CN114711177A - 一种智能化多功能海洋牧场及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明专利公开了一种可无人值守的智能化多功能海洋牧场及其实现方法，所述的海洋牧场由海底人工鱼礁生态系统，深远海海上人工养殖系统和可对海洋牧场进行远程监控及智能化管理的海洋牧场远程监控及智能化管理系统构成。其中，所述的海上养殖系统包括至少一个悬浮于海面的由高强度材料制造的可沉浮多功能主体平台以及多个处于主体平台周边的可沉浮深水养殖网箱；所述的海洋牧场远程监控及智能化管理系统包括有：海洋牧场信息数据实时采集系统，海洋牧场信息数据实时压缩及远程传输系统，海洋牧场信息数据计算、集成及存储系统，多功能海洋牧场实时监控及管理平台，海洋牧场主体平台及网箱控制系统，智能化养殖系统，海洋牧场防护系统。

Description

一种智能化多功能海洋牧场及其实现方法

技术领域

本发明技术涉及海洋渔业领域，具体涉及一种适合在深远海域进行综合养殖的海洋牧场及其设备，特别是一种可无人值守的种养结合的大型智能化多功能海洋牧场及其实现方法。

背景技术

随着我国社会经济的发展，水产品需求总量已显著上升。我国有限的内陆水土资源，已难以担负水产品生产总量持续增长的负荷。要保障水产品供给，必须以发展蓝色农业为核心，大力发展海产养殖和放牧型海洋渔业。开发蓝色国土资源将成为必然。

但是，近年来，受环境变化和过度捕捞等因素影响，世界范围内渔业资源衰退和不足已成为全球性问题。在全球气候变化、渔业生产力过度发展、渔业资源严重衰退、危及渔民生计的大背景下，如何实现渔业的可持续发展已成为各国需要迫切解决的一个重要问题。

由于近海同样面临着海洋生态环境遭受破坏、渔业资源日益枯竭等同类问题，因此，从现实的需求来看，将渔业产业的重点由传统的狩猎式捕捞渔业转向放牧式的增养殖渔业，尤其是避开近海内湾的易污染环境，转向外海去发展高经济价值鱼类的深水网箱养殖业，已成为世界各国的共识。而海洋牧场的建设已成为拓展和有效配置我国渔业发展空间，优化海洋渔业产业布局，促进渔业可持续发展，推动海洋产业转型升级的迫切选择。

我国是一个陆地大国，同时也是一个海洋大国，沿海有1.8万多公里海岸线以及6500多个岛屿，是世界上岛礁最多的国家之一。我国的海域面积广阔，拥有300万平方公里的海洋国土面积。因而，在海洋牧场领域，蕴含着巨大的市场潜力和广阔的发展前景。

在海洋牧场进行海产品的养殖生产，需要经过产卵育苗、喂食饲料及光照水温监控等多道工序，在养殖鱼类、贝类、软体类或虾蟹类的生产过程中，往往还要经历春夏秋冬的四季更迭，多次面临风起浪涌、雨雪冰雾的恶劣天气及海况，因此，如何形成并实现全天候海洋渔业生产的安全有效管控，提高海洋养殖的经济效益，同时维持并保护海洋资源和海洋生态系统，是海洋牧场必须要面对的一个实际问题。

我国海岸线长，发展海洋养殖，开发海上牧场，是今后的一个发展方向。但传统海上养殖网箱及海洋养殖场所所设定的海域位置，均是在近海水域。一方面，受海水交换不畅、水质污染等影响，使养殖成活率不高、产量低；另一方面，其网箱浮架所使用的材料，多为泡沫浮体、树胶浮体等低档材质材料，虽然其造价成本低，但容易受台风、季节大风、海上大浪的影响而导致浮架易被损坏，而且使用寿命短。这无疑制约着养殖规模与海洋经济的发展。如何促进渔业养殖技术及装备的升级，增加经济效益；如何使海上养殖进一步规模化和向深海发展，使之成为大规模的海上牧场；同样也是海洋牧场必须要面对的另一个实际问题，需要人们创造性的努力来实现。

为促进海洋经济可持续发展，使人工养殖从内海转向外海、从浅海向深海和远海发展，急需研究开发适应开敞海域使用，在风浪流组合作用下能从事正常养殖作业，在各种灾害性天气条件下能够生存的海上养殖系统。由于该系统具有人工养殖与自然增殖相结合的特殊功能，将为我国海上养殖“生态化”开创一条新路。

