基于航道两侧的鱼类感应系统及操作方法、控制方法

技术领域

本发明涉及生物监测技术领域。更具体地说，本发明涉及一种基于航道两侧的鱼类感 应系统及操作方法、控制方法。

背景技术

鱼类对于声音的反应十分敏感，鱼类的很多行为都与声音有关，例如在交配季节寻找 配偶、躲避猎食者、分辨猎物、捕食者等。当船舶航行时发出的噪音超过鱼类耐受界限时， 鱼类会产生背离性行为，离开原有的最适生活和摄食场所而被迫迁移到其他饵料生物并不 丰富的场所，这样就会造成鱼类饵料食物的供应不足，同时由于河道水流流速快，鱼类自 身要克服水流阻力而消耗大量体能。因此在饵料生物摄食不足的情况下，鱼体生长受到制 约，造成营养不良，甚至体重下降；在一些河汊或较为封闭的水体中，鱼类长期受到有害 噪音的干扰而受到惊吓，且不能及时离开噪音污染区域，可能会对鱼类听觉敏感度造成一 定的损伤。有研究表明无论鱼类先天听力条件优劣，其听觉灵敏度均因暴露于船只噪音中 而出现显著降低，且鱼类用于水下交流的频段受到显著影响。当面对突如其来的噪音，鱼 会受到一定程度的惊吓，改变其行为常态，并伴随着一定的生理生化反应，如皮质醇、血糖、乳酸、血细胞比容等应激指标上升，使鱼体的各种生理机能产生紊乱，造成摄食量下降，生长缓慢，甚至造成鱼体死亡。当船舶产生的噪声距离鱼类洄游通道、产卵场比较近，则噪音的影响对鱼类的洄游、繁殖行为影响较大。处于繁殖期间的鱼类对外界的刺激比较敏感，外界的干扰会影响成熟鱼类的正常繁殖行为。洄游通道、产卵场周围受到噪音的干扰，鱼类的繁殖群体在未达到产卵场之前就会采取趋离性行为而游出污染区，不能正常进入产卵场地，被迫迁移到其他场所；如果鱼类在产卵场正在产卵繁殖期间产生噪音干扰，则会对鱼类产生惊吓而停止产卵行为，逃离现场。因此，在洄游、繁殖期间，噪声干扰会 影响鱼类的产卵行为，甚至造成鱼类不进行生殖洄游、繁殖，导致鱼类没有繁殖或是繁殖 能力下降，造成鱼类资源没有得到有效的补充和增长。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于航道两侧的鱼类感应系统及操作方法、控制方法。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了基于航道两侧的鱼类感应系统， 沿航道的两侧依次布设多个鱼类感应装置，用于接收当船只沿所述航道行驶时发出的声波 作用于鱼类时的反馈信号；

多个鱼类感应装置沿所述航道的每一侧按照所述航道的长度方向等距排列设置，并且 每一侧若干鱼类感应装置相对于所述航道的垂直方向自第一个鱼类感应装置至最后一个 鱼类感应装置、逐渐增加安装距离；

鱼类感应装置均包括，网箱，用于装不同品种的鱼类；

多个感应线圈，其间隔设置在所述网箱内，每一所述感应线圈的外径均与所述网箱的 截面直径相适应，所述感应线圈的外周贴合设置在所述网箱的内壁上，所述感应线圈用于 感应鱼类穿过所述感应线圈时的速度频率信号，并传输至一接收装置，所述接收装置用于 接收所述速度频率信号；

软件控制模块，用于接收所述接收装置发射的速度频率信号并分析得到鱼类的实时加 速度。

优选地，鱼类的体内放置有与所述感应线圈感应的信号源装置，其为PIT标签，用于 定位鱼类位置信息，所述感应线圈为用于获取当鱼类穿过所述感应线圈的感应范围时的实 时位置信息的PIT线圈。

优选地，所述PIT标签的外部包覆有防护层。

基于航道两侧的鱼类感应系统的工作方法，包括以下步骤：

步骤S1，实验鱼标记

抓取不同种类的实验鱼，并在每个所述实验鱼体内植入所述PIT标签，然后将所述实 验鱼依次放入安装位置的所述网箱内；

步骤S2，实验鱼监测

记录当所述实验鱼在无船只航行的航道时在所述网箱内的初始移动速度，以及当船只 经过航道时所述实验鱼的加速度，判断所述船只航行时位于所述航道不同距离对于鱼类生 活的影响程度。

优选地，所述步骤S1还包括，抓取一定数量的第一批备用鱼先进行第一次周期性暂 养，筛选一批健康的第一批备用鱼将所述PIT标签植入其体内，然后进行第二次周期性暂 养，得到第二批备用鱼，并从中挑选出健康的鱼群作为所述实验鱼；

