí)重大科技興海項(xiàng)目等,為深水網(wǎng)箱裝備研發(fā)提供了科技支撐。在上述科技計(jì)劃的支持下,產(chǎn)生了大量有關(guān)深水網(wǎng)箱裝備與技術(shù)的科研成果,其中專利是重要組成部分。截至2018年3月23日在北京市知識(shí)產(chǎn)權(quán)公共信息服務(wù)平臺(tái)(www.beijingip.cn),在中國(guó)專利范圍內(nèi)的主題詞中檢索“深水網(wǎng)箱”,,共檢索獲取了208件專利申請(qǐng)信息,初步梳理了中國(guó)深水網(wǎng)箱專利技術(shù)布局與發(fā)展趨勢(shì)。
國(guó)家從“十五”時(shí)期開始專項(xiàng)支持深水網(wǎng)箱裝備與技術(shù)研發(fā),2001年專利申請(qǐng)量為5件,之后申請(qǐng)量下降,至2006年僅有1件申請(qǐng);2007年申請(qǐng)量達(dá)到10件,之后又下降,從2010年申請(qǐng)量開始快速攀升,2013年申請(qǐng)量達(dá)到峰值32件,從2014年開始申請(qǐng)量又略有下降,但申請(qǐng)量仍高于20件/年的水平(圖2)。
圖2 全國(guó)深水網(wǎng)箱專利申請(qǐng)量變化趨勢(shì)Fig.2 The trend of changes in patent applications of deep-water net cages in China
在208件深水網(wǎng)箱專利申請(qǐng)中,發(fā)明專利為118件,占總數(shù)的56.73%;實(shí)用新型專利為90件,占總數(shù)的43.27%。不同類型專利申請(qǐng)年份分布如圖3所示。
圖3 全國(guó)不同類型深水網(wǎng)箱專利申請(qǐng)量變化趨勢(shì)Fig.3 The trend of changes in different types of patent applications of deep-water net cages in China
深水網(wǎng)箱專利申請(qǐng)人共出現(xiàn)223次(包括單位和個(gè)人),平均每件專利申請(qǐng)人數(shù)量為1.07,其中8個(gè)申請(qǐng)人出現(xiàn)頻次超過5次,合計(jì)頻次為123次,占總申請(qǐng)人頻次的55.16%?!爸袊?guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所”和“浙江海洋學(xué)院”是主要的專利技術(shù)創(chuàng)造者,專利申請(qǐng)人出現(xiàn)頻次為74次,占比為33.18%。深圳深水網(wǎng)箱科技有限公司、煙臺(tái)仁達(dá)自動(dòng)化裝備科技有限公司等企業(yè)不是深水網(wǎng)箱專利申請(qǐng)的主體,出現(xiàn)頻次僅14次,占比為6.28%(表2)。
表2 全國(guó)深水網(wǎng)箱專利主要專利申請(qǐng)人與頻次Tab.2 Major patent applicants and frequency in patent applications of deep-water net cages in China
從深水網(wǎng)箱專利申請(qǐng)對(duì)應(yīng)的IPC分類號(hào)含義來看,其中A01K 61/00的數(shù)量最多,占總申請(qǐng)量的56.25%,如果加上A01K 61/10,占比達(dá)到64.90%;在喂飼裝置領(lǐng)域,涉及A01K 61/02和A01K 61/80,占比為6.25%;養(yǎng)殖裝備的固定設(shè)備A01K 61/65的占比為2.40%;智能控制系統(tǒng)G05B 19/418的占比為1.92%。主要技術(shù)領(lǐng)域如表3所示。
表3 全國(guó)深水網(wǎng)箱專利主要技術(shù)領(lǐng)域與含義Tab.3 Main technical fields and meaning in patent applications of deep-water net cages in China
表4 全國(guó)深水網(wǎng)箱專利技術(shù)主要發(fā)明人與頻次Tab.4 Major inventors and frequency in patent applications of deep-water net cages in China
發(fā)明人是指對(duì)發(fā)明創(chuàng)造的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)作出創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的人,分析主要發(fā)明人可以了解“深水網(wǎng)箱”技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域創(chuàng)新者以及該領(lǐng)域的科技貢獻(xiàn)者。第一發(fā)明人出現(xiàn)頻次超過3的發(fā)明人認(rèn)為是該技術(shù)領(lǐng)域的主要技術(shù)創(chuàng)新者,統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表4。