发展蓝色海洋农业，需要发展深远海集约化养殖工程，开发全面适应海洋状况的深远海网箱养殖设备。目前，海水养殖的生产方式，多以沿岸陆基养殖、滩涂养殖和内湾普通网箱养殖为主，面向深远海的离岸深远海养殖尚处在起步阶段。

发展蓝色海洋农业，更需要智慧海洋牧场。在这里，“智慧”是网络化、数字化和智能化的综合体现。智慧海洋牧场的建设和运营过程，一般具备如下的三个特征。

（1）全面地监测感知。利用智能设备和传感器全方位感知海陆环境信息并通过数据交换实现牧场的可视化监控；通过物与物、物与环境之间的交流互动，进而通过可视化监控和异常状况报警来触发控制系统动作或服务，实现海洋牧场的自主化和可视化。

（2）信息的联动整合。由于在传统的海洋牧场中，生态放养和网箱养殖是相对独立的、分散的，而智慧海洋牧场通过将物联网技术与互联网系统相互融合，可将原本独立分散的生态放养和网箱养殖等通过智能监测系统和牧场控制系统进行集成，甚至将同一个海域中不同的海洋牧场集成为一个整体，从而实现牧场中生态放养和网箱养殖的协同联接和同一海域不同牧场之间的协同联接，使得海洋牧场的相关数据相互融合，进而实现海洋牧场运营的智慧化。

（3）监测和控制的智能化。海洋牧场的智能化通常是通过云计算技术和大数据技术实现的。即通过云计算技术将牧场运营的数据信息进行储存，再通过大数据挖掘技术将积累的历史数据进行建模，将原本离散的数据通过科学算法建立客观规律，最后将实时数据信息和未来趋势的预测信息反馈给牧场经营者，作为海洋牧场运营过程中的决策参考和决策依据，实现海洋牧场管理和养殖的智能化。

智慧海洋牧场区别于传统海洋牧场的本质是人工智能技术、物联网技术、以及大数据技术等信息化技术手段的应用，其主要建设内容通常包括：人工鱼礁的设计、建造和投放；配套的人工养殖和管护平台控制；智能化的监测和管理系统；放养系统和网箱养殖系统的结合与联动等。总之，智慧海洋牧场建设是一个系统工程，涉及海洋科学、信息技术、人工智能以及建筑工程等多个学科。

当今社会，全球海洋渔业的发展均面临着全球气候变化、渔业生产力过度发展、渔业资源严重衰退等诸多问题，要实现海洋渔业的可持续开发利用和转型升级，就必须将信息化技术手段用于海洋建设，尤其是智慧海洋牧场的建设。并以此来提高海洋资源开发能力，培育新兴海洋产业，推进现代化海洋牧场的建设，推进“智慧海洋”的建设。

发明内容

本发明专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能化的大型多功能海上牧场。它将使海上养殖进一步规模化和向深海发展，使安全的大规模的海上牧场成为现实。

本发明所公开的海洋牧场，由海底人工鱼礁生态系统1，深远海海上人工养殖系统2和可对海洋牧场进行远程监控及智能化管理的海洋牧场远程监控及智能化管理系统3构成。

进一步地，本发明所述的海上养殖系统2包括至少一个悬浮于海面的由高强度材料制造的可沉浮多功能主体平台21以及多个处于主体平台21周边的可沉浮深水养殖网箱22；多功能主体平台21和养殖网箱22间采用连接系统23连接；所述的可沉浮抗风浪多功能主体平台21包括可沉浮平台主体211、平台下部深水网箱212、海上发电系统213和配套的平台系泊系统214。

更进一步地，所述平台主体211从下至上依次包括：刚性水面浮体结构a1、主甲板a2、饲料存储舱a3、固定于主甲板上的支撑立柱a4、位于支撑立柱a4上部的上甲板a5和位于上甲板上部的用于安装海洋牧场远程监控及智能化管理系统3的主控设备和可作为工作人员临时住所的上层建筑--主控室a6；所述的浮体结构a1包括浮力可控的浮力舱a11；饲料舱a3上方配置有饲料入仓设施a31和饲料投喂设置a32。上甲板上方的上层建筑--主控室a6中配置有远程监控系统和设备，可控制饲料投喂系统、网箱及平台沉浮系统等。

