第2章 智慧水產的發(fā)展

智慧水產的發(fā)展第2章2.1智慧水產在國外的發(fā)展2.2智慧水產在國內的發(fā)展 2.1智慧水產在國外的發(fā)展2.1.1國外智慧水產應用國際上發(fā)達水產養(yǎng)殖國家從上世紀50年代開始將信息技術引入水產養(yǎng)殖，通過傳感器、電子技術、自動化和信息處理技術實現(xiàn)了顯著的業(yè)界發(fā)展。美國、日本、挪威等國在水產養(yǎng)殖領域廣泛應用智能技術，提高了養(yǎng)殖規(guī)模和效率，達到了提質降本增效的目標。這些國家通過建立綜合應用系統(tǒng)，覆蓋了養(yǎng)殖生產和管理的各個環(huán)節(jié)，并對養(yǎng)殖模式進行了優(yōu)化。在養(yǎng)殖生產方面，英國等國使用在線監(jiān)測設備對水質進行監(jiān)測，取得了顯著效益。其他國家采用時域和頻域分析方法，建立了自動化水質監(jiān)測和調控系統(tǒng)。澳大利亞等國發(fā)展了視頻監(jiān)控系統(tǒng)，提高了養(yǎng)殖管理效率。德國等國應用實時監(jiān)測、疾病診斷、災害預警和遠程控制等功能的監(jiān)測服務平臺。在養(yǎng)殖管理方面，美國將養(yǎng)殖理論、設施管理、衛(wèi)生標準和健康管理納入養(yǎng)殖管理系統(tǒng)，全面保障了魚類養(yǎng)殖的穩(wěn)健發(fā)展。挪威、丹麥研發(fā)了可遷移性強的智慧水產系統(tǒng)，實現(xiàn)了全智能化的養(yǎng)殖管理。美國采用電子監(jiān)測系統(tǒng)記錄和監(jiān)控水產捕撈活動，實現(xiàn)了對水產品種類的高效識別。在養(yǎng)殖模式方面，工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖技術在美國成為熱門投資項目。丹麥的工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖技術領先歐洲水平，日本技術成熟，巴西、挪威等國將海水網箱養(yǎng)殖與智能技術相結合。德國和美國引入了“魚菜共生”模式，巴西、挪威通過科學規(guī)劃和管理進行養(yǎng)殖。2.1智慧水產在國外的發(fā)展2.1.2國外智慧水產相關企業(yè)及應用案例國際設備供應商TeledyneMarine將成像、儀器、互聯(lián)、和車輛等技術結合在一起，開發(fā)了無人水下解決方案，為海洋漁業(yè)發(fā)展提供整體解決方案，已擁有領先技術和市場地位。TeledyneMarine全系列監(jiān)控產品包含多波束、淺剖、二維/三維成像聲吶、ROV、無人船、水下高清攝像機、Caris軟件等。TeledyneMarine針對淺水及海水環(huán)境開發(fā)的無人駕駛海上交通工具，包括ROV（遠程操作車輛）、AUV（自主無人駕駛車輛）和USV（無人水面車輛），已應用與海洋學、國防安全、石油勘探等領域。2.1智慧水產在國外的發(fā)展2.1.2國外智慧水產相關企業(yè)及應用案例GaviaAUV是一種自主水下航行器，由“即插即用”AUV模塊組成，可在現(xiàn)場組裝和配置。其基礎底座系統(tǒng)直徑為20cm，包含機頭、電池和控制模塊，可根據(jù)需要組裝聲吶、導航、附加電池等模塊。標配GPS、銥星衛(wèi)星通信和無線LAN，水下使用時通過聲學調制解調器通信?？商砑痈鞣N環(huán)境傳感器，如側掃聲納、相機、測深儀等。使用SeeByteAutoTracker軟件進行自動管道跟蹤和檢查。模塊化設計使其靈活、易于運輸、維護和升級，成本效益明顯高于專用船舶或ROV。GaviaAUV軟件系統(tǒng)分為船舶安全航行管理和任務目標實現(xiàn)兩個模塊。船舶安全航行管理監(jiān)督船舶運行并處理異常情況，任務目標實現(xiàn)模塊自主完成任務，如船舶定位、避障、監(jiān)督硬件運行等?？刂浦行能浖贛icrosoftXP操作系統(tǒng)上運行，以圖表形式展示功能模塊，通過控制中心可精確控制任務參數(shù)，并下載傳感器數(shù)據(jù)存儲在硬盤驅動器或閃存中。圖2-1GaviaAUV2.1智慧水產在國外的發(fā)展2.1.2國外智慧水產相關企業(yè)及應用案例海洋養(yǎng)殖環(huán)境更為復雜，對養(yǎng)殖網箱設計、水產品健康都會產生直接影響，TeledyneMarine公司開發(fā)技術和方案監(jiān)測海洋環(huán)境，評估養(yǎng)殖安全。TeledyneMarine的聲學多普勒流速剖面儀（ADCP，圖2-2）是適合河口、沿海和近海應用的精密剖面儀和波浪測量產品，適用于養(yǎng)殖管理全過程，例如在確定養(yǎng)殖場位置時，通過ADCP了解洋流和波浪情況，同時為養(yǎng)殖設施布置、污染物沖洗、飼喂計劃制定等提供參考。圖2-2TeledyneMarine部分ADCP產品2.2智慧水產在國內的發(fā)展2.2.1國內發(fā)展智慧水產的必要性1.我國水產養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的基本情況我國水產養(yǎng)殖業(yè)進入一個相對持續(xù)、穩(wěn)定、健康的發(fā)展階段，對于滿足國內水產品需求、保障糧食安全、促進勞動就業(yè)、改善進出口貿易平衡等發(fā)揮了至關重要的作用，成為了推動農業(yè)農村產業(yè)和經濟發(fā)展的重要組成部分。