RU2724961C2 - Self-contained software and hardware system for fixing and estimating spatial distribution of fish biomass - Google Patents
Self-contained software and hardware system for fixing and estimating spatial distribution of fish biomass Download PDFInfo
- Publication number
- RU2724961C2 RU2724961C2 RU2019101510A RU2019101510A RU2724961C2 RU 2724961 C2 RU2724961 C2 RU 2724961C2 RU 2019101510 A RU2019101510 A RU 2019101510A RU 2019101510 A RU2019101510 A RU 2019101510A RU 2724961 C2 RU2724961 C2 RU 2724961C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fish
- spatial distribution
- distribution
- fish biomass
- biomass
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Means For Catching Fish (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к рыбной промышленности, а именно к средствам мониторинга пространственного распределения водных биологических ресурсов (промысловой разведки), необходимого для рациональной организации промысла.The invention relates to the fishing industry, and in particular to means for monitoring the spatial distribution of aquatic biological resources (field exploration), necessary for the rational organization of fishing.
Известны устройства для поиска и оценки биомассы водных биологических ресурсов (объектов промысла) гидроакустическим методом: эхолоты и гидролокаторы. Эти устройства имеют бортовые или буксируемые, активные или пассивные, одно- или многолучевые антенны и в большинстве своем предназначены для эксплуатации с мобильной платформы (судна). Мониторинг пространственного распределения биомассы рыб проводят по результатам гидроакустической съемки по запланированной или случайной схеме разрезов. Для наблюдения пространственно-временной динамики биомассы с целью прогнозирования промысловой обстановки на контролируемой акватории необходимо провести серию последовательных съемок, что требует затрат времени и средств.Known devices for searching and evaluating the biomass of aquatic biological resources (objects of fishing) by the hydroacoustic method: echo sounders and sonars. These devices have onboard or towed, active or passive, single or multi-beam antennas and are mostly designed for use from a mobile platform (ship). Monitoring of the spatial distribution of fish biomass is carried out according to the results of sonar survey according to a planned or random section scheme. To observe the spatiotemporal dynamics of biomass in order to predict the fishing situation in a controlled area, it is necessary to conduct a series of sequential surveys, which requires time and money.
Известен многолучевой научный эхолот для учета водных биоресурсов (RU 178905 U1, G01S 15/96, 23.04.2018), который предназначен для лоцирования акваторий, поиска и подсчета количества рыбы, определения параметров отдельных рыб и рыбных скоплений. В результате применения многолучевой антенны устройство имеет значительно увеличенную зону обнаружения в сравнении с большинством эхолотов, имеющих однолучевые гидроакустические антенны. Анализ временной динамики пространственного распределения биомассы промысловых объектов по данным рассматриваемого устройства требует проведения учетной съемки в нескольких повторностях.Known multi-beam scientific echo sounder for accounting aquatic bioresources (RU 178905 U1, G01S 15/96, 04/23/2018), which is designed to locate water areas, search and count the number of fish, determine the parameters of individual fish and fish assemblies. As a result of using a multi-beam antenna, the device has a significantly increased detection area compared to most echo sounders with single-beam hydroacoustic antennas. Analysis of the temporal dynamics of the spatial distribution of the biomass of fishing objects according to the data of the device in question requires an accounting survey in several repetitions.
Известна гидроакустическая многолучевая система для определения численности и параметров рыб (RU 167164 U1, G01S 15/00, 27.12.2016), предназначенная для использования на судах рыболовного и научно-исследовательского флота. Система позволяет получать динамически изменяемые во времени значения количества обнаруженных рыб, а также параметры их движения и миграционного поведения.Known sonar multi-beam system for determining the abundance and parameters of fish (RU 167164 U1, G01S 15/00, 12/27/2016), intended for use on vessels of the fishing and research fleet. The system allows you to get dynamically changing over time the values of the number of fish found, as well as the parameters of their movement and migration behavior.
