CN117215218B - 一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于自动控制优化的领域，提供了一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制方法，根据养殖池的多个采样点于多个时刻的透光率计算透光时空占比，根据于所述多个时刻的水面上鱼的数量计算浮面数时间占比，以透光时空占比和浮面数时间占比计算水体趋混度，分别获取各采样点的悬浮物含量计算悬浮分布律，再根据水体趋混度和悬浮分布律，计算动态循环控制数组，可以动态控制排污量，实现对排污量的动态控制，从而提高了排污的准确性和效率。

Description

一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制方法

技术领域

本发明属于自动控制优化的领域，具体涉及一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制方法。

背景技术

水产养殖行业的规模在扩大，尤其是鱼类循环水养殖池的管理和排污控制方面，也面临着挑战和困难。传统的水产养殖池管理和废水处理方式依赖于经验和手动方式，无法满足大规模生产和自动化的需求。同时，废水排放造成的环境污染和生态破坏问题也受到广泛关注。针对传统水产养殖池管理和废水处理方式存在的问题，近年来涌现了一系列相关技术方案和产品。其中，基于传感器数据采集、人工智能算法和动态控制的自动化管理系统得到了广泛应用。这些自动化管理系统可以通过监测养殖池内水质、悬浮物含量、溶氧度等多种指标，实现对水体的动态调节，精准控制饲料投放量、排污量等参数，并且可以提前预警，实现高效率管理和排污处理。然而，目前这些技术方案在实际操作中传感器精度不高且故障又多、数据也不好采集，采样频率又不够，不能对水体状态进行精确和全面的监测，例如公开号为CN113170758B的专利文献所述的一种基于鱼群行为和底部排污特性的变速流智能控制系统，按现有方法做出来的系统的需要大量的运维和人工干预，管理成本较高，控制效果也不准确。

发明内容

本发明的目的在于提出一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

本发明提供了一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制方法，根据养殖池的多个采样点于多个时刻的透光率计算透光时空占比，根据于所述多个时刻的水面上鱼的数量计算浮面数时间占比，以透光时空占比和浮面数时间占比计算水体趋混度，分别获取各采样点的悬浮物含量计算悬浮分布律，再根据水体趋混度和悬浮分布律，计算动态循环控制数组。

为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制方法，所述方法包括以下步骤：

S100，根据养殖池的多个采样点于多个时刻的透光率，计算透光时空占比；

S200，根据于所述多个时刻的水面上鱼的数量，计算浮面数时间占比；

S300，以透光时空占比和浮面数时间占比，计算水体趋混度；

S400，分别获取各采样点的悬浮物含量，计算悬浮分布律；

S500，根据水体趋混度和悬浮分布律，计算动态循环控制数组。

进一步地，S100，根据养殖池的多个采样点于多个时刻的透光率，计算透光时空占比的方法为：

根据各个采样点分别于各时刻的透光率的数值，以一个采样点分别于各时刻的透光率的数值为一列，并以同一时刻各采样点的透光率的数值为一行，由此构建透光率数值矩阵，具体可表示为：

，

TouMat表示透光率数值矩阵，其中，序号为i的时刻从序号为j的采样点获取的对应的水面上的透光率可为tou(i,j)；

计算透光率数值矩阵中各元素的概率，以各元素的概率分别作为各采样点于各时刻的透光时空占比：在一些实施例中，可优选地，在TouMat中，计算tou(i,j)所在行的各元素的累加和，再计算所述tou(i,j)的数值对于其所在行的各元素的累加和的占比作为透光时空占比，记作Tou(i,j)st。

进一步地，在S200中，根据于所述多个时刻的水面上鱼的数量，计算浮面数时间占比的方法为：

，

在一些实施例子中，可以将一个时刻的浮面数占所有时刻的浮面数的总和的比值作为该时刻的浮面数时间占比，值得注意的是，任何能够表示一个时刻的浮面数在所有时刻的浮面数中的分布的概率的数值皆可以作为浮面数时间占比，序号为i的时刻的浮面数时间占比可记为num(i)t。

