科研产出
浙江省近海渔运船转载信息提取
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：渔运船是从事渔获物运输的专用船舶,能够提高捕捞渔船作业效率,增加捕捞渔船的作业强度。为掌握渔运船在海上的转载情况,从而间接了解捕捞渔船作业强度,该研究提出一种基于北斗船位数据的以设定航速阈值、距离阈值和时间阈值来提取渔运船转载信息的方法。如果渔运船和捕捞渔船距离小于50 m,且期间有持续3条以上的船舶监控系统（Vessel Monitoring Systems,VMS）记录,则认为可能发生了1次转载,并记录下相遇的时长、船名、空间位置。以浙江省为例,利用该方法从2018年浙江省的北斗船位数据中提取渔运船的海上转载信息,并进行统计分析。结果表明,有转载记录的渔运船808条,参与转载的捕捞渔船3 548条,共转载28 916次。渔运船停船转载占比21.0%,以1～1.4 m/s低速航行的作业状态转载占比53.7%,转载时长小于12.5 min的占比81.3%,同时得到渔运船转载的热点分布,转载累积时长最长的空间网格为122.5°E～123°E,31.5°N～32°N,转载累积时长187 h,其次为122°E～122.5°E,28°N～28.5°N,转载累积时长150h。通过分析渔运船海上转载位置和转载累积时长的空间分布情况可掌握捕捞渔船作业的时空变化特点,为渔业限额捕捞精细化管理提供依据。
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池塘养殖全自动精准投饲系统设计与应用
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：目前池塘养殖过程中需要人工搬运饲料,劳动强度大、人工成本高。现有投饲设备缺少称量和自动控制功能,存在投饲量控制不精准、自动化程度低、难以集成管控等问题。为此,该研究设计了一种全自动精准投饲系统,主要由机械设备、自动控制系统、信息管理系统等组成。基于"控制在本地、管理在云端"原则确定了系统结构。采用大料仓投饲机和散装饲料实现饲料出厂、运输、装料和投料全程机械化作业。开发了基于可编程逻辑控制器和称重传感器的自动控制系统,实现设备全自动运行和投饲量精准控制。控制系统与信息管理系统对接,实现投饲管控与企业生产经营管理的一体化。通过对视频监控设备的集成实现投饲过程的可视化监控。该系统在某大型养殖企业投入生产应用,建立了800 hm2的全自动投饲养殖示范基地,基本实现投饲过程的无人化作业。与传统小型投饲机、人工搬运和加装饲料的投饲方式相比,该系统可以减少劳动力成本70%、节约饲料用量3%,有效降低成本,取得了良好经济效益,具有实际工程应用价值。
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基于改进YOLO-V4网络的浅海生物检测模型
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：海洋生物智能检测是海洋牧场战略的一部分,而利用水下机器人在复杂的海洋环境中快速、准确地检测海洋生物是关键问题。由于海底环境复杂、亮度分布不均匀、海洋生物与其生存环境的区分性差、生物被遮蔽或半隐蔽等原因,准确识别海洋生物是一个巨大的挑战。随着卷积神经网络的发展,基于深度学习的目标检测算法成为主流,出现了如EfficientDet、RetinaNet和YOLO-V4等典型算法。这些基于深度学习的算法都不是完全尽善尽美的,不能完全满足海洋生物识别的需求。在探测精度、运算速度、密集目标探测效果等方面都有提高的空间。该研究建立了一个海洋生物数据集,采集了原始图片1 810张,数据增强后得到7 240张图片,它们被分成训练集（80%）和测试集（20%）。其次,通过引入跨阶段局部网络的概念,构建了嵌连接EC（Embedded Connection）部件,并将其嵌入到YOLO-V4网络的末端,得到改进的YOLO-V4网络。最后,该研究提出了基于改进YOLO-V4网络的海洋生物检测模型MOD（MarineOrganism Detection）。试验结果表明,MOD模型的mAP50、mAP75（交并比阈值为0.5、0.75的精度均值）分别为0.969和0.734,计算量为35.328BFLOPs（十亿浮点运算数）,检测帧速为139 ms（具有图形加速器Ge Force GTX1650上）。与原始YOLO-V4模型相比,MOD模型的m AP50和m AP75提高了0.9和4.8个百分点,而计算量仅提高0.2%。此外,对比两种模型的准确率-召回率曲线,MOD模型的精确度与召回率的平衡点更接近（1,1）,因此MOD模型能学习精度和效率的平衡性更好。该研究直接面向浅海生物的目标检测问题,所提供的方法可以为水下机器人精准执行智能捕捞等任务提供有益参考。
关键词： 模型 深度学习 目标检测 YOLO-V4 跨阶段局部网络 嵌连接
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长江下游刀鲚(Coilia nasus)仔稚鱼的时空分布
《湖泊科学 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：刀鲚(Coilia nasus)是长江下游重要的经济鱼类之一,具有溯河洄游型和淡水定居型两种生态类型本研究于2016年5 8月在刀鲚繁殖高峰期内同时对长江下游湖口、安庆和靖江江段进行刀鲚早期资源调查,研究分析对比了长江下游江段刀鲚仔稚鱼的丰度情况、时空格局及其与主要环境因子的关系结果表明:在调查期间,靖江江段刀鲚仔稚鱼平均密度最高;刀鲚仔稚鱼在调查各江段于6月下旬至7月上旬之间均出现一段较短时间的高峰期,这与刀鲚的产卵类型有关;湖口刀鲚仔稚鱼的爆发时间早于安庆和靖江江段,这种现象可能是由于湖口江段存在的定居型刀鲚产卵造成的;推测长江江水倒灌的特殊环境现象刺激了刀鲚性腺的发育,使得湖口江段8月产卵群体较多;各江段断面空间上的刀鲚仔稚鱼密度差异可能是沿岸地形和水体动力学差异所产生的现象;各江段刀鲚仔稚鱼密度最高峰时的水流量均处于较低水平,水温分别为25.87、25.27和21.67℃,均达到了刀鲚产卵所需条件研究结果初步反映了长江下游刀鲚仔稚鱼的时空特征,为长江下游刀鲚资源的保护提供了参考依据.