进一步地，海上发电系统213设置在平台主体211的主甲板a2上，它包括海上风力发电系统a7和光伏发电系统a8。

进一步地，所述平台系泊系统214包括主锚链b1和侧锚链b2；主锚链b1和侧锚链b2下部均固定于可兼做人工鱼礁的大抓力锚b3上。

进一步地，所述的设置于主体平台21周边的可沉浮深水养殖网箱22，由预制的养殖箱体221、浮力可控网箱支撑浮体222以及通道板223组合而成；在通道板223上设有凹槽形水上通道和自动投喂系统管道；在各养殖网箱22的底部设有垂直锚泊定位装置224；在网箱22的侧面设有斜拉锚泊定位装置225；垂直锚泊定位装置224和斜拉锚泊定位装置225的下部，均固定在可兼做人工鱼礁的大抓力锚b3上。

更进一步地，在所述平台系泊系统214的侧锚链b2和养殖网箱22的斜拉锚泊定位装置225的的链环式连接装置上，悬挂有重力摆式平衡物及养殖笼。

所述的海洋牧场远程监控及智能化管理系统3是针对深远海网箱养殖存在的海上条件恶劣，人工养殖成本高，养殖管理困难等问题，融合了海上数据采集技术、海上远程无线数据传输技术、深远海网箱装备技术、自动控制技术、数字化养殖管理技术、人工智能技术等而开发的；它包括有：海洋牧场信息数据实时采集系统31，海洋牧场信息数据实时压缩及远程传输系统32，海洋牧场信息数据计算、集成及存储系统33，多功能海洋牧场实时监控及管理平台34，海洋牧场主体平台及网箱控制系统35，智能化养殖系统36，海洋牧场防护系统37。

进一步地，所述的海洋牧场信息数据实时采集系统31，包括有多种信息数据采集设备，如各类水上及水下监控摄像头，气象数据采集设备及水质监测传感器等；用于监测海洋牧场海底生态状况，海洋牧场及周边水质、水流及气象状况，海上多功能主体平台状况，养殖网箱状况，养殖鱼类或其他养殖生物生长状况，以及海洋牧场周边安全状况等。

进一步地，所述的海洋牧场数据压缩及远程传输系统32包括有数据压缩模块、海上远程通信模块、处于管理平台上的网络终端模块；海上远程通信模块包括有线传输和无线传输，主要是远程无线传输；主要用于监测数据的远程传输以及管理和控制信息的传递；监测数据在传输前进行压缩，可有效提高传输的效率。

进一步地，所述的海洋牧场信息数据分析、集成及存储管理系统33设置于岸上的海洋牧场监控基地，它除了对海洋牧场监测及管理数据进行集成和存储外，主要是进行实时数据分析和评估，给出预警信号及辅助决策方案等。分析和评估所依据的除实时数据外，还包括各种历史数据和专家系统整合的各种决策规则等。其中的系统异常情况报警保护功能，包括安全报警和养殖报警，以确保平台、网箱和牧场养殖的安全。

进一步地，所述的多功能牧场监视及管理控制平台34设置于岸上的海洋牧场监控室，具有远程数据实时查看功能、自动控制功能及各类预警功能。它可让工作人员实时监控海洋牧场的现有状况，又可联机养殖专家系统和海洋牧场数据库系统，根据系统33实时数据分析、预警分析及决策分析的结果，对牧场的自动化养殖、控制和管理系统下达相应指令，以应对已经或可能出现的问题。比如，控制设备的自动沉降，以保证海上平台、网箱和养殖的安全等。管理平台也可根据实际需要确定和选择重点监控的项目，如海上监控，海底监控，海水监控，网箱监控，平台监控等。

进一步地，所述的主体平台及网箱控制系统35用于控制可沉浮平台主体211和可沉浮养殖网箱22。平台主体211及养殖网箱22可沿竖直方向上下沉浮；当有大风来临时，控制系统35可控制平台主体及养殖网箱向下沉降，以避风浪。