Известна буксируемая пассивная гидролокационная система для обнаружения и пеленгирования гидробионтов (RU 138624 U1, G01S 15/96, 20.03.2014), предназначенная для рациональной организации промысла и экологического мониторинга. Система позволяет обнаруживать и лоцировать скопления гидробионтов в условиях внешних шумов от судна-буксировщика, благодаря подавлению мешающих сигналов техногенного характера, и тем самым повысить эффективность и эксплуатационные возможности системы.Known towed passive sonar system for the detection and direction finding of hydrobionts (RU 138624 U1, G01S 15/96, 03/20/2014), designed for the rational organization of fishing and environmental monitoring. The system allows you to detect and locate accumulations of aquatic organisms in conditions of external noise from the towing vessel, due to the suppression of interfering signals of anthropogenic nature, and thereby increase the efficiency and operational capabilities of the system.
Известно устройство для поиска рыб (RU 98087 U1, A01K 79/00, 10.10.2010), включающее в себя несколько буксируемых под водой эхолокационных датчиков вертикального зондирования в направлении дна и поверхности воды, за счет чего значительно увеличивается зона обнаружения рыб. Увеличение зоны обнаружения объектов промысла позволяет уменьшить количество обследуемых разрезов и сократить временные и материальные затраты на проведение разведки.A device for searching for fish is known (RU 98087 U1, A01K 79/00, 10/10/2010), which includes several towed underwater echolocation sensors for vertical sensing in the direction of the bottom and surface of the water, thereby significantly increasing the detection zone of fish. The increase in the detection zone of fishing objects allows to reduce the number of examined sections and reduce the time and material costs of exploration.
Вышеперечисленные устройства предполагают обязательное использование судна в качестве мобильной платформы, что зачастую приводит к недооценке биомассы ВБР (водных биологических ресурсов), поскольку известно явление распугивания объектов учета движущимся судном, что изучено на примере представителей отрядов лососеобразные и сельдеобразные [1, 2, 3]. Эксплуатация судна и регистрирующей аппаратуры во время проведения съемки требует участия экипажа (оператора), что приводит к дополнительным затратам.The above devices require the use of the vessel as a mobile platform, which often leads to an underestimation of the biomass of FBG (aquatic biological resources), since the phenomenon of scaring of metering objects by a moving vessel is known, which has been studied by the representatives of salmon-like and herring-like squads [1, 2, 3]. The operation of the vessel and the recording equipment during the survey requires the participation of the crew (operator), which leads to additional costs.
Известны устройства для учета гидроакустическим способом проходящих на нерест ценных видов рыб, представляющие из себя гидроакустические излучатели, устанавливаемые стационарно на заякоренных придонных и плавучих платформах, и соединенные с береговой компьютеризированной контрольно-измерительной системой по проводной (RU 52647 U1, G06M 3/00, 10.04.2006) или беспроводной (RU 73747 U1, G06M 3/00, 27.05.2008; RU 82357 U1, G06M 3/00, 20.04.2009) линии связи. Удаление платформ с излучателями от берега ограничено длиной сигнального кабеля (в случае использования проводной линии связи) или дальностью приема связи по радиоканалу (в случае использования беспроводной линии связи). Автономность устройства ограничена емкостью используемых элементов питания, а также объемом хранилища регистрируемых данных.Known devices for hydroacoustic recording of spawning valuable fish species, which are hydroacoustic emitters installed permanently on anchored bottom and floating platforms, and connected to a coastal computerized control and measuring system by wire (RU 52647 U1, G06M 3/00, 10.04 .2006) or a wireless (communication line RU 73747 U1, G06M 3/00, 05.27.2008; RU 82357 U1, G06M 3/00, 04.20.2009). Removal of platforms with emitters from the coast is limited by the length of the signal cable (in the case of using a wired communication line) or the range of reception of communication over the radio channel (in the case of using a wireless communication line). The autonomy of the device is limited by the capacity of the used batteries, as well as the storage volume of the recorded data.