进一步地，在S300中，以透光时空占比和浮面数时间占比，计算水体趋混度的方法为：

一个采样点的水体趋混度为，当各时刻存在其上一时刻，则分别计算该采样点各时刻的透光时空占比与其上一时刻的透光时空占比的比值作为采样点各时刻的透光时空占比先验比，并分别计算各时刻的浮面数时间占比与其上一时刻的浮面数时间占比的比值作为各时刻的浮面数时间占比先验比，对采样点各时刻的透光时空占比先验比与各时刻的浮面数时间占比先验比进行按时刻的分别计算两者数值之乘积并遍历各时刻进行累加求和（其中，两者数值之乘积即采样点同一时刻的透光时空占比先验比与所述同一时刻的浮面数时间占比先验比数值之乘积，可以有利于提取两者数值的联合的线性数值特征），得到的数值即为该采样点的水体趋混度，在一些实施例中，具体过程可为：

可将序号为j的采样点的水体趋混度记为Satrad(j)，由于需要上一个时刻的数值，所以会选取从序号为2的时刻开始至序号为n的时刻进行遍历，其中当序号为i的时刻存在上一个时刻，则记所述序号为i的时刻的上一个时刻为序号i-1的时刻，序号i-1的时刻序号为第j个的采样点的透光时空占比为Tou(i-1,j)st，序号i-1的时刻的浮面数时间占比为num(i-1)st，计算Satrad(j)的公式可为：

，

由于水体趋混度的数值计算是来自于透光时空占比与浮面数时间占比这类基于物性数据而得的特征，可以避免由于化学生物检验在水体中的不便而带来的误差，可以更有效地检测鱼饲料在水面是被吃掉了还是溶解堆积了，也可以监测到鱼被饲料吸引而浮出水面进食的频率，从而可以更好地对水面上饲料和鱼的饱和程度进行特征的计算，同时如果过于饱和了则需要及时进行水体的更换，这样可以防止水体过于浑浊和鱼的窒息；

水体趋混度表示根据透光时空占比和浮面数时间占比体现出来水体趋向于变成浑浊状态的程度的数值；

于此可得m个采样点对应的m个水体趋混度的数值。

进一步地，在S400中，分别获取各采样点的悬浮物含量，计算悬浮分布律的方法为：

于所述多个时刻中的最后一个时刻，于各采样点进行水质的采样，可分别对水质的采样通过水质悬浮物的测定重量法（GB 11901-89）计算悬浮物含量的数值，由此获取各采样点的悬浮物含量值，

悬浮分布律的计算方法具体为：先计算各采样点的悬浮物含量值的指数化数值，并将各采样点的悬浮物含量值的指数化数值进行遍历累加得到其累加和，然后，一个采样点对应的悬浮分布律的数值为该采样点对应的悬浮物含量值的指数化数值相对于所述累加和的比例值；

由于水的悬浮物含量的因素,再加上鳜鱼这类鱼类此时活动弱,即使水中缺氧也不会浮出水面,所以水中缺氧常被忽视。特别是鳜鱼这类密度过高或放养耐氧能力不强的鱼类,水的悬浮物含量的因素在循环水养殖系统构建与运行中对换水率具有数据的相关性，所以计算悬浮分布律有利于在对水面上饲料和鱼的饱和程度进行监测的基础上，更有效地反映出养殖池需要换水的变化程度；

在一些实施例子中，可以记序号为j的采样点所获取的悬浮物含量值为tmp(j)，所述序号为j的采样点对应的悬浮分布律的计算公式可为：

,

其中，exp为指数函数，exp(tmp(j))表示序号为j的采样点所对应的悬浮物含量值的指数化数值，公式中分母的部分表示各采样点的悬浮物含量值的指数化数值进行遍历累加得到的累加和，由此得到各采样点分别的悬浮分布律的数组从而组成所有的采样点的悬浮分布律。