其中，将所述PIT标签植入所述第一批备养鱼体内之前，需要进行消毒，然后通过腹 腔手术将消毒后的所述PIT标签植入所述第一批备养鱼的体内，选取所述第二批备用鱼后 进行体外二次消毒，最后，将筛选的健康的所述实验鱼放入各个所述网箱内。

优选地，将所述PIT标签植入其体内前还包括将所述第一批备用鱼进行麻醉，麻醉剂 采用MS-222，且将所述PIT标签植入所述第一批备用鱼后，将其放置在充氧池内进行暂养，所述充氧池内的溶氧为7.0mg/L以上，水温为23～25℃。

优选地，鱼类感应装置还包括，声波接收装置，用于接收声波，并将所述声波的信号 传输至所述软件控制模块，计算得到所述网箱距离所述声源的位置。

优选地，鱼类感应装置接收所述船只发送的声波，并将所述声波发送至所述软件控制 模块，判断所述声波的声源距离鱼类感应装置的距离；

当所述声波覆盖鱼类感应装置时，获取各所述实验鱼的实时位移变化。

优选地，每个所述网箱内的所述感应线圈为多个且等距间隔设置，获取各所述实验鱼 的实时位移变化包括：

获取相邻所述感应线圈的位置坐标和每一所述PIT标签的信号，当每一所述PIT标签 的位置位于其中一所述感应线圈的感应范围时，则记录该所述PIT标签为第一位置信息， 当标记为第一位置信息的所述PIT标签进入相邻的另一所述感应线圈的感应范围时，则记 录该进入另一所述感应线圈的感应范围的所述PIT标签为第二位置信息；

分析所述PIT标签的信号从所述第一位置信息移动至第二位置信息的时间，获取所述 PIT标签由第一位置信息移动至所述第二位置信息的速度或加速度。

本发明至少包括以下有益效果：

1、测试精度高，通过培养不同种类的实验鱼、位于航道的不同直线距离拟测算出不 同位置水域对于航道中船只航行的敏感程度，进而做出适宜鱼类生产环境的合理规避。

2、自动化程度高，采用软件控制系统进行全程监测、以及计算机的精密计算得出科 学严谨的分析数据。

3、实验效率高，通过软件控制系统实时监测，精确获知实验区域内鱼类的受影响程 度，比现有技术中通过人工观测的方式得出的结论更快且更合理。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明 的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的基于航道两侧的鱼类感应系统整体示意图；

图2为本发明鱼类感应装置的结构图；

图3为本发明实施例部分的实验一图标；

说明书附图标记说明：1、航道，2、鱼类感应装置，3、船只，4、PIT线圈。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能 够据以实施。

在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、 “竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的 方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或 元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-3所示，基于航道1两侧的鱼类感应系统，沿航道1的两侧依次布设多个鱼类感应装置2，用于接收当船只3沿所述航道1行驶时发出的声波作用于鱼类时的反馈 信号；

多个鱼类感应装置2沿所述航道1的每一侧按照所述航道1的长度方向等距排列设置， 并且每一侧若干鱼类感应装置2相对于所述航道1的垂直方向自第一个鱼类感应装置2至 最后一个鱼类感应装置2、逐渐增加安装距离；

鱼类感应装置2均包括，网箱，用于装不同品种的鱼类；

多个感应线圈，其间隔设置在所述网箱内，每一所述感应线圈的外径均与所述网箱的 截面直径相适应，所述感应线圈的外周贴合设置在所述网箱的内壁上，所述感应线圈用于 感应鱼类穿过所述感应线圈时的速度频率信号，并传输至一接收装置，所述接收装置用于 接收所述速度频率信号；

软件控制模块，用于接收所述接收装置发射的速度频率信号并分析得到鱼类的实时加 速度。

在上述技术方案中，通过采用鱼类感应装置2检测不同种类的实验鱼受到船只3航行 位于不同声波传输距离的影响，进而判断航道1两侧的鱼类安全生活距离；

其中，鱼类感应装置2包括，网箱，用于装载等同数量或者不同数量的实验鱼，且每一条实验鱼皆经过前期的实验培养、体内装有与检测装置相匹配的信号源装置，该信号源装置采用PIT标签，所述PIT标签外部包覆有防护层，起到防护其在实验鱼的体内形成健 康且能够保证传输畅通的作用；