Предлагаемый автономный программно-аппаратный комплекс для фиксирования и оценки пространственного распределения биомассы рыб предназначен для сбора и анализа информации о пространственном распределении и оценки биомассы рыбных скоплений на заданной акватории. Комплекс состоит из нескольких плавучих измерительных станций (ИС), стационарно расположенных (заякоренных) на контролируемой акватории, и базовой станции (БС), расположенной на берегу. ИС гидроакустическим методом определяют плотность распределения рыбных скоплений в точках их установки. Обработка первичной информации, поступающей с гидроакустического модуля (эхолота вертикального зондирования) производится непосредственно микроконтроллером ИС методом послойного эхоинтегрирования. По радиоканалу результаты измерений поступают от ИС к БС, где сохраняются в локальной базе данных, либо передаются по сети Интернет в базу данных на удаленном сервере. На основе данных из БД автоматически генерируется анимированная карта, визуально отображающая пространственно-временную динамику распределения биомассы рыб на контролируемой акватории.The proposed autonomous software and hardware complex for recording and estimating the spatial distribution of fish biomass is intended for collecting and analyzing information on the spatial distribution and estimating the biomass of fish assemblages in a given water area. The complex consists of several floating measuring stations (IS) permanently located (anchored) in a controlled area, and a base station (BS) located on the shore. The hydroacoustic method determines the density of distribution of fish clusters at the points of their installation. Processing of the primary information coming from the hydroacoustic module (echo sounder of vertical sounding) is carried out directly by the microcontroller IC by the method of layer-by-layer echo integration. Via a radio channel, the measurement results come from the IS to the BS, where they are stored in a local database, or transmitted over the Internet to a database on a remote server. Based on the data from the database, an animated map is automatically generated that visually displays the spatiotemporal dynamics of the distribution of fish biomass in a controlled area.
ИС объединены в общую сеть и способны выполнять функции ретрансляторов радиосигнала от других ИС, значительно удаленных от БС и не имеющих с ней прямой радиосвязи, благодаря чему площадь контролируемой акватории может быть существенно увеличена. Выход из строя или потеря отдельных ИС не ведет к прекращению работы всего комплекса. Для эксплуатации в зонах интенсивного судоходства ИС опционально оснащаются системой оповещения судов о своем местоположении посредством передатчика АИС (автоматическая идентификационная система). ИС имеют систему самотестирования и обработки аварийных ситуаций, реализованную на отдельном микроконтроллере. Система электропитания ИС состоит из аккумуляторной батареи высокой емкости, что в совокупности с применением маломощных электронных компонентов и энергосберегающих алгоритмов функционирования позволяет автономно работать до нескольких месяцев. Система электропитания ИС и БС опционально оснащается солнечными батареями, предназначенными для подзарядки аккумуляторных батарей. Оснащение ИС солнечными батареями значительно продлевает срок ее автономной работы, особенно при эксплуатации в условиях длинного светового дня.The ICs are integrated into a common network and are capable of performing the functions of radio signal repeaters from other ICs that are significantly remote from the BS and do not have direct radio communication with it, due to which the area of the controlled water area can be significantly increased. Failure or loss of individual IS does not lead to the cessation of the entire complex. For operation in areas of heavy shipping, ISs are optionally equipped with a system for warning ships of their position through an AIS transmitter (automatic identification system). ICs have a system for self-testing and emergency handling, implemented on a separate microcontroller. The power supply system of the IC consists of a high-capacity battery, which, combined with the use of low-power electronic components and energy-saving functioning algorithms, allows you to work autonomously for up to several months. The power supply system of the IC and BS is optionally equipped with solar panels designed to recharge batteries. Equipping the IC with solar panels significantly extends its battery life, especially when used in long daylight hours.
Предлагаемое изобретение позволяет осуществлять мониторинг пространственного распределения биомассы рыб на контролируемой акватории, не требует проведения съемок с судна, имеет длительный срок автономной работы, предусматривает возможность удаленного доступа к данным и управление настройками через сеть Интернет. Перечисленные характеристики комплекса позволяют существенно снизить стоимость проведения промысловой разведки, получать более актуальную и подробную информацию о распределении объектов промысла, а, следовательно, повысить эффективность работы промыслового флота, оперативно направляя суда в места максимальной концентрации ВБР, либо прекращая лов при снижении их биомассы ниже минимального экономически выгодного значения.The present invention allows monitoring the spatial distribution of fish biomass in a controlled area, does not require surveying from a vessel, has a long battery life, provides for remote access to data and control settings via the Internet. The listed characteristics of the complex can significantly reduce the cost of field exploration, obtain more relevant and detailed information about the distribution of fishing facilities, and, therefore, increase the efficiency of the fishing fleet by quickly sending vessels to the maximum concentration of FBG or stopping fishing when their biomass is lower than the minimum economically viable value.