进一步地，在S500中，根据水体趋混度和悬浮分布律，计算动态循环控制数组，具体为：

将各采样点对应的水体趋混度的数值组成的数组称为水体趋混度数组，

将各采样点对应的悬浮分布律的数值组成的数组称为悬浮分布律数组，

水体趋混度数组和悬浮分布律数组中序号相同的维度对应同一个采样点，

在一些实施例中，可将各采样点分别对应的水体趋混度的数值与悬浮分布律的数值相减之差的绝对值组成的数组作为动态循环控制数组，值得注意的是，此处在将各采样点分别对应的水体趋混度的数值与悬浮分布律的数值相减之前，要先对所述水体趋混度数组、对所述悬浮分布律数组分别进行去量纲化并归一化的处理，这样使得所述水体趋混度数组和所述悬浮分布律数组中各维度的数值已转化为该维度的数值占其所属数组中各维度的比值和概率分布，即此处将各采样点分别对应的水体趋混度的数值与悬浮分布律的数值相减表示的是相对应的维度之间概率分布的距离，是故在另一些实施例中，也可将各采样点分别对应的水体趋混度的数值与悬浮分布律的数值相减之差的绝对值替代为对应的水体趋混度的数值与悬浮分布律的数值相对应的维度之间概率分布的距离从而组成动态循环控制数组，这样的计算方法有利于在低时间复杂度的情况下进行并行化计算，更加有利于日后在大数据分布式计算的场景下计算动态循环控制数组，可以更有效地推广大规模智能化的自动养殖；

例如，序号为3的采样点对应了水体趋混度数组中第3个的维度以及悬浮分布律数组中第3个的维度，水体趋混度数组中第3个的维度减去悬浮分布律数组中第3个的维度之差的绝对值即是序号为3的采样点对应在动态循环控制数组中第3个维度的数值。在现有的技术方案中，没有充分考虑鱼类浮面的次数在时间分布上会与透光率、悬浮物含量的数值变化有隐性的数值相关，往往仅以为鱼在除了吃料会浮面外、还有缺氧以及发病时才会浮面，或者以为上述因素跟排污的关系用不上，然而本发明所述方法计算动态循环控制数组可以通过动态循环控制，可以动态控制排污量，从而避免排污量波动过大造成的废水处理难度增大的问题，这能够减轻废水处理成本和水资源的浪费，使得养殖池水的浓度控制在合适的范围内，从而减少水产养殖废水对环境造成的影响，同时也降低了排污过多对生态环境的危害，保证了水产养殖工业化生产的稳定性和可持续性。

进一步地，所述一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制方法还可以包括，S600，使用所述动态循环控制数组，控制养殖池的水循环，具体为：

选出动态循环控制数组的各维度中最大的数值作为动态循环控制数组最大值，计算动态循环控制数组的各维度数值的累加求和作为动态循环控制数组累加值，计算动态循环控制数组最大值占动态循环控制数组累加值的数值比例作为水循环控制比例，对养殖池中的水按体积更换其中按水循环控制比例同等比例体积的水；

例如，选出动态循环控制数组的各维度对应的数值中数值最大的一个维度的数值记为动态循环控制数组最大值conMax，对动态循环控制数组的各维度对应的数值依照遍历各维度进行累加求和得到的动态循环控制数组累加值记作conSum，则令水循环控制比例记作conQuo的数值等于conMax/conSum或者加上绝对值即|conMax/conSum|，其中若conQuo约为0.35时，则可使用抽水机和水泵对所述养殖池中体积约35%或者可以向上或下取整30%~40%的体积的水进行更新替换。如此，通过多个采样点于多个时刻的透光率和水面鱼的数量的计算，可以得到较为准确的鱼的密度和分布情况，再结合各采样点的悬浮物含量计算悬浮分布律，计算出动态循环控制数组，实现对排污量的动态控制，从而达到更加科学、高效的排污过程，提高了排污的准确性和效率。