“深水網(wǎng)箱”專利申請(qǐng)人涉及13個(gè)省份,但專利申請(qǐng)主要集中在廣東省和浙江省,其中廣東省的申請(qǐng)量最高,擁有76件專利申請(qǐng);其次為浙江省,申請(qǐng)量為63件,上述2省占比為66.83%(表5)。
從法律狀態(tài)角度分析,208件專利申請(qǐng)中,進(jìn)入公共領(lǐng)域[11]的專利申請(qǐng)量為93件,占比為44.71%;截止檢索日,仍受專利權(quán)保護(hù)的專利申請(qǐng)為75件,占比為36.06%;審查中的專利申請(qǐng)?jiān)谝欢ǔ潭壬戏从沉嗽擃I(lǐng)域的未來技術(shù)布局趨勢(shì),數(shù)量為40件,占比為19.23%。在審查中的專利類型均為發(fā)明專利,所處的IPC分類號(hào)及頻次見表6所示。
表5 全國(guó)深水網(wǎng)箱技術(shù)專利中各省份專利申請(qǐng)量Tab.5 Patent applications in different provinces in patent applications of deep-water net cages in China
利用人工分類的方法,對(duì)審中專利的技術(shù)特征進(jìn)行標(biāo)記和分類,40件審中專利的技術(shù)特征如表7所示。
與網(wǎng)箱有關(guān)的技術(shù)特征包括:網(wǎng)箱系統(tǒng)(網(wǎng)箱框架)、海洋牧場(chǎng)智能網(wǎng)箱、網(wǎng)箱與錨泊系統(tǒng)、移動(dòng)網(wǎng)箱、網(wǎng)衣等,專利申請(qǐng)數(shù)為16件,占40%;錨泊技術(shù)特征包括:錨泊系統(tǒng)、錨泊受力測(cè)試,專利申請(qǐng)數(shù)量6件,占15%;養(yǎng)殖方法與對(duì)象包括:立體養(yǎng)殖、許氏平Sebastes schlegeli養(yǎng)殖、對(duì)蝦養(yǎng)殖、黃斑籃子魚養(yǎng)殖、黃姑魚和刺參養(yǎng)殖、金鯧魚養(yǎng)殖、銀鯧Pampus argenteus養(yǎng)殖和魚類生長(zhǎng)預(yù)測(cè),專利申請(qǐng)數(shù)量10件,占25%;智能控制系統(tǒng)包括:投飼系統(tǒng)、收捕系統(tǒng)、水質(zhì)監(jiān)控、網(wǎng)衣清洗,專利申請(qǐng)數(shù)量8件,占20%。
2017年6月3日,由中船重工武昌船舶重工集團(tuán)下屬的湖北海洋工程裝備研究院有限公司建造的世界首座半潛式大型智能漁業(yè)養(yǎng)殖平臺(tái)-“海洋漁場(chǎng)1號(hào)”成功交付給挪威薩爾瑪集團(tuán)[12]。該裝備配備了全球最先進(jìn)的三文魚智能養(yǎng)殖系統(tǒng)、自動(dòng)化保障系統(tǒng)和高端深海運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng),其中智能養(yǎng)殖系統(tǒng)包括魚種投放系統(tǒng)、攝食系統(tǒng)等;自動(dòng)化保障系統(tǒng)包括漁網(wǎng)自清潔系統(tǒng)、死魚收集系統(tǒng)等;高端運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)包括自適應(yīng)升降系統(tǒng)、深海定位系統(tǒng)等,是典型的智能水產(chǎn)養(yǎng)殖模式。
信息感知與獲?。涸撓到y(tǒng)安裝了2萬余個(gè)傳感器,100余個(gè)水下水上監(jiān)控設(shè)備和100余個(gè)生物光源,可實(shí)現(xiàn)飼料供應(yīng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、養(yǎng)殖對(duì)象行為識(shí)別的智能化。水上水下監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以持續(xù)監(jiān)控魚的行為、分布密度,以及飼料密度分布、魚的逃逸等情況,可以檢測(cè)水溫、鹽度、溶解氧含量和海流速度,所有數(shù)據(jù)由K-CHIEF自動(dòng)化系統(tǒng)顯示在集控臺(tái)和手機(jī)等終端設(shè)備上,方便用戶掌控網(wǎng)箱內(nèi)的實(shí)況;水下燈則可以通過燈束影響魚的生長(zhǎng)和密集度,確保魚快速增長(zhǎng),飼料利用合理。
表6 全國(guó)深水網(wǎng)箱技術(shù)專利中IPC分類布局趨勢(shì)Tab.6 IPC classification layout trend in patent applications of deep-water net cages in China