进一步地，所述的智能化养殖系统36是根据多年的海上人工养殖经验开发，可根据不同养殖品种，不同生长阶段，不同海洋状况，给出恰当的喂养方案，控制投喂装置，进行科学喂养。所述的投喂装置包括投喂机组、自动控制系统、饲料配送系统、饲料喷投系统、能源供给系统等，可以自动及远程控制；而投喂行为则由投喂时间、投喂量、投喂速率和投喂目标等参数设定，可实现动态和固定的定时、定点、定量投喂；而智能化决策，是在实时数据和历史数据的基础上，依据养殖经验和规则库，采用大数据分析技术和人工智能技术，对海洋牧场环境和实时状况，海洋生态实时状况，养殖鱼类或其他饲养状况，做出正确判断后，所给出的合理决策。

进一步地，所述的海洋牧场防护系统37则对整个海洋牧场进行实时监控和防护，以一定的措施来确保在无人现场值守的情况下整个海洋牧场及设备的安全。

本发明专利技术所公开的智能化多功能海洋牧场，较之现有技术而言，其优越之处主要有以下几点。

1）本发明所述的海洋牧场是由多个模块化的多功能养殖单元组成，可根据实际需要，拼组成大型或超大型的养殖作业联合体。

2）本发明所述海洋牧场的多功能主体平台为可沉浮式，抗风浪能力强，可有效控制平台在灾害性天气条件下，受各向风浪流组合作用时的冲击强度及运动幅度，提高平台系统的安全性和稳定性。

3）本发明所述的海洋牧场在其平台周边设置多个大型养殖网箱，又在固定锚链上悬挂有养殖箱笼，加上海底放养系统，可形成一个区域性的立体化的生态养殖系统。

4）本发明所述的海洋牧场采用大型深海抗风浪可沉浮式养殖箱体，实现网箱的自沉浮，可有效减少风浪对网箱及养殖生物的影响；由于组成浮式养殖系统的网箱本身具有足够的强度和刚度，在大风波浪时又可下沉，会使养殖系统整体安全。

5）本发明所述的海洋牧场在主体平台和养殖网箱的四周及下方，设置有人工鱼礁式固定锚，为数众多的人工鱼礁式固定锚及其他人工鱼礁所组成的人工鱼礁区，为开敞海域自然生长的鱼类提供了一个安全栖息和繁衍的场所；而上部人工养殖鱼类的排泄物，或可成为多种自然生长海洋生物的饵料，吸引大量的海洋生物向人工鱼礁区集聚，使人工养殖与自然增殖融为一体，具有良好的生态效益。通过进一步构建多营养层次生态养殖模式，未来可进一步发展成田园型海洋牧场。

6）本发明所述的海洋牧场在网箱及浮式平台的链环式连接装置上，悬挂有重力摆式平衡物及养殖笼，当平台及网箱在外力作用下发生运动时，由于重力摆的滞后效应，能有效衰减平台及网箱的漂移量和各向运动的幅度。

7）本发明所述的海洋牧场的全部构件均可标准化设计，以实现工厂化批量生产。

8）本发明在传统养殖牧场的基础上，集成智能传感、信息采集与压缩、自动控制、大数据分析和人工智能等技术，设计出的海洋牧场远程监控及智能化管理系统，可将传统海洋牧场升级为一个智能化生态养殖系统。