本发明还提供了一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制系统，所述一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制系统包括：处理器、存储器及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制方法中的步骤，所述一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制系统可以运行于桌上型计算机、笔记本电脑、掌上电脑及云端数据中心等计算设备中，可运行的系统可包括，但不仅限于，处理器、存储器、服务器集群，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下系统的单元中：

透光时空占比计算单元，用于根据养殖池的多个采样点于多个时刻的透光率，计算透光时空占比；

浮面数时间占比计算单元，用于根据于所述多个时刻的水面上鱼的数量，计算浮面数时间占比；

水体趋混度计算单元，用于以透光时空占比和浮面数时间占比，计算水体趋混度；

悬浮分布律计算单元，用于分别获取各采样点的悬浮物含量，计算悬浮分布律；

动态循环控制数组计算单元，用于根据水体趋混度和悬浮分布律，计算动态循环控制数组。

本发明的有益效果为：本发明提供了一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制方法，根据养殖池的多个采样点于多个时刻的透光率计算透光时空占比，根据于所述多个时刻的水面上鱼的数量计算浮面数时间占比，以透光时空占比和浮面数时间占比计算水体趋混度，分别获取各采样点的悬浮物含量计算悬浮分布律，再根据水体趋混度和悬浮分布律，计算动态循环控制数组，可以动态控制排污量，实现对排污量的动态控制，从而提高了排污的准确性和效率。

附图说明

通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本发明的上述以及其他特征将更加明显，本发明附图中相同的参考标号表示相同或相似的元素，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，在附图中：

图1所示为一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制方法的流程图；

图2所示为一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制系统的系统结构图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

如图1所示为根据本发明的一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制方法的流程图，下面结合图1来阐述根据本发明的实施方式的一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制方法及系统。

本发明提出一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制方法，所述方法具体包括以下步骤：

S100，根据养殖池的多个采样点于多个时刻的透光率，计算透光时空占比；

S200，根据于所述多个时刻的水面上鱼的数量，计算浮面数时间占比；

S300，以透光时空占比和浮面数时间占比，计算水体趋混度；

S400，分别获取各采样点的悬浮物含量，计算悬浮分布律；

S500，根据水体趋混度和悬浮分布律，计算动态循环控制数组。

进一步地，在水池的水面上方，设置多个不同的采样点，所述采样点处于水面同一水平位置上，所述采样点中包括透光率仪和摄像设备并连接于无线传感网络，可将透光率仪的探测器和光源分别放在水面上与水面下进行检测获取水的透光率，或可通过透光率仪对从采样点处对水面上进行采样所得的水来测试其透光率从而获取各采样点对应的水面上的透光率，所述透光率仪可为例如LS116透光率仪的采用光源的平行光路以及接收器聚光设计能够测量大厚度材料的设备，所述透光率可为0~1的数值；

所述多个时刻为具有连续的有先后顺序的多个不同的时刻；

记所述多个时刻中时刻的数量为n，所述多个时刻中时刻的序号为i，i∈[1,n]；

记所述多个采样点中采样点的数量为m，所述多个采样点中采样点的序号为j，j∈[1,m]。

进一步地，S100，根据养殖池的多个采样点于多个时刻的透光率，计算透光时空占比的方法为：

根据各个采样点分别于各时刻的透光率的数值，以一个采样点分别于各时刻的透光率的数值为一列，并以同一时刻各采样点的透光率的数值为一行，由此构建透光率数值矩阵，具体可表示为：