表7 全國(guó)深水網(wǎng)箱專利中技術(shù)特征分布情況Tab.7 Technical characteristics distribution in patent applications of deep-water net cages in China
數(shù)據(jù)處理與分析:“海洋漁場(chǎng)1號(hào)”配備了自動(dòng)化控制系統(tǒng),智能養(yǎng)殖技術(shù)能實(shí)現(xiàn)單次養(yǎng)殖100萬尾以上、養(yǎng)殖量達(dá)5 000t。該養(yǎng)魚平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)門系統(tǒng)有別于其他已建和在建養(yǎng)殖裝備,是智能化的末端執(zhí)行裝置,通過傳感器和監(jiān)控設(shè)備提供的信息,判斷漁網(wǎng)清洗、活魚自動(dòng)驅(qū)趕和捕捉等時(shí)機(jī)。
科學(xué)決策:電腦控制投喂系統(tǒng)。電腦的投喂決策由溫度、潮流、溶氧、飼料傳感器(飼料余量)、攝像機(jī)系統(tǒng)(魚類行為)和噴料狀態(tài)等信息經(jīng)養(yǎng)殖管理軟件綜合分析決定并發(fā)出各項(xiàng)指令,養(yǎng)殖管理軟件是投餌系統(tǒng)的決策中心。根據(jù)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中顯示的魚體規(guī)格,根據(jù)綜合市場(chǎng)價(jià)格、養(yǎng)殖成本等信息決定收獲時(shí)間。
對(duì)中國(guó)深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖相關(guān)專利的檢索結(jié)果以及與深水網(wǎng)箱先進(jìn)裝備技術(shù)的對(duì)比發(fā)現(xiàn),中國(guó)深水網(wǎng)箱裝備與科技在信息感知與獲取、數(shù)據(jù)處理與分析、科學(xué)決策等方面與世界一流水平存在一定差距[13]。
3.2.1 信息感知與識(shí)別度不高
雖然目前已經(jīng)初步具備了用傳感器、攝像裝備監(jiān)測(cè)與監(jiān)視深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖環(huán)境狀態(tài)的技術(shù),但在不同規(guī)格、形狀網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)傳感器與視頻監(jiān)視設(shè)備的布設(shè)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)目垢蓴_能力、以及不同監(jiān)視系統(tǒng)之間的集成性等尚存不足,導(dǎo)致現(xiàn)有監(jiān)視、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)單獨(dú)可用,但集成使用效率低下等問題。
3.2.2 數(shù)據(jù)處理與分析能力有待提高
深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖環(huán)境和生物信息的可視化、數(shù)字化感知僅是初步階段,綜合分析才是關(guān)鍵,但目前針對(duì)中國(guó)深水網(wǎng)箱主要養(yǎng)殖對(duì)象、養(yǎng)殖裝備、養(yǎng)殖環(huán)境的行為監(jiān)視、生理生化指標(biāo)、飼養(yǎng)投喂、裝備質(zhì)量與維修等基礎(chǔ)技術(shù)支撐不足,尚未形成科學(xué)規(guī)范的程序與標(biāo)準(zhǔn),仍需要憑借大量的經(jīng)驗(yàn)與人工確認(rèn),未能實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化和智能化,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析能力還有待提高。
3.2.3 科學(xué)決策的路途仍然較長(zhǎng)
深水網(wǎng)箱已經(jīng)發(fā)展到高度智能化的階段,其產(chǎn)生的巨大產(chǎn)業(yè)變革和經(jīng)濟(jì)效益將逐漸顯現(xiàn),與挪威“一條魚”的產(chǎn)業(yè)鏈條發(fā)展模式尚有較大差距。目前重視養(yǎng)殖過程的技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用,而對(duì)于產(chǎn)業(yè)鏈末端的市場(chǎng)、價(jià)格等信息融合度不夠,容易產(chǎn)生有產(chǎn)量無效益,有市場(chǎng)而無產(chǎn)量的波動(dòng)偏差模式,仍然不能擯棄傳統(tǒng)養(yǎng)殖注重產(chǎn)量的發(fā)展特點(diǎn),形成以市場(chǎng)為核心的現(xiàn)代生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式。
3.3.1 深化提升智能深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖核心技術(shù)