附图说明

图1为本发明所述的智能化海洋牧场总体示意图。

图2为本发明所述的深远海海上人工养殖系统示意图。

图3为本发明实施例所述的多功能平台结构示意图。

图4为本发明实施例所述的多功能平台主体结构示意图。

图5 为本发明实施例所述的深水网箱结构示意图。

图6 为本发明实施例所述的海洋牧场远程监控及智能化管理系统示意图。

附图中，各标记所代表的部件名称如下：1、海底人工鱼礁生态系统，2、深远海海上人工养殖系统，3、海洋牧场远程监控及智能化管理系统3；21、可沉浮多功能主体平台，22、可沉浮深水养殖网箱，23、多功能主体平台和养殖网箱连接系统；211、多功能主体平台21的可沉浮平台主体，212、多功能主体平台21下部的深水网箱，213、多功能主体平台21的海上发电系统，214、多功能主体平台21的系泊系统；221、可沉浮深水养殖网箱22的养殖箱体，222、可沉浮深水养殖网箱22的浮力可控网箱支撑浮体，223、可沉浮深水养殖网箱22的通道板，224、可沉浮深水养殖网箱22底部垂直锚泊定位装置，225、可沉浮深水养殖网箱22的侧面斜拉锚泊定位装置；a1、平台主体211的刚性水面浮体结构，a2、平台主体211的主甲板，a3、平台主体211上的饲料存储舱，a4、固定于平台主体211的主甲板上的支撑立柱，a5、平台主体211的上甲板，a6、平台主体211上部的主控室，a7、设置于平台主体211的主甲板a2上的海上风力发电系统，a8、设置于平台主体211的主甲板a2上的光伏发电系统；a11、平台主体211的浮体结构a1的浮力舱，a31、饲料舱a3的饲料入仓设施，a32饲料舱a3的饲料投喂设置；b1、系泊系统214的主锚链，b2、系泊系统214的侧锚链，b3、系泊系统的可兼做人工鱼礁的大抓力锚；31、海洋牧场信息数据实时采集系统，32、海洋牧场信息数据实时压缩及远程传输系统，33、海洋牧场信息数据计算、集成及存储系统，34、多功能海洋牧场实时监控及管理平台，35、海洋牧场主体平台及网箱控制系统，36、智能化养殖系统，37、海洋牧场防护系统。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明所述的海洋牧场及其实现技术，下面将结合附图对其进行更详细地介绍；显而易见地，下面所描述的仅仅是本发明的一些实施例；对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些实施例获得更多的实施例。

实施例1。

如图1所示，本发明所公开的海洋牧场，是由海底人工鱼礁生态系统1，深远海海上人工养殖系统2和可对海洋牧场进行远程监控及智能化管理的海洋牧场远程监控及智能化管理系统3构成。

如图2所示，所述海上养殖系统2包括至少一个悬浮于海面的由高强度材料制造的可沉浮多功能主体平台21以及多个处于主体平台21周边的可沉浮深水养殖网箱22；多功能主体平台21和养殖网箱22间采用连接系统23连接。

如图3所示，可沉浮的抗风浪多功能主体平台21包括可沉浮平台主体211、平台下部深水网箱212、海上发电系统213和配套的平台系泊系统214。

如图4所示，所述平台主体211从下至上依次包括：刚性水面浮体结构a1、主甲板a2、饲料存储舱a3、固定于主甲板上的支撑立柱a4、位于支撑立柱a4上部的上甲板a5和位于上甲板上部的用于安装海洋牧场远程监控及智能化管理系统3的主控设备和可作为工作人员临时住所的上层建筑--主控室a6；所述的浮体结构a1包括浮力可控的浮力舱和浮箱a11；饲料舱a3上方配置有饲料入仓设施a31和饲料投喂设置a32。上甲板上方的上层建筑--主控室a6中配置有远程监控系统和设备，可控制饲料投喂系统、网箱及平台沉浮系统等；

所述海上发电系统213设置在平台主体211的主甲板a2上，它包括海上风力发电系统a7和光伏发电系统a8。

所述平台系泊系统214包括主锚链b1和侧锚链b2；主锚链b1和侧锚链b2下部均固定于可兼做人工鱼礁的大抓力锚b3上。

如图5所示，在主体平台21的周边设有多个可沉浮深水养殖网箱22，它由预制的养殖箱体221、浮力可控网箱支撑浮体222以及通道板223组合而成；在通道板223上设有凹槽形水上通道和自动投喂系统管道。在各养殖网箱22的底部设有垂直锚泊定位装置224；在网箱22的侧面设有斜拉锚泊定位装置225。垂直锚泊定位装置224和斜拉锚泊定位装置225的下部，均固定在可兼做人工鱼礁的大抓力锚b3上。

在所述平台系泊系统214的侧锚链b2和养殖网箱22的斜拉锚泊定位装置228的的链环式连接装置上，悬挂重力摆式平衡物及养殖笼。

在本实施例中，在多功能主体平台21周边设置有小型船舶的泊位，可进行装卸作业，以及供工作人员上下。在养殖网箱的上方可架设轻型钢木结构小平台，作为饲料等的疏运平台和水产品采集、分捡和发送平台。在主甲板上，还可安装机械或半机械化的升降或投料装置。