，

TouMat表示透光率数值矩阵，其中，序号为i的时刻从序号为j的采样点获取的对应的水面上的透光率可为tou(i,j)；

计算透光率数值矩阵中各元素的概率，以各元素的概率分别作为各采样点于各时刻的透光时空占比：在一些实施例中，可优选地，在TouMat中，计算tou(i,j)所在行的各元素的累加和，再计算所述tou(i,j)的数值对于其所在行的各元素的累加和的占比作为透光时空占比，记作Tou(i,j)st。

进一步地，在S200中，根据于所述多个时刻的水面上鱼的数量，计算浮面数时间占比的方法为：

，

可以通过目标检测模型对出现在水面上的鱼进行识别并获取水面上鱼的数量作为浮面数；

在一些实施例子中，可以将一个时刻的浮面数占所有时刻的浮面数的总和的比值作为该时刻的浮面数时间占比，值得注意的是，任何能够表示一个时刻的浮面数在所有时刻的浮面数中的分布的概率的数值皆可以作为浮面数时间占比，序号为i的时刻的浮面数时间占比可记为num(i)t。

进一步地，在S300中，以透光时空占比和浮面数时间占比，计算水体趋混度的方法为：

一个采样点的水体趋混度为，当各时刻存在其上一时刻，则分别计算该采样点各时刻的透光时空占比与其上一时刻的透光时空占比的比值作为采样点各时刻的透光时空占比先验比，并分别计算各时刻的浮面数时间占比与其上一时刻的浮面数时间占比的比值作为各时刻的浮面数时间占比先验比，对采样点各时刻的透光时空占比先验比与各时刻的浮面数时间占比先验比进行按时刻的分别计算两者数值之乘积并遍历各时刻进行累加求和（其中，两者数值之乘积即采样点同一时刻的透光时空占比先验比与所述同一时刻的浮面数时间占比先验比数值之乘积，可以有利于提取两者数值的联合的线性数值特征），得到的数值即为该采样点的水体趋混度，在一些实施例中，具体过程可为：

可将序号为j的采样点的水体趋混度记为Satrad(j)，由于需要上一个时刻的数值，所以会选取从序号为2的时刻开始至序号为n的时刻进行遍历，其中当序号为i的时刻存在上一个时刻，则记所述序号为i的时刻的上一个时刻为序号i-1的时刻，序号i-1的时刻序号为第j个的采样点的透光时空占比为Tou(i-1,j)st，序号i-1的时刻的浮面数时间占比为num(i-1)st，计算Satrad(j)的公式可为：

，

由于水体趋混度的数值计算是来自于透光时空占比与浮面数时间占比这类基于物性数据而得的特征，可以避免由于化学生物检验在水体中的不便而带来的误差，可以更有效地检测鱼饲料在水面是被吃掉了还是溶解堆积了，也可以监测到鱼被饲料吸引而浮出水面进食的频率，从而可以更好地对水面上饲料和鱼的饱和程度进行特征的计算，同时如果过于饱和了则需要及时进行水体的更换，这样可以防止水体过于浑浊和鱼的窒息；

于此可得m个采样点对应的m个水体趋混度的数值。

进一步地，在S400中，分别获取各采样点的悬浮物含量，计算悬浮分布律的方法为：

于所述多个时刻中的最后一个时刻，于各采样点进行水质的采样，可分别对水质的采样通过水质悬浮物的测定重量法（GB 11901-89）计算悬浮物含量的数值，由此获取各采样点的悬浮物含量值，

悬浮分布律的计算方法具体为：先计算各采样点的悬浮物含量值的指数化数值，并将各采样点的悬浮物含量值的指数化数值进行遍历累加得到其累加和，然后，一个采样点对应的悬浮分布律的数值为该采样点对应的悬浮物含量值的指数化数值相对于所述累加和的比例值；