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北部湾盆地古近纪断裂体系发育及其控盆作用
《中国矿业大学学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：为加深对北部湾盆地裂陷结构发育与转型过程的认识,运用二维、三维地震资料,针对古近纪断裂体系的发育及控盆作用进行了研究.在详细刻画主干断裂的几何学和运动学特征基础上,明确了断裂体系演化的时空差异性,进而基于各凹陷结构的精细解剖,综合平衡剖面恢复和沉降中心研究阐述了断裂体系对盆地结构的控制作用,并结合区域地质背景分析,探讨了古近纪断裂体系的控盆机制,认为板块调整事件造成的区域应力场的转变控制了断裂体系的时空差异,进而造成了盆地结构的发育和转型.研究结果表明:古近纪,北部湾盆地主干断裂体系的发育演化经历了3个期次,NE向控盆时期(65.0～56.0 Ma)、NEE向控盆时期(56.0～37.8 Ma)和近EW向控盆时期(37.8～23.0 Ma),各时期控盆断裂的平均活动速率分别为130, 155, 175 m/Ma.这3个阶段控盆断裂表现出来的优势方向的转变揭示了古近纪区域伸展应力场的顺时针转变,同时伴随着走滑效应的增强.受上述断裂体系控制,盆地的裂陷结构相应的经历了简单伸展半地堑、复杂伸展半地堑和走滑改造半地堑3个阶段,沉降中心的展布受控于断裂活动同样经历了NE→NEE→近EW向的顺时针转变.北部湾盆地断裂体系及其控制下的裂陷结构演化与新生代以来太平洋板块与欧亚板块的汇聚、印度板块与欧亚板块的碰撞以及古南海的拖曳俯冲所引起的区域应力场性质和方向的转变密切相关.
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鱼源腐败希瓦氏菌生长/非生长界面模型的建立和验证
《中国食品学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：选取鱼源腐败希瓦氏菌为研究对象,研究室温(25℃)条件下pH、aw及盐分(NaCl)对腐败希瓦氏菌生长概率的交互影响。采用二阶线性Logistic回归方程和PNN人工神经网络算法构建环境因子交互作用下腐败希瓦氏菌生长/非生长界面模型,对两种模型的拟合优度和预测力进行比较和验证。结果表明,二阶线性Logistic腐败希瓦氏菌生长/非生长模型的测试集和验证集一致率分别为93.80%和100.00%,能预测腐败希瓦氏菌生长/非生长概率;PNN人工神经网络模型的测试集和验证集一致率分别为100.00%和86.67%,最优时间为0.1s,能对腐败希瓦氏菌生长/非生长数据进行快速分类。随着盐分增长,腐败希瓦氏菌生长/非生长界限小幅度向高aw、高pH方向移动,高盐分对腐败希瓦氏菌有生长抑制作用。aw≤0.91时,菌株均不生长,aw=0.92,0.94和0.96时,腐败希瓦氏菌生长概率随pH增大而增大,上升陡峭。pH=4.5时,腐败希瓦氏菌基本不生长,随pH升高,高aw情况下的生长概率增至100%。通过构建鱼源腐败希瓦氏菌环境因子下生长/非生长界面模型,PNN人工神经网络模型可对其生长/非生长数据进行快速分类,二阶线性Logistic能为定量评估pH,aw和盐分范围水产品品质保障提供理论支持。
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深水网箱浮架结构的失效及疲劳性能分析
《农业工程学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了分析台风海况环境与系泊载荷导致深水网箱局部崩塌的现象,分析网箱部件长期承受波浪交变载荷作用而导致的疲劳破坏问题,该文自主开发网箱浮架试样的加工方法,并进行浮架管材的性能参数测定,进一步采用等效载荷有限元模拟、全场景有限元模拟与力学试验对比验证,结合有限元结构仿真分析网箱浮架的失效及疲劳情况。结果表明,网箱浮架承受拉伸及弯曲载荷时弹性变形至塑性变形的临界屈服强度为22.12和30.58 MPa;浮架应力集中及疲劳关键节点主要为焊接点、系泊点、管材联接及工字架装配边缘区域,塑性区扩展至表面且断裂伸长率大于340.18%时发生结构断裂;浮架单点系泊及均布载荷40 kN时的低周疲劳寿命为734次应力循环,主要是由于此时的结构应力大于疲劳极限3.38 MPa导致疲劳寿命减小。增大系泊面积和工字架数量、减少焊接接头、降低联接管材的SDR系数可有效提高网箱浮架的可靠性能。研究结果可为长期和极限作业环境下网箱结构的优化设计提供参考。