在本实施例中，在多功能平台上甲板上方可根据实际需要，设置作业人员的工作和生活仓室，并配备相应的生活污水和垃圾处理装置；安装一定容量的发电设备，为海水淡化和海上工作生活提供所需电力；在平台主甲板和上甲板上方，可设置雨水收集装置和配套的储存设备；使平台可成为集人工养殖、自然增殖、饲料与水产品的运输以及工作人员居住等于一体的一体化生态化立体化养殖系统，并为未来开发无人岛创造条件。

所谓生态化立体化的海洋牧场，是指利用立体养殖技术，将不同养殖海生藻类、贝类和鱼类置于同一片海区养殖，以达到生态互补、共生互促的目的的海上养殖系统。在此牧场中，各类海洋生物，各得其所，各取所需，共同生长；从而具有生态效益、经济效益双赢的特点。作为立体化海洋牧场生态养殖模式的一个实例，本发明实施例所给出的一个可选的方案是：上层网箱养殖经济鱼类，中层实施贝类养殖，底部投放以混凝土构件礁为主的生态鱼礁，进行参类等的底播增殖、放养；或在海底进行藻场构建，既改善生态环境，也可做海参的天饵料。

在本实施例中，所述的人工鱼礁式大抓力锚，上部为人工鱼礁，与外部海水相通，供鱼类自由出入和栖息；下部为爪形结构，各向均具有抓持力和抗倾力，从而保证插入海底地层后，保持各向稳定，产生抓持力；通过锚索与浮体相连后，组成群锚抗漂移设施，可有效控制浮体的漂移。人工鱼礁式大抓力锚设计成便于自然生长鱼类生存的结构，可改善养殖水域的生态环境，提高相应鱼类产品的自然生长。

在本实施例中，人工鱼礁式大抓力锚采用钢丝网水泥多边形薄壁空间结构。用钢丝网水泥板制作，一方面能够提高产品的耐腐蚀性，另一方面能够设计成各组件分段进行预制装配，以实现工厂化批量生产。所形成的人工鱼礁区可为自然生长的鱼类构建一种全新的生态环境。

实施例2。

如实施例1已述，本发明所公开的海洋牧场，是由海底人工鱼礁生态系统1，深远海海上人工养殖系统2和可对海洋牧场进行远程监控及智能化管理的海洋牧场远程监控及智能化管理系统3构成；所述海上养殖系统2包括至少一个悬浮于海面的由高强度材料制造的可沉浮多功能主体平台21以及多个处于主体平台21周边的可沉浮深水养殖网箱22；多功能主体平台21和养殖网箱22间采用连接系统23连接；可沉浮的抗风浪多功能主体平台21包括可沉浮平台主体211、平台下部深水网箱212、海上发电系统213和配套的平台系泊系统214。

未来的海洋养殖模式，必将远离沿岸水域，进入深水、远海。由于这些海洋牧场及深水网箱常设置于环境条件较为恶劣的半开放或开放型海区，这些地方海面风浪较大、海水流速较快，对平台和网箱的抗风浪能力和抗洋流能力要求也就较高，加之海洋牧场常常远离海岸，管理难度很高，故需要配备可远程监控和智能化操作的自动化设施。直接监控海洋牧场养殖区内的实时状态；在进行直接监控的同时，接入现代化海洋养殖设备，直接实现远程控制。

发展深远海养殖离不开对养殖区域的远程监控，远程监控系统可实现对养殖水域的全方位监控，工作人员可以在岸上基地的控制室通过实时的电脑画面获得网箱或是放流海洋生物的状况，养殖人员只需要发送指令给电脑，控制养殖设备，即可实现远程的智能控制。

本实施例所给出的海洋牧场远程监控及智能化管理系统3，是针对深远海网箱养殖存在的海上条件恶劣，人工养殖成本高，养殖管理困难等问题，融合了海上数据采集技术、海上远程无线数据传输技术、深远海网箱装备技术、自动控制技术、数字化养殖管理技术、人工智能技术等而开发的。

如图6所示，本实施例所给出的海洋牧场远程监控及智能化管理系统3包括海洋牧场信息数据实时采集系统31，海洋牧场信息数据实时压缩及远程传输系统32，海洋牧场信息数据计算、集成及存储系统33，多功能海洋牧场实时监控及管理平台34，海洋牧场主体平台及网箱控制系统35，智能化养殖系统36，海洋牧场防护系统37。