由于水的悬浮物含量的因素,再加上鳜鱼这类鱼类此时活动弱,即使水中缺氧也不会浮出水面,所以水中缺氧常被忽视。特别是鳜鱼这类密度过高或放养耐氧能力不强的鱼类（参考文献：[1]周礼斌.悬浮物浓度对鱼类捕食浮游动物的影响[D].中国科学院大学,2015；[2]方盛仙.池塘缺氧鱼类浮头的预测与处理方法[J].渔业致富指南, 2021(17):31-33.）,水的悬浮物含量的因素在循环水养殖系统构建与运行中对换水率具有数据的相关性，所以计算悬浮分布律有利于在对水面上饲料和鱼的饱和程度进行监测的基础上，更有效地反映出养殖池需要换水的变化程度；

在一些实施例子中，可以记序号为j的采样点所获取的悬浮物含量值为tmp(j)，所述序号为j的采样点对应的悬浮分布律的计算公式可为：

,

其中，exp为指数函数，exp(tmp(j))表示序号为j的采样点所对应的悬浮物含量值的指数化数值，公式中分母的部分表示各采样点的悬浮物含量值的指数化数值进行遍历累加得到的累加和，由此得到各采样点分别的悬浮分布律的数组从而组成所有的采样点的悬浮分布律。

进一步地，在S500中，根据水体趋混度和悬浮分布律，计算动态循环控制数组，具体为：

将各采样点对应的水体趋混度的数值组成的数组称为水体趋混度数组，

将各采样点对应的悬浮分布律的数值组成的数组称为悬浮分布律数组，

水体趋混度数组和悬浮分布律数组中序号相同的维度对应同一个采样点，

在一些实施例中，可将各采样点分别对应的水体趋混度的数值与悬浮分布律的数值相减之差的绝对值组成的数组作为动态循环控制数组，值得注意的是，此处在将各采样点分别对应的水体趋混度的数值与悬浮分布律的数值相减之前，要先对所述水体趋混度数组、对所述悬浮分布律数组分别进行去量纲化并归一化的处理，这样使得所述水体趋混度数组和所述悬浮分布律数组中各维度的数值已转化为该维度的数值占其所属数组中各维度的比值和概率分布，即此处将各采样点分别对应的水体趋混度的数值与悬浮分布律的数值相减表示的是相对应的维度之间概率分布的距离，是故在另一些实施例中，也可将各采样点分别对应的水体趋混度的数值与悬浮分布律的数值相减之差的绝对值替代为对应的水体趋混度的数值与悬浮分布律的数值相对应的维度之间概率分布的距离从而组成动态循环控制数组，这样的计算方法有利于在低时间复杂度的情况下进行并行化计算，更加有利于日后在大数据分布式计算的场景下计算动态循环控制数组，可以更有效地推广大规模智能化的自动养殖；

例如，序号为3的采样点对应了水体趋混度数组中第3个的维度以及悬浮分布律数组中第3个的维度，水体趋混度数组中第3个的维度减去悬浮分布律数组中第3个的维度之差的绝对值即是序号为3的采样点对应在动态循环控制数组中第3个维度的数值。在现有的技术方案中，没有充分考虑鱼类浮面的次数在时间分布上会与透光率、悬浮物含量的数值变化有隐性的数值相关，往往仅以为鱼在除了吃料会浮面外、还有缺氧以及发病时才会浮面，或者以为上述因素跟排污的关系用不上，然而本发明所述方法计算动态循环控制数组可以通过动态循环控制，可以动态控制排污量，从而避免排污量波动过大造成的废水处理难度增大的问题，这能够减轻废水处理成本和水资源的浪费，使得养殖池水的浓度控制在合适的范围内，从而减少水产养殖废水对环境造成的影响，同时也降低了排污过多对生态环境的危害，保证了水产养殖工业化生产的稳定性和可持续性。

进一步地，所述一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制方法还可以包括，S600，使用所述动态循环控制数组，控制养殖池的水循环，具体为：