实验时，先将装有实验鱼的网箱按照预设的轨迹和具体投放在航道1的两侧，然后调 试设备，检测每个网箱内实验鱼的生存状态和信号接收情况，如果实验鱼健康且是信号接 收情况良好，则启动通航程序，使船只3正常驶过航道1，检测位于网箱不同距离的鱼群的活动轨迹和位置加速度，进而得到某一距离对于鱼类的受干扰影响程度；

其中，某一距离指的是在航道1的两侧、位于航道1的长度方向间隔设置的若干至航 道1垂直方向不同的距离的网箱；

在另一种技术方案中，鱼类的体内放置有与所述感应线圈感应的信号源装置，其为 PIT标签，用于定位鱼类位置信息，所述感应线圈为用于获取当鱼类穿过所述感应线圈的 感应范围时的实时位置信息的PIT线圈4。

在上述技术方案中，PIT线圈4设置圈数大于两圈，当实验鱼到达第一个PIT线圈4时、则标记为该实验鱼到达的初始位置，当实验鱼到达第二个线圈或者在第一、第二个 PIT线圈4范围内活动后又重新返回第一个PIT线圈4后，则记载该实验鱼为第一次位移， 并计算该实验鱼的活动轨迹，根据该实验鱼到达第一次位移的时间，分析该实验鱼的速度；

进而，当船只3航行时，实验鱼穿过PIT线圈4时的速度发生变化时，根据加速度 变化的程度，反映出距离航道1的不同位置对于鱼类生活的影响程度。

在另一种技术方案中，所述PIT标签的外部包覆有防护层。

在上述技术方案中，防护层可采用橡胶、硅胶等防水、防腐蚀的材料。

基于航道1两侧的鱼类感应系统的工作方法，包括以下步骤：

步骤S1，实验鱼标记

抓取不同种类的实验鱼，并在每个所述实验鱼体内植入所述PIT标签，然后将所述实 验鱼依次放入安装位置的所述网箱内；

步骤S2，实验鱼监测

记录当所述实验鱼在无船只3航行的航道1时在所述网箱内的初始移动速度，以及当 船只3经过航道1时所述实验鱼的加速度，判断所述船只3航行时位于所述航道1不同距离对于鱼类生活的影响程度。

在另一种技术方案中，所述步骤S1还包括，抓取一定数量的第一批备用鱼先进行第 一次周期性暂养，筛选一批健康的第一批备用鱼将所述PIT标签植入其体内，然后进行第 二次周期性暂养，得到第二批备用鱼，并从中挑选出健康的鱼群作为所述实验鱼；

其中，将所述PIT标签植入所述第一批备养鱼体内之前，需要进行消毒，然后通过腹 腔手术将消毒后的所述PIT标签植入所述第一批备养鱼的体内，选取所述第二批备用鱼后 进行体外二次消毒，最后，将筛选的健康的所述实验鱼放入各个所述网箱内。

在另一种技术方案中，将所述PIT标签植入其体内前还包括将所述第一批备用鱼进行 麻醉，麻醉剂采用MS-222，且将所述PIT标签植入所述第一批备用鱼后，将其放置在充氧池内进行暂养，所述充氧池内的溶氧为7.0mg/L以上，水温为23～25℃。

在另一种技术方案中，鱼类感应装置2还包括，声波接收装置，用于接收声波，并将所述声波的信号传输至所述软件控制模块，计算得到所述网箱距离所述声源的位置。

在另一种技术方案中，鱼类感应装置2接收所述船只3发送的声波，并将所述声波发 送至所述软件控制模块，判断所述声波的声源距离鱼类感应装置2的距离；

当所述声波覆盖鱼类感应装置2时，获取各所述实验鱼的实时位移变化。

在另一种技术方案中，每个所述网箱内的所述感应线圈为多个且等距间隔设置，获取 各所述实验鱼的实时位移变化包括：

获取相邻所述感应线圈的位置坐标和每一所述PIT标签的信号，当每一所述PIT标签 的位置位于其中一所述感应线圈的感应范围时，则记录该所述PIT标签为第一位置信息， 当标记为第一位置信息的所述PIT标签进入相邻的另一所述感应线圈的感应范围时，则记 录该进入另一所述感应线圈的感应范围的所述PIT标签为第二位置信息；

分析所述PIT标签的信号从所述第一位置信息移动至第二位置信息的时间，获取所述 PIT标签由第一位置信息移动至所述第二位置信息的速度或加速度。

实验一：

如图3所示，横坐标为线圈的数量、纵坐标为鱼的数量；由实验可知，当船只3航行穿过航道1时，鱼类穿过线圈的数量明显增加，证明船只3发出的声波对于鱼类的影响较大。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用， 它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现 另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特 定的细节和这里示出与描述的图例。