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漂洗和斩拌对海鲈鱼肌球蛋白理化特性的影响
《农业工程学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探究漂洗和斩拌对海鲈鱼肌球蛋白理化特性的影响,分别提取原料、漂洗鱼糜、斩拌鱼糜的肌球蛋白,通过测定总巯基、活性巯基、表面疏水性、浊度等基本性质,并结合红外光谱和原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)技术对肌球蛋白二级结构和表面形貌进行研究。结果表明:相比原料,漂洗鱼糜肌球蛋白总巯基含量降低19.5%,活性巯基增大63.9%,而斩拌鱼糜肌球蛋白总巯基和活性巯基的质量分数相比漂洗鱼糜分别降低22.6%和66.8%,漂洗鱼糜的肌球蛋白变性程度最大;肌球蛋白浊度和表面疏水性在经过漂洗和斩拌均增大,漂洗对表面疏水性影响更大,斩拌对浊度影响更大;红外光谱研究结果显示,漂洗对二级结构影响更明显,原料经过漂洗后,α-螺旋相对含量降低了33.16%,无规则卷曲相对含量增加了79.42%,β-折叠和β-转角分别增加1.11%和10.38%,斩拌后,鱼糜肌球蛋白二级结构变化率较低;漂洗和斩拌都可改变肌球蛋白的表面形貌,使肌球蛋白聚集簇明显减小,聚集高度增加。研究结果证明,漂洗和斩拌对肌球蛋白理化特性有很大的影响,是鱼糜具有更好的凝胶性能的重要步骤。
关键词： 蛋白 鱼 检测 肌球蛋白 变性聚集 二级结构 表面形貌
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高速逆流色谱分离纯化裂壶藻油脂中的DHA
《中国食品学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：利用两步高速逆流色谱法分离纯化裂壶藻油脂中的二十二碳六烯酸(DHA)。经筛选,正庚烷-乙酸乙酯-甲醇-水(体积比15∶1∶15∶1)为第1步高速逆流色谱的两相溶剂体系,正庚烷-甲醇-水(体积比5∶6∶1)为第2步高速逆流色谱的两相溶剂体系。采用紫外检测器在波长210 nm处检测。利用单因素试验和响应面分析法对高速逆流色谱的分离条件:进样量、流动相流速、转速、分离温度进行优化试验,得到的最佳条件是:进样量180mg、流速3 mL/min、转速910 r/min、温度13℃。在此条件下,利用两步高速逆流色谱法分离纯化裂壶藻油脂中的DHA,用高效液相色谱和紫外检测联用技术检测DHA的纯度分别为90.06%和99.61%,回收率分别为为95.27%和93.81%。
关键词： 裂壶藻 高速逆流色谱 DHA 响应面分析 分离纯化
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西菲律宾海现代风尘物质组成特征及其物源指示意义
《地球科学 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：为识别西菲律宾海现代风尘物质的具体来源及其携带动力,本次研究于2015年冬季对西菲律宾海上空风尘进行了采集,并系统分析了碎屑态组分的矿物组成和常、微量元素组合特征.西菲律宾海现代风尘沉积物中碎屑矿物成分主要有石英、伊利石、斜长石和石膏等,矿物形态均呈次棱角状,具有明显的风成沉积特征.所研究样品的Al_2O_3-TiO_2投影主要与鄂尔多斯沙漠和巴丹吉林沙漠物质相似,而其微量元素Zr-Th-Sc组成则表现为鄂尔多斯沙漠和塔克拉玛干沙漠物质的两端元混合,说明鄂尔多斯沙漠是西菲律宾海现代风尘的主要源区,而塔克拉玛干沙漠和巴丹吉林沙漠的风尘输入对该区的影响较小.后向轨迹分析表明,西菲律宾海冬季的风尘携带动力主要是东亚冬季风.
关键词： 西菲律宾海 现代风尘 矿物学 常、微量元素 物质来源
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