选出动态循环控制数组的各维度中最大的数值作为动态循环控制数组最大值，计算动态循环控制数组的各维度数值的累加求和作为动态循环控制数组累加值，计算动态循环控制数组最大值占动态循环控制数组累加值的数值比例作为水循环控制比例，对养殖池中的水按体积更换其中按水循环控制比例同等比例体积的水；

例如，选出动态循环控制数组的各维度对应的数值中数值最大的一个维度的数值记为动态循环控制数组最大值conMax，对动态循环控制数组的各维度对应的数值依照遍历各维度进行累加求和得到的动态循环控制数组累加值记作conSum，则令水循环控制比例记作conQuo的数值等于conMax/conSum或者加上绝对值即|conMax/conSum|，其中若conQuo约为0.35时，则可使用抽水机和水泵对所述养殖池中体积约35%或者可以向上或下取整30%~40%的体积的水进行更新替换。如此，通过多个采样点于多个时刻的透光率和水面鱼的数量的计算，可以得到较为准确的鱼的密度和分布情况，再结合各采样点的悬浮物含量计算悬浮分布律，计算出动态循环控制数组，实现对排污量的动态控制，从而达到更加科学、高效的排污过程，提高了排污的准确性和效率。

在生产试验中，将本发明所述方法应用于鳜鱼的生产养殖中，以两个相同规格且投放相同尾数的鳜鱼养殖池作为实验对照组，在经过100个自然日的对照实验后进行了多项的测量，在其中一项关于成活率的数据中发现：未使用本发明所述方法的鳜鱼养殖池中平均驯化成活率仅有52%，而使用了本发明所述方法的鳜鱼养殖池中平均驯化成活率可达76%，使用了本发明所述方法的鳜鱼养殖池在平均驯化成活率上明显优于未使用本发明所述方法的鳜鱼养殖池。

所述一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制系统运行于桌上型计算机、笔记本电脑、掌上电脑或云端数据中心的任一计算设备中，所述计算设备包括：处理器、存储器及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制方法中的步骤,可运行的系统可包括，但不仅限于，处理器、存储器、服务器集群。

本发明的实施例提供的一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制系统，如图2所示，该实施例的一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制系统包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制方法实施例中的步骤，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下系统的单元中：

透光时空占比计算单元，用于根据养殖池的多个采样点于多个时刻的透光率，计算透光时空占比；

浮面数时间占比计算单元，用于根据于所述多个时刻的水面上鱼的数量，计算浮面数时间占比；

水体趋混度计算单元，用于以透光时空占比和浮面数时间占比，计算水体趋混度；

悬浮分布律计算单元，用于分别获取各采样点的悬浮物含量，计算悬浮分布律；

动态循环控制数组计算单元，用于根据水体趋混度和悬浮分布律，计算动态循环控制数组。

其中，优选地，本发明中所有未定义的变量，若未有明确定义，均可为人工设置的阈值；优选地，对于单位不同的物理量之间的数值计算，可进行无量纲化处理、归一化处理，以统一不同物理量之间的数值关系。

所述一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制系统可以运行于桌上型计算机、笔记本电脑、掌上电脑及云端数据中心等计算设备中。所述一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制系统包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述例子仅仅是一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制方法及系统的示例，并不构成对一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制方法及系统的限定，可以包括比例子更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制系统还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array，FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立元器件门电路或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制系统的控制中心，利用各种接口和线路连接整个一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制系统的各个分区域。

所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制方法及系统的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序（比如声音播放功能、图像播放功能等）等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据（比如音频数据、电话本等）等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card, SMC），安全数字（Secure Digital, SD）卡，闪存卡（Flash Card）、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

本发明提供了一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制方法，根据养殖池的多个采样点于多个时刻的透光率计算透光时空占比，根据于所述多个时刻的水面上鱼的数量计算浮面数时间占比，以透光时空占比和浮面数时间占比计算水体趋混度，分别获取各采样点的悬浮物含量计算悬浮分布律，再根据水体趋混度和悬浮分布律，计算动态循环控制数组，可以动态控制排污量，实现对排污量的动态控制，从而提高了排污的准确性和效率。