然而，目前我國水產養(yǎng)殖業(yè)與國外水產養(yǎng)殖業(yè)相比仍有較為明顯的差距，也相對滯后于國內其他產業(yè)。我國水產養(yǎng)殖業(yè)面臨一系列問題：養(yǎng)殖業(yè)勞動密集、基礎設施簡陋、智能化不足，導致低效生產；水域環(huán)境受到污染，養(yǎng)殖面積減少，產量下降；水體污染引發(fā)病害、種質退化、死亡等問題，造成重大損失；缺乏完善的質量安全標準，藥物殘留檢驗滯后；產品質量不一致，國際市場面臨壁壘；勞動力問題、老齡化和成本上升導致就業(yè)吸引力降低、總體成本提高和經營虧損。要提高水產養(yǎng)殖效益，需要徹底改變陳舊的生產方式，實現(xiàn)現(xiàn)代化轉型。2.2智慧水產在國內的發(fā)展2.信息技術驅動水產養(yǎng)殖業(yè)轉型升級現(xiàn)階段，水產業(yè)正處于轉型發(fā)展的關鍵階段，物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術的充分應用將減少粗放生產方式，加快生產信息流通，使各生產環(huán)節(jié)銜接更為順暢，管理覆蓋面更廣，養(yǎng)殖盲目性大大降低，從根本上突破傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式的弊端，推動水產養(yǎng)殖業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，提高養(yǎng)殖戶收入水平，進而作用于整個鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施。2.2.2國內智慧水產發(fā)展基本情況隨著國內水產養(yǎng)殖業(yè)迅速發(fā)展，水產產業(yè)也逐漸開始了智能化探索，尋求與科技企業(yè)開展合作，基于自身的養(yǎng)殖發(fā)展需求，應用信息技術對生產管理進行智能化改造，實現(xiàn)智能化管控的目的，從成本、效率、效益等方面對企業(yè)生產經營狀況產生積極影響。目前國內的智慧水產研究和應用尚處于起步階段，但發(fā)展趨勢明顯，水產養(yǎng)殖產業(yè)鏈長、涉及面廣，為智慧水產提供了廣闊的應用空間，從育苗、養(yǎng)殖、加工、倉儲、物流到最后的銷售，對智能技術都有應用需求。具體來看，現(xiàn)階段國內的智慧水產研究和應用主要包括智能化養(yǎng)殖、信息系統(tǒng)構建、電商服務和產業(yè)融合發(fā)展方面，其中智能化養(yǎng)殖的實際應用較多且應用效果較為明顯。2.2智慧水產在國內的發(fā)展2.2.3國內智慧水產發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)目前，國內智慧水產發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)主要包含以下幾點：1.傳統(tǒng)養(yǎng)殖觀念深入人心，養(yǎng)殖戶習慣憑經驗養(yǎng)殖，對信息化認知不足，不愿意采用新技術；中小型養(yǎng)殖企業(yè)引入新技術的資金負擔大，且投資回報不確定，設備維護和系統(tǒng)升級的持續(xù)投入使成本和收益難以平衡，因此更傾向于保留傳統(tǒng)方式。2.智慧水產基礎薄弱，數(shù)字化應用局限于資源調查、環(huán)境監(jiān)測和經濟統(tǒng)計，信息管理缺乏統(tǒng)一發(fā)布中心和完善的共享網絡。水產設備、技術和應用尚未成熟，尤其是海洋漁業(yè)信息化基礎薄弱，設備在惡劣環(huán)境中工作和海洋通信問題亟需解決。智慧水產系統(tǒng)功能單一，數(shù)據(jù)分析滯后，未真正服務于養(yǎng)殖生產。3.復合型人才短缺，智慧水產需要融合物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、人工智能等多種技術與水產養(yǎng)殖專業(yè)知識，但從業(yè)人員知識結構不完善，信息技術研發(fā)人員缺乏漁業(yè)知識，水產養(yǎng)殖人員對信息技術理解不深，導致復合型人才培養(yǎng)難。4.統(tǒng)一規(guī)范和標準不足，缺乏統(tǒng)一技術、系統(tǒng)規(guī)范，智慧水產建設質量和效果難以衡量，企業(yè)和管理部門建設的系統(tǒng)無法共享數(shù)據(jù)，導致資源浪費。2.2智慧水產在國內的發(fā)展2.2.4國內智慧水產的發(fā)展方向內陸?zhàn)B殖和海洋水產都需要加強信息化建設，以適應水產業(yè)的發(fā)展需求，為此，可以從以下幾方面入手提高智慧水產的發(fā)展水平：1.提高養(yǎng)殖戶對智慧水產的認可。通過宣傳和培訓，提升養(yǎng)殖人員對智慧水產的認知，鼓勵企業(yè)投資智慧水產建設，納入政策扶持范圍，聘請專業(yè)人員提供技術指導解決問題。2.加強關鍵技術研發(fā)。建立智慧水產系統(tǒng)框架，創(chuàng)新關鍵技術，包括環(huán)境信息感知、數(shù)據(jù)傳輸、智能分析處理、設備管理控制等，特別需重點發(fā)展海洋漁業(yè)技術。3.培養(yǎng)和引進專業(yè)人才。與高校、科研機