Источники информации:Sources of information:
1. Olsen K. Fish behavior and acoustic sampling // Intern. symp. on fish. acoust., 1987, Seattle, USA, 28 p.1. Olsen K. Fish behavior and acoustic sampling // Intern. symp. on fish. acoust., 1987, Seattle, USA, 28 p.
2. Николаев A.B., Кузнецов М.Ю., Сыроваткин E.B. Гидроакустические исследования тихоокеанских лососей в северной части Тихого океана. Владивосток. 2007. Изв. ТИНРО, т. 150, с. 27-47.2. Nikolaev A.B., Kuznetsov M.Yu., Syrovatkin E.B. Hydroacoustic studies of Pacific salmon in the North Pacific. Vladivostok. 2007. Izv. TINRO, t. 150, p. 27-47.
3. Mitson R.B., Knudsen Н.Р. Causes and effects of underwater noise on fish abundance estimation // Aquatic Living Resources, 2003. Vol. 16. P. 255-263.3. Mitson R. B., Knudsen N. R. Causes and effects of underwater noise on fish abundance estimation // Aquatic Living Resources, 2003. Vol. 16. P. 255-263.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019101510A RU2724961C2 (en) | 2018-08-31 | 2018-08-31 | Self-contained software and hardware system for fixing and estimating spatial distribution of fish biomass |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019101510A RU2724961C2 (en) | 2018-08-31 | 2018-08-31 | Self-contained software and hardware system for fixing and estimating spatial distribution of fish biomass |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2019101510A3 RU2019101510A3 (en) | 2020-03-03 |
RU2019101510A RU2019101510A (en) | 2020-03-03 |
RU2724961C2 true RU2724961C2 (en) | 2020-06-29 |
Family
ID=69767987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019101510A RU2724961C2 (en) | 2018-08-31 | 2018-08-31 | Self-contained software and hardware system for fixing and estimating spatial distribution of fish biomass |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2724961C2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117423387B (en) * | 2023-12-18 | 2024-03-08 | 中国科学院水生生物研究所 | Method and system for evaluating space-time difference of aquatic community based on digital driving |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU73747U1 (en) * | 2007-09-20 | 2008-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Промысловая гидроакустика" (ООО "ПромГидроакустика") | HYDROACOUSTIC HIGH FREQUENCY MULTI-BEAM SOFTWARE AND TECHNICAL COMPLEX FOR ACCOUNTING VALUABLE VALUABLE FISH SPECIES OF "NETCOR-2" |
RU82357U1 (en) * | 2008-12-22 | 2009-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Промысловая гидроакустика" (ООО "ПромГидроакустика") | HYDROACOUSTIC HIGH FREQUENCY MULTI-BEAM SOFTWARE AND TECHNICAL COMPLEX FOR ACCOUNTING VALUABLE VALUABLE FISH SPECIES OF "NETCOR-3" |
RU98087U1 (en) * | 2010-06-16 | 2010-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии" (ФГУП "ВНИРО") | FISH SEARCH DEVICE |
RU123610U1 (en) * | 2012-06-13 | 2012-12-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | AQUATORIA MONITORING NETWORK |
RU2525723C2 (en) * | 2012-07-25 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт озерного и речного рыбного хозяйства" (ФГБНУ "ГосНИОРХ") | Method of determining total allowable harvesting of fish |
CN107942336A (en) * | 2017-11-13 | 2018-04-20 | 武汉大学 | Precision positioning method and system are marked suitable for the fish ultrasonic of Complex Water Environment |
-
2018
- 2018-08-31 RU RU2019101510A patent/RU2724961C2/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU73747U1 (en) * | 2007-09-20 | 2008-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Промысловая гидроакустика" (ООО "ПромГидроакустика") | HYDROACOUSTIC HIGH FREQUENCY MULTI-BEAM SOFTWARE AND TECHNICAL COMPLEX FOR ACCOUNTING VALUABLE VALUABLE FISH SPECIES OF "NETCOR-2" |
RU82357U1 (en) * | 2008-12-22 | 2009-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Промысловая гидроакустика" (ООО "ПромГидроакустика") | HYDROACOUSTIC HIGH FREQUENCY MULTI-BEAM SOFTWARE AND TECHNICAL COMPLEX FOR ACCOUNTING VALUABLE VALUABLE FISH SPECIES OF "NETCOR-3" |
RU98087U1 (en) * | 2010-06-16 | 2010-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии" (ФГУП "ВНИРО") | FISH SEARCH DEVICE |