尽管本发明的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，从而有效地涵盖本发明的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本发明进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本发明的非实质性改动仍可代表本发明的等效改动。

Claims (1)

1.一种鱼类循环水养殖池的动态排污的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S100，根据养殖池的多个采样点于多个时刻的透光率，计算透光时空占比；

S200，根据于所述多个时刻的水面上鱼的数量，计算浮面数时间占比；

S300，以透光时空占比和浮面数时间占比，计算水体趋混度；

S400，分别获取各采样点的悬浮物含量，计算悬浮分布律；

S500，根据水体趋混度和悬浮分布律，计算动态循环控制数组；

具体的，在S100中，根据养殖池的多个采样点于多个时刻的透光率，计算透光时空占比的方法为：根据各个采样点分别于各时刻的透光率的数值，以一个采样点分别于各时刻的透光率的数值为一列，并以同一时刻各采样点的透光率的数值为一行，由此构建透光率数值矩阵，计算透光率数值矩阵中各元素的概率，以各元素的概率分别作为各采样点于各时刻的透光时空占比，具体的，计算透光率数值矩阵中各元素的概率，包括计算透光率数值所在行的各元素的累加和，再计算透光率数值对于其所在行的各元素的累加和的占比作为透光时空占比；

具体的，在S200中，根据于所述多个时刻的水面上鱼的数量，计算浮面数时间占比的方法为：将一个时刻的浮面数占所有时刻的浮面数的总和的比值作为该时刻的浮面数时间占比；

具体的，在S300中，以透光时空占比和浮面数时间占比，计算水体趋混度的方法为：一个采样点的水体趋混度为，当各时刻存在其上一时刻，则分别计算该采样点各时刻的透光时空占比与其上一时刻的透光时空占比的比值作为采样点各时刻的透光时空占比先验比，并分别计算各时刻的浮面数时间占比与其上一时刻的浮面数时间占比的比值作为各时刻的浮面数时间占比先验比，对采样点各时刻的透光时空占比先验比与各时刻的浮面数时间占比先验比进行按时刻的分别计算两者数值之乘积并遍历各时刻进行乘积累加求和，得到的数值即为该采样点的水体趋混度；

具体的，在S400中，分别获取各采样点的悬浮物含量，计算悬浮分布律的方法为：于所述多个时刻中的最后一个时刻，通过悬浮物含量传感器分别获取各采样点的悬浮物含量值，悬浮分布律的计算方法具体为：先计算各采样点的悬浮物含量值的指数化数值，并将各采样点的悬浮物含量值的指数化数值进行遍历累加得到其累加和，然后，一个采样点对应的悬浮分布律的数值为该采样点对应的悬浮物含量值的指数化数值相对于所述累加和的比例值，由此得到各采样点分别的悬浮分布律的数组从而组成所有的采样点的悬浮分布律；

具体的，在S500中，根据水体趋混度和悬浮分布律，计算动态循环控制数组，具体为：将各采样点对应的水体趋混度的数值组成的数组称为水体趋混度数组，将各采样点对应的悬浮分布律的数值组成的数组称为悬浮分布律数组；水体趋混度数组和悬浮分布律数组中序号相同的维度对应同一个采样点；将各采样点分别对应的水体趋混度的数值与悬浮分布律的数值相减之差的绝对值组成的数组作为动态循环控制数组；

所述方法还包括，

S600，使用所述动态循环控制数组，控制养殖池的水循环，具体为：

选出动态循环控制数组的各维度中最大的数值作为动态循环控制数组最大值，计算动态循环控制数组的各维度数值的累加求和作为动态循环控制数组累加值，计算动态循环控制数组最大值占动态循环控制数组累加值的数值比例作为水循环控制比例，对养殖池中的水按体积更换其中按水循环控制比例同等比例体积的水。