在本实施例中，所述的海洋牧场信息数据实时采集系统31，包括多种信息数据采集设备，如各类水上及水下监控摄像头，气象数据采集设备及水质监测传感器等；用于监测海洋牧场海底生态状况，海洋牧场及周边水质、水流及气象状况，海上多功能主体平台状况，养殖网箱状况，养殖鱼类或其他养殖生物生长状况，以及海洋牧场周边安全状况等。

在本实施例中，所述的数据压缩及远程传输系统32包括数据压缩模块、海上远程通信模块、处于管理平台上的网络终端模块；海上远程通信模块包括有线传输和无线传输，主要是远程无线传输；主要用于监测数据的远程传输以及管理和控制信息的传递；监测数据在传输前进行压缩，可提高传输的效率。

在本实施例中，所述的海洋牧场信息数据分析、集成及存储管理系统33设置于岸上的海洋牧场监控基地，它除了对海洋牧场监测及管理数据进行集成和存储外，主要是进行实时数据分析和评估，给出预警信号及辅助决策方案等。分析和评估所依据的除实时数据外，还包括各种历史数据和专家系统整合的各种决策规则等。其中的系统异常情况报警保护功能，包括安全报警和养殖报警，以确保平台、网箱和牧场养殖的安全。

在本实施例中，所述的多功能牧场监视及管理控制平台34设置于岸上的海洋牧场监控室，具有远程数据实时查看功能、自动控制功能及各类预警功能。它可让工作人员实时监控海洋牧场的现有状况，又可联机养殖专家系统和海洋牧场数据库系统，根据系统33实时数据分析、预警分析及决策分析的结果，对牧场的自动化养殖、控制和管理系统下达相应指令，以应对已经或可能出现的问题。比如，控制设备的自动沉降，以保证平台、网箱和养殖的安全等。管理平台也可根据实际需要确定和选择重点监控的项目，如海上监控，海底监控，海水监控，网箱监控，平台监控等。

在本实施例中，所述的主体平台及网箱控制系统35用于控制可沉浮平台主体211和可沉浮养殖网箱22；平台主体211及养殖网箱22可沿竖直方向上下沉浮；当有大风来临时，控制系统35可控制平台主体及养殖网箱向下沉降，以避风浪。

在本实施例中，所述的智能化养殖系统36是根据多年的海上人工养殖经验开发，可根据不同养殖品种，不同生长阶段，不同海洋状况，给出恰当的喂养方案，控制投喂装置，进行科学喂养。所述的投喂装置包括投喂机组、自动控制系统、饲料配送系统、饲料喷投系统、能源供给系统等，可以自动及远程控制。而投喂行为则由投喂时间、投喂量、投喂速率和投喂目标等参数设定，可实现动态和固态的定时、定点、定量投喂。而智能化决策，是在实时数据和历史数据的基础上，依据养殖经验和规则库，采用大数据分析技术和人工智能技术，对海洋牧场环境和实时状况，海洋生态实时状况，养殖鱼类或其他饲养状况，做出正确判断后，所给出的合理决策。

在本实施例中，所述的海洋牧场防护系统37则对整个海洋牧场进行实时监控和防护，以一定的措施来确保在无人现场值守的情况下整个海洋牧场及设备的安全。

总之，以先进的通信网络和智能技术为依托的精细化、智能化的海洋牧场建设，将是未来的发展趋势。海洋牧场远程监控及智能化管理系统，可利用先进的海洋牧场数据采集设备，智能化的数据分析技术，科学准确地评价海洋牧场的状态，实现设备监控、牧场监控和养殖监控，实现智能化的养殖、管理和建设，从而达到深度有效地利用海洋资源的目的。而推进实施以海洋工程装备为主导、以信息化智能设备为支撑、以科技创新应用为手段、以系统科学管理为保障的离岸海洋农牧化建设，打造海洋生态牧场综合体，定会推进海洋渔业从“猎捕型”向“农牧型”转变，建成真正的智慧型海洋牧场。