感知技術(shù)是智能養(yǎng)殖系統(tǒng)的核心,利用傳感器、視頻監(jiān)控等技術(shù),開展多技術(shù)融合的水產(chǎn)養(yǎng)殖感知技術(shù)研究,重點(diǎn)開展智能養(yǎng)殖環(huán)境傳感器技術(shù)的研究,解決在智能養(yǎng)殖中對(duì)水溫、溶解氧、pH、氨、氮、水位、硝酸鹽、氯化物等水環(huán)境指標(biāo)以及氣溫、光照、氣壓、濕度等大氣環(huán)境指標(biāo)監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)對(duì)養(yǎng)殖區(qū)域的立體、全覆蓋、高精度的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);利用遙感監(jiān)測(cè)技術(shù),從不同尺度感知水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)域的分布特點(diǎn),提高水產(chǎn)養(yǎng)殖統(tǒng)計(jì)信息的準(zhǔn)確性和養(yǎng)殖規(guī)劃的針對(duì)性;開展養(yǎng)殖對(duì)象的生長(zhǎng)、生理變化規(guī)律的研究,建立不同養(yǎng)殖模式下智能養(yǎng)殖水質(zhì)控制、飼料投喂與攝食、主要養(yǎng)殖對(duì)象生長(zhǎng)等數(shù)學(xué)模型。開展多參數(shù)傳感器、自組織通信網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵技術(shù)研究,提升傳感器的精度和穩(wěn)定性,以及感知數(shù)據(jù)傳輸效率和質(zhì)量。智能養(yǎng)殖控制系統(tǒng)在存儲(chǔ)感知體系數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,結(jié)合智能養(yǎng)殖最優(yōu)生產(chǎn)方案生成法、智能設(shè)備控制參數(shù)或核心模塊刷新等技術(shù),根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定參數(shù)運(yùn)行,直至按照專家系統(tǒng)指示重新調(diào)整管理系統(tǒng)參數(shù)或結(jié)束全部養(yǎng)殖過程。
3.3.2 建立智能深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖漁業(yè)數(shù)據(jù)分析中心
以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為信息獲取基礎(chǔ),建設(shè)深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖專題數(shù)據(jù)庫(kù),整合生產(chǎn)感知數(shù)據(jù)、市場(chǎng)貿(mào)易數(shù)據(jù)、價(jià)格信息以及需求信息等監(jiān)測(cè)內(nèi)容,開展深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖大數(shù)據(jù)應(yīng)用,重點(diǎn)研發(fā)水質(zhì)控制、飼料投喂等智能控制設(shè)備、智能養(yǎng)殖系統(tǒng)監(jiān)測(cè)值、數(shù)學(xué)模型模擬值、智能設(shè)備控制程序;開展深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖水產(chǎn)品供需預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)研究。針對(duì)近海、外海、遠(yuǎn)海及水庫(kù)等水域生態(tài)系統(tǒng)的名特優(yōu)養(yǎng)殖產(chǎn)品開展應(yīng)用示范。針對(duì)“一帶一路”沿線國(guó)家水域環(huán)境、水產(chǎn)養(yǎng)殖特征,開展數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)研究,支撐水產(chǎn)養(yǎng)殖“走出去”戰(zhàn)略的實(shí)施。
3.3.3 構(gòu)建智能深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖漁業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系
