数字技术在我国现代渔业中的应用综述

徐虹，王未未，梅肖乐，王苗苗

（江苏省渔业技术推广中心，江苏 南京 210036）

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》明确提出“推进农业信息化建设，加强农业与信息技术融合，发展智慧农业”。渔业作为农业的一部分，推进渔业数字化建设，发展智慧渔业，是实现渔业现代化的关键。随着传感器、物联网、云计算等先进技术在渔业上的发展与应用，渔业大数据应运而生，渔业数字化已进入新的发展时代。该文对数字技术在我国现代渔业中的应用进行了系统的整理与分析，并就现阶段如何进一步做好渔业数字化工作提出了建议。

1 数字技术

数字技术（Digital Technology），是指借助一定的设备将各种信息转化成计算机能够识别的二进制编码数字的技术。数字化的发展已经历单机应用、互联网应用为主要特征的两次高速发展浪潮，正在进入第三次浪潮，即以数据的深度挖掘和融合应用为主要特征的智能化阶段。各种传感器、智能设备也在源源不断产生数据。物联网数据将成为人类掌握的数据集中最主要的组成部分，海量、多样、时效等大数据特征也更加突出[1]。

2 数字技术在现代渔业中的应用

在现代渔业领域，数字技术正让渔业变得更加“智能”，因而常常被称为“智慧渔业”技术，其主要是以智能检测与感知控制的传感设备为载体，以精准化养殖、可视化管理、智能化决策为手段，面向智能化、自动化、集约化和可持续发展为目标的现代渔业综合生态体系[2]。目前数字技术在现代渔业上的应用主要有：

2.1 水质监测、预警及管理

养鱼先养水，因此水质测控在水产养殖过程中尤为重要。传统养殖过程中水质测控主要依靠人工测量和长期的养殖经验，缺乏实时测控手段，而以数字技术驱动的水产养殖实时测控关键技术与设备实现了对养殖水质环境的精准控制。

水质在线检测系统提供了集水质在线检测、数据分析和智能控制为一体的系统化解决方案。由水质传感器采集的数据经过人工智能决策系统进行计算和决策，若超过安全限值要求，在线检测系统就会启动报警系统来工作，并开展相关补救措施以维持良好的水质环境[3]。目前全球已有多家科技公司生产出了水产养殖水质参数传感器，来实现在线实时监测，并和云计算模块结合[4]。我国也已自主研发了在线智能水质检测系统，实现精准控制，智慧养殖[2]。

2.2 自动投饲系统

基于数字技术的自动投饲设备能有效降低饲料成本，提高饵料利用率，从而解决残留饲料污染水域环境问题。据报道，通过探测鱼群饥饿程度并据此进行自动投饵，可以减低21%的饲料成本[4]。我国研制的自动投饲增氧一体化系统，将饲料投喂和水体增氧结合，可根据鱼类摄食状况，控制投饲速度和时间，实现按需适时投饲。该系统集成了自动上料单元、精确下料单元、气送投喂单元、水体增氧单元和智能控制单元五大部分[5]。基于物联网技术的自动投饲增氧一体化系统已在国内进行了推广应用[6]。可自主巡航的自动投饲船可根据对虾等养殖生物的生活特性，实现在池塘内移动投饲[7]。

2.3 水产病害远程诊断

现代数字技术实现了水产病害远程诊断。通过水产病害诊断和管理信息数字化的发展，实现大量鱼病病例的收集和影像存档，并通过信息手段加快病例搜集和共享，构建了电子病例档案共享，实现了基于云储存的水产病害诊断与健康养殖系统。同时综合利用计算机技术、显微图像处理技术和网络通信技术，构建跨平台的水产养殖远程动态图像与传输系统，能够实现水产病害的远程诊断[8]。上海、江苏等地已建立水产病害远程诊断系统，实现了网上看病、远程诊疗[9]。江苏已建设省、市、县三级防疫体系在线会商和交流系统，水产病害远程诊断体系逐步完善[10]。

2.4 水产品质量安全追溯

水产品可追溯制度是有效解决水产品质量安全问题的工具之一。数字化技术促进了水产养殖全过程的信息化，从而实现对水产品从塘口到餐桌过程中各个环节重要信息的录入和查询，为水产品质量安全追溯提供有效载体。我国水产品质量安全追溯系统主要由公共服务子系统、监管追溯子系统、数据中心、关键信息采集系统等组成[11]。各子系统之间通过数据中心为基础完成数据共享以及与其他省市平台对接等[12]。广东、江苏等省率先开展水产品可追溯体系建设，以追溯二维码为载体，实现水产品从生产到销售全环节的信息可查询、来源可追溯、去向可跟踪、责任可追究。截至2018年，广东已建设可追溯管理平台21个，可追溯的重要养殖企业达29个，涉及的养殖品种有罗非鱼、草鱼、对虾等 20 个[11]。