以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种智能化多功能海洋牧场及其实现方法，其特征在于，所述的智能化多功能海洋牧场由海底人工鱼礁生态系统1，深远海海上人工养殖系统2和可对海洋牧场进行远程监控及智能化管理的海洋牧场远程监控及智能化管理系统3构成；所述的海上养殖系统2包括至少一个悬浮于海面的由高强度材料制造的可沉浮多功能主体平台21以及多个处于主体平台21周边的可沉浮深水养殖网箱22；所述的多功能主体平台21和所述的可沉浮深水养殖网箱22间采用连接系统23连接；所述的可沉浮多功能主体平台21包括可沉浮平台主体211、平台下部深水网箱212、海上发电系统213和平台系泊系统214；所述的可沉浮深水养殖网箱22主体由养殖箱体221、浮力可控网箱支撑浮体222和通道板223组合而成，其底部设有垂直锚泊定位装置224，其侧面设有斜拉锚泊定位装置225；所述的海洋牧场远程监控及智能化管理系统3包括有海洋牧场信息数据实时采集系统31，海洋牧场信息数据实时压缩及远程传输系统32，海洋牧场信息数据计算、集成及存储系统33，多功能海洋牧场实时监控及管理平台34，海洋牧场主体平台及网箱控制系统35，智能化养殖系统36和海洋牧场防护系统37；所述平台主体211从下至上依次包括：刚性水面浮体结构a1、主甲板a2、饲料存储舱a3、固定于主甲板上的支撑立柱a4、位于支撑立柱a4上部的上甲板a5和位于上甲板上部的用于安装海洋牧场远程监控及智能化管理系统3的主控设备和可作为工作人员临时住所的上层建筑--主控室a6；上甲板上方的主控室a6中配置有远程监控系统和设备，可控制饲料投喂系统、网箱及平台沉浮系统等。

2.根据权利要求1所述的智能化多功能海洋牧场及其实现方法，其特征在于，海上发电系统213设置在平台主体211的主甲板a2上，它包括海上风力发电系统a7和光伏发电系统a8。

3.根据权利要求1所述的智能化多功能海洋牧场及其实现方法，其特征在于，网箱22底部的垂直锚泊定位装置224和侧面的斜拉锚泊定位装置225的下部，均固定在可兼做人工鱼礁的大抓力锚b3上。

4.根据权利要求1所述的智能化多功能海洋牧场及其实现方法，其特征在于，所述的海洋牧场信息数据实时采集系统31包括多种信息数据采集设备，如各类水上及水下监控摄像头，气象数据采集设备及水质监测传感器等，用于监测海洋牧场海底生态状况，海洋牧场及周边水质、水流及气象状况，海上多功能主体平台状况，养殖网箱状况，养殖鱼类或其他养殖生物生长状况，以及海洋牧场周边安全状况等；所述的数据压缩及远程传输系统32包括数据压缩模块、海上远程通信模块和处于管理平台上的网络终端模块，海上远程通信模块包括有线传输和无线传输，用于监测数据的远程传输以及管理和控制信息的传递；所述的海洋牧场信息数据分析、集成及存储管理系统33设置于岸上的海洋牧场监控基地，它除了对海洋牧场监测及管理数据进行集成和存储外，还进行实时数据的分析和评估，给出预警信号及辅助决策方案等；所述的多功能牧场监视及管理控制平台34设置于岸上的海洋牧场监控室，具有远程数据实时查看功能、自动控制功能及各类预警功能；所述的主体平台及网箱控制系统35用于控制可沉浮平台主体211和可沉浮养殖网箱22。

5.根据权利要求1所述的智能化多功能海洋牧场及其实现方法，其特征在于，所述的智能化养殖系统36可根据不同养殖品种，不同生长阶段，不同海洋状况，给出恰当的喂养方案，控制投喂装置，进行科学喂养；所述的投喂装置包括投喂机组、自动控制系统、饲料配送系统、饲料喷投系统、能源供给系统等，可以自动及远程控制；而投喂行为则由投喂时间、投喂量、投喂速率和投喂目标等参数设定，可实现动态和程序化的定时、定点、定量投喂；而其智能化决策，是在实时数据和历史数据的基础上，依据养殖经验和规则库，采用大数据分析技术和人工智能技术，对海洋牧场环境和实时状况，海洋生态实时状况，养殖鱼类或其他饲养状况，做出正确判断后，所给出的合理决策。

6.根据权利要求1所述的智能化多功能海洋牧场及其实现方法，其特征在于，所述的海洋牧场防护系统37对整个海洋牧场进行实时监控和防护，能以一定的措施保护整个海洋牧场及设备的安全。

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