按照效率優(yōu)先原則,與國(guó)家漁業(yè)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)建立數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)機(jī)制,突出特色與側(cè)重點(diǎn),形成數(shù)據(jù)交換、采集技術(shù)規(guī)范與銜接機(jī)制。以智能深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖需求為導(dǎo)向,按照信息感知、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)服務(wù)、信息通信等領(lǐng)域,制定技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)體系。開展已有數(shù)據(jù)資源轉(zhuǎn)換技術(shù)研究,提高數(shù)據(jù)共享交換的可達(dá)性。
3.3.4 構(gòu)建智能深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖漁業(yè)信息安全體系
加強(qiáng)大數(shù)據(jù)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)研究,落實(shí)智能深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖漁業(yè)信息安全等級(jí)保護(hù)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等網(wǎng)絡(luò)安全制度,建立健全大數(shù)據(jù)安全保障體系。建立智能深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖漁業(yè)大數(shù)據(jù)安全評(píng)估體系。切實(shí)加強(qiáng)關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施安全防護(hù),做好大數(shù)據(jù)平臺(tái)及服務(wù)商的可靠性及安全性評(píng)測(cè),明確智能深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖漁業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲(chǔ)、使用、開放等各環(huán)節(jié)保障網(wǎng)絡(luò)安全的范圍邊界,切實(shí)加強(qiáng)商業(yè)秘密等信息的保護(hù)。深化網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)體系和態(tài)勢(shì)感知能力建設(shè),增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)空間安全防護(hù)和安全事件識(shí)別能力,開展智能深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖漁業(yè)數(shù)據(jù)平臺(tái)安全監(jiān)測(cè)和預(yù)警通報(bào)工作。
深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖是漁業(yè)綠色發(fā)展的重要途徑和方向。2016年12月8日,國(guó)家海洋局與科技部聯(lián)合印發(fā)《全國(guó)科技興海規(guī)劃(2016年~2020年)》,提出要“開發(fā)離岸深水養(yǎng)殖智能化、機(jī)械化裝備和技術(shù)”。這是對(duì)現(xiàn)有深水網(wǎng)箱發(fā)展提出的新要求——智能化發(fā)展。2016年12月28日,農(nóng)業(yè)部發(fā)布《農(nóng)業(yè)部辦公廳關(guān)于加快推進(jìn)漁業(yè)信息化建設(shè)的意見》(農(nóng)漁發(fā)〔2016〕40號(hào)),對(duì)智慧水產(chǎn)養(yǎng)殖的要求為“應(yīng)用水體環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)控、自動(dòng)增氧、餌料自動(dòng)精準(zhǔn)投喂、水產(chǎn)養(yǎng)殖病害監(jiān)測(cè)預(yù)警、循環(huán)水裝備控制、網(wǎng)箱升降控制、無人機(jī)巡航等信息技術(shù)和裝備,全面提升陸基工廠、網(wǎng)箱和工程化池塘養(yǎng)殖的信息化水平?!奔訌?qiáng)深水網(wǎng)箱的智能化裝備研發(fā)是今后科技攻關(guān)的重點(diǎn)領(lǐng)域,在網(wǎng)箱設(shè)計(jì)、養(yǎng)殖方法、投飼系統(tǒng)、收捕系統(tǒng)、網(wǎng)衣清潔、智能決策等方面[14]實(shí)現(xiàn)技術(shù)成果熟化與應(yīng)用,不斷縮小與挪威等發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)差距,形成適合中國(guó)水域與生產(chǎn)主體應(yīng)用的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的深水網(wǎng)箱智能化應(yīng)用系統(tǒng)解。