RU123610U1 (en) * | 2012-06-13 | 2012-12-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | AQUATORIA MONITORING NETWORK |
RU2525723C2 (en) * | 2012-07-25 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт озерного и речного рыбного хозяйства" (ФГБНУ "ГосНИОРХ") | Method of determining total allowable harvesting of fish |
CN107942336A (en) * | 2017-11-13 | 2018-04-20 | 武汉大学 | Precision positioning method and system are marked suitable for the fish ultrasonic of Complex Water Environment |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Руденко Г.П. Методика определения численности рыб, ихтиомассы и рыбопродукции в малых озерах, обработанных ихтиоцидом. Типовые методики исследования продуктивности видов рыб в пределах их ареалов. Часть 2. Вильнюс, 1976. - стр. 15. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2019101510A3 (en) | 2020-03-03 |
RU2019101510A (en) | 2020-03-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
André et al. | Listening to the deep: live monitoring of ocean noise and cetacean acoustic signals | |
Zimmer et al. | Combining data from a multisensor tag and passive sonar to determine the diving behavior of a sperm whale (Physeter macrocephalus) | |
Sousa-Lima et al. | A review and inventory of fixed autonomous recorders for passive acoustic monitoring of marine mammals | |
Harris et al. | Applying distance sampling to fin whale calls recorded by single seismic instruments in the northeast Atlantic | |
CN108415323A (en) | A kind of aquafarm intellectualized management system | |
Reiss et al. | Glider-Based estimates of meso-zooplankton biomass density: a fisheries case study on antarctic krill (Euphausia superba) around the northern antarctic peninsula | |
Van Parijs et al. | NOAA and BOEM minimum recommendations for use of passive acoustic listening systems in offshore wind energy development monitoring and mitigation programs | |
RU115929U1 (en) | HYDROACOUSTIC COMPLEX FOR REMOTE MONITORING OF HYDROPHYSICAL PARAMETERS IN SHALLOW WATER AQUATORIES | |
Davis et al. | Tracking whales on the Scotian Shelf using passive acoustic monitoring on ocean gliders | |
Baumgartner et al. | Near real-time underwater passive acoustic monitoring of natural and anthropogenic sounds | |
Lembke et al. | Using three acoustic technologies on underwater gliders to survey fish | |
RU2724961C2 (en) | Self-contained software and hardware system for fixing and estimating spatial distribution of fish biomass | |
Fregosi et al. | Detections of whale vocalizations by simultaneously deployed bottom-moored and deep-water mobile autonomous hydrophones | |
Goulon et al. | Hydroacoustic Autonomous boat for Remote fish detection in LakE (HARLE), an unmanned autonomous surface vehicle to monitor fish populations in lakes | |
WIEBE et al. | THE USE OF HIGH FREQUENCY ACOUSTICS IN THE STUDY OF ZOOPLANKTON SPATIAL AND TEMPORAL PATTERNS (15th Symposium on Polar Biology) | |
Baumgartner et al. | Tracking large marine predators in three dimensions: the real-time acoustic tracking system | |
Demer et al. | Two-million-liter tank expands the boundaries of marine technology innovation: national resource available for advancing marine science | |
Lohrasbipeydeh et al. | A new acoustic method for passive sperm whale depth tracking | |
Shabangu et al. | Hydro-acoustic technology and its application to marine science in South Africa | |
Verfuss et al. | Low Visibility Real-Time Monitoring Techniques Review | |
Kvadsheim et al. | Herring (sild), killer whales (spekkhogger) and sonar-The 3S-2006 cruise report with preliminary results | |
RU2736887C2 (en) | Method of determining spatial distribution of fish biomass | |
Erbe | Census of marine mammals | |
RU2770130C1 (en) | Drifting buoy hydroacoustic station for determining the precursors of strong earthquakes and tsunamis in ice-covered water areas | |
Muirhead | Passive acoustic monitoring of river dolphin (Inia geoffrensis and Sotalia fluviatilis) presence: A comparison between waters near the city of Iquitos and within the Pacaya-Samiria National Reserve |