2.5 水产品电子商务销售

水产品尤其是鲜活水产品电子商务销售是基于互联网平台的销售，并通过冷链物流（企业自建冷链物流或第三方冷链物流）实现水产品由生产地直供餐饮企业和消费者的销售模式[13]。目前水产品电商基本形成了“两超、多强、小众”的电商格局[14]。政府也积极参与水产品电商平台的建设，如2015年“江苏优质水产品”上线苏宁易购，是江苏加快水产品电子商务发展，开创水产品电商销售和可追溯水产品结合的重要举措。

2.6 渔业捕捞信息化

渔业捕捞产业向现代化、智能化转型升级，关键是要实现渔船装备信息化。北斗卫星船载终端设备具有定位导航、船岸短报文互通服务、卫星通信以及避撞等功能，为渔业管理部门提供作业渔船的航迹路线、遇险救助联络、渔业资源环境保护等服务[15]。数字化同时促进了捕捞渔船的信息化监管，利用互联网大数据，构建船舶进出港电子报告系统。沿海各省区已逐渐建立起以渔港为平台和载体的渔船进出港电子识别系统，加强了渔船的动态信息监管，提高了渔船信息化效率[16]，为渔业捕捞安全生产保驾护航。

2.7 海洋牧场

海洋牧场，被称为“蓝色粮仓”，作为一种生态型海洋渔业增养殖模式已成为近年来我国渔业经济发展的热点。海洋牧场是基于海洋生态学原理和现代海洋工程技术，在特定海域通过人工鱼礁、增殖放流等措施，科学培育和管理渔业资源而形成的人工渔场。渔业数字化技术运用到种苗生产和放流、海洋生物生产和收获管理、生态环境监控，通过浮标原位自动监测、无人船动态监测[17]、渔业信息声学感知、物联网、云计算等信息技术，构建“互联网+智能化海洋牧场”的综合海洋渔业信息监测与智能管控系统，实现对海洋牧场智能管控，生态环境预测预报及渔业资源的可视、可测、可控。

3 结语

渔业数字化推进了我国渔业由传统渔业向现代渔业的加速转变，但从目前来看，“智慧渔业”仍有很多的短板。制约我国渔业数字化发展的短板技术主要有：一是渔业用智能传感器研发和制造落后。我国目前在渔业用智能传感器等感知设备的研发和制造方面落后，不仅数量少，而且准确性、稳定性不够。渔业应用项目使用的感知设备还主要依赖于进口。二是渔业物联网发展尚处于初级阶段，主要还停留在信息的简单传输及显示，尚未能在渔业生产中有效开展智能感知和智能管理，缺乏解决渔业实际问题的效果[15]。三是在渔业大数据建设上，虽然近年来在水产养殖、疫病诊断、水产品质量安全追溯等方面发挥了重要的支撑作用，但是依然存在数据积累少、标准化程度低、量化度低的现状[18]。

渔业数字化建设是一个综合性强、涉及面广的系统工程，为了更好地促进智慧渔业的发展，在当前渔业物联网发展的初期阶段需要：（1）依托现有的工业传感器的成熟技术、加强与渔业学科融合，通过组建跨学科专家团队加强对渔业水质监测预警、精准投饵、智能施药等渔业专用传感器的研发和制造，突破目前渔业物联网的核心技术和设备瓶颈。（2）加大渔业装备与渔业工程技术的研究，重点加强与水产养殖工艺融合，促进养殖工程化、机械化。通过实施渔业生产机械化，才能实现数字化和智能化。（3）加快渔业物联网标准体系的建设，通过制定渔业物联网行业标准来指导渔业物联网技术的发展，构建完善 的渔业物联网标准体系。抓住大数据技术快速发展的机遇，适时研究构建适于渔业领域的大数据管理体系[19]。（4）加强渔业物联网人才培养，既要在高等教育领域通过多学科交叉融合，培养具备计算机网络、传感器技术、渔业科技专业知识于一体的渔业物联网人才，同时也要注重长期系统地开展对渔业基层工作者渔业物联网技术培训及宣传推广工作。