我国现代化海洋牧场智能运维的发展现状与建议.pdfVIP

0引言

中国不仅是全世界海产品年产量第一大国，也是唯一养殖产量超过捕

捞产量的主要渔业国,可见海洋渔业尤其是海产养殖对我国粮食安全与营

养战略保障的重要性。而随着技术的进步和人民生活需求的提升，海洋牧“

场”这一新型的渔业模式迅速走进人们的视野、为各国政府所重视并提倡。

我国的传统海洋牧场建设起始于1979年的广西北部湾海域，但早期的海

洋牧场局限于通过简单投放人工鱼礁、增殖放流来增加渔获量、满足经济

效益，忽视了生态效益和社会效益。随着渔业资源衰退问题的日渐凸显、

社会对生态环境保护的空前重视，现代化海洋牧场的概念应运而生。现代

化海洋牧场是集渔业资源养护、海洋生态环境优化和产业融合发展为一体

的可持续海洋渔业生产方式,能够有效解决海产资源开发过度、近海环境污

染严重等现实问题。随着国内约178个海洋牧场示范区的火热建设，到

2025年我国海洋牧场涉及海域面积将突破2500km2。多参数监测系统、

智能投喂设备等智能化的运营及维护系统则是保障这些现代化海洋牧场高

效工作、合理运行、科学养殖的关键手段。

1海洋牧场智能运维简介

1.1定义

1.1.1海洋牧场

海洋牧场是通过人工鱼礁、增殖放流等多种措施，改善海洋生态环境，

促进渔业资源的繁育和养护，建设或恢复海洋生物的繁殖、生长、觅食和

庇护栖息地的一种基于海洋生态系统原理、可持续发展的渔业模式。通俗

地说，是将在陆地上养殖牛羊的传统牧场转移到海洋里，科学地、有计划

地养殖鱼、虾、贝等生物，主要分为增殖型、养护型、休闲型、种质保护

型、综合型5类。在实际操作中，人们首先需要根据养殖物种、地理条件、

生态环境、经济效益等要素综合规划布局、选定海域；其次，通过布置人

工鱼礁、种植藻类、改造滩涂等手段，充分利用并修复、改善已有的自然

海洋环境；再将经过人工驯化或中间育成的生物种苗放流入海，增加种群

数量、优化水域渔业资源群落结构；最后，借助补充投喂、行为驯化、环

境监测等方式科学养殖种苗，并适当采捕。既获取了高质高量的海产资源，

也保护和改善了海域生态环境。现代化海洋牧场（图1和图2）则是在原

有传统海洋牧场的基础上,更加强调现代科学技术和现代管理理论与方法，

尽可能地使用机器替代人工以实现智能运营与维护，引入物联网、传感、

云计算等新技术，在运行中实现高度智能化、数字化、网络化和可视化，

从而建成具有更高生产效率、环境亲和度和抗风险能力的新型海洋牧场。

图1山东荣成桑沟湾养殖场

图2土耳其伊兹密尔金枪鱼养殖场

1.1.2海洋牧场的智能运维

智能运维这一概念出自信息技术领域,指基于已有的运维数据（日志、

监控信息、应用信息等），通过机器学习的方式来进一步解决自动化运维

无法解决的问题。在工程领域则一般表示利用先进的检测监测、云计算、

物联网、大数据、人工智能等技术手段，推动运维模式智能化升级，提高

工程设备日常运营维护、故障诊断的能力。在海洋牧场中，智能运维指运

用现代信息技术（物联网、大数据、通信、图像识别、感测等），借助先

进工程装备（智能投喂装置、实时观测网、深远海养殖工船等），实现对

海洋牧场全方位、全过程、全覆盖的数据采集、观测监测（水质监控、碳

汇监测等），提高日常运营能力、故障解决能力。

1.2分类

海洋牧场的智能运维系统可以按功能分为以下4个模块。

1.2.1数据采集

数据采集的目的是监测，也是工程项目智能运维的基本功能，但海洋

牧场的数据采集对象除了工程设备，更重要的是牧场环境和养殖对象。对

于工程设备，运维系统主要是对设备的工作状态、健康情况和日常运营所

必需的能源、饲料等消耗品的储量进行数据采集；对于牧场环境，运维系

统主要是对海水中温度、溶氧度、叶绿素、浊度、流速、pH等水质参数进

行采集，甚至还需要监测敌害生物的种群发展情况；对于养殖对象，运维

系统则需要对其生活习性、生长情况、行为特征、环境适应情况等进行采

集监测。

1.2.2数据传输

数据传输类似于一个网络，将所采集的数据通过四通八达的网络进行

传输、交互、汇总，便于下一步将数据处理。智能运维系统需要将单个海

洋牧场各个类别的数据整合到一起，并保证传输过程中的实时性和可靠性；

同时也需要将各个海洋牧场的数据进行收集，联通不同海域海洋牧场的水

质、生物信息，打破地域限