(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110696016.0 (22)申请日 2021.06.23 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113349130 A (43)申请公布日 2021.09.07 (73)专利权人 北京师范大学 地址 100875 北京市海淀区新 街口外大街 19号北京师 范大学 (72)发明人 刘海飞　涂刚琴　孙涛　杨薇　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 代理人 杜阳阳 (51)Int.Cl. A01K 61/60(2017.01) A01K 61/55(2017.01) A01G 33/00(2006.01)G06F 30/27(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06N 3/00(2006.01) (56)对比文件 CN 111209711 A,2020.0 5.29 CN 108549 234 A,2018.09.18 CN 110084418 A,2019.08.02 CN 103258085 A,2013.08.21 US 2013096889 A1,2013.04.18 审查员 梅钦 (54)发明名称 浮筏吊笼养殖优化排列方法、 规划方法及优 化排列系统 (57)摘要 本发明涉及一种浮筏吊笼养殖优化排列方 法及系统， 所述排列方法包括如下步骤： 分别根 据目标养殖区入口的流速和悬浮物浓度， 建立目 标养殖区的水动力模型和水质数值模 型； 对单层 养殖吊笼的三维机械模型进行网络化处理， 得到 单层养殖吊笼的网格模型， 并在所述网格模型中 设置预设单吊笼养殖个数的养殖生物模型； 利用 水动力模型和水质数值模型采用模拟的方式确 定吊笼(网格模型)的影 响范围， 根据该影 响范围 对浮筏吊笼进行排列， 实现了优化浮筏吊笼养殖 排列， 避免浮筏排列密度过大超 过水域承载力的 单吊笼养殖个数。 权利要求书3页 说明书9页 附图3页 CN 113349130 B 2022.03.25 CN 113349130 B 1.一种浮筏吊笼养殖优化 排列方法， 其特 征在于， 所述 排列方法包括如下步骤： 分别根据目标养殖区入口的流速和悬浮物浓度， 建立目标养殖区的水动力模型和水质 数值模型； 对单层养殖吊笼的三维机械模型进行网络化处理， 得到单层养殖吊笼的网格模型， 并 在所述网格模型中设置预设单吊笼养殖个数的养殖生物模型； 根据水动力模型和水质数值模型确定受所述网格模型影响小于第一预设阈值的水流 方向的最小距离作为 浮筏排列间距； 根据水动力模型和水质数值模型确定受所述网格模型影响小于第二预设阈值的水流 方向的水平 垂直方向的最小距离的2倍作为吊笼排列间距。 2.根据权利要求1所述的浮筏 吊笼养殖优化排列 方法， 其特征在于， 所述根据 水动力模 型和水质数值模型确定受所述网格模型影响小于第一预设阈值的水流方向的最小距离作 为浮筏排列间距， 具体包括： 以所述网格模型为 起点， 沿水流方向每间隔第一预设间距设置一个第一测量 点； 根据所述水动力模型和所述水质数值模型计算每个所述第一测量点与所述目标养殖 区入口的单位悬浮物 流通量差值， 获得每个所述第一测量点的第一单位悬浮物流通量变化 量； 计算第一单位悬浮物流通量变化量小于第一预设阈值的每个第一测量点与所述网格 模型的距离， 得到多个第一距离； 选取多个所述第一距离中的最小距离作为 浮筏排列间距。 3.根据权利要求2所述的浮筏 吊笼养殖优化排列 方法， 其特征在于， 所述根据 所述水动 力模型和所述水质数值模型计算每个所述第一测 量点与所述目标养殖区入口的单位悬浮 物流通量差值， 获得每 个所述第一测量 点的第一单位悬浮物流 通量变化量， 具体包括： 根据目标养殖区入口 的流速， 利用所述水动力模型计算所述第一测量 点位置的流速； 根据目标养殖区入口的悬浮物浓度， 利用所述水质数值模型计算所述第 一测量点位置 的悬浮物浓度； 根据第一测量点位置的流速和悬浮物浓度， 计算第一测量点位置的单位悬浮物流通 量； 计算第一测量点位置的单位悬浮物流通量与目标养殖区入口的单位悬浮物流通量的 差值， 作为所述第一测量 点的第一单位悬浮物流 通量变化量。 4.根据权利要求1所述的浮筏 吊笼养殖优化排列 方法， 其特征在于， 所述根据 水动力模 型和水质数值模型确定受所述网格模型影响小于第二预设阈值的水流方向的水平垂直方 向的最小距离的2倍作为吊笼排列间距， 具体包括： 沿水流方向的任意 一个水平 垂直方向每间隔第二预设间距设置一个第二测量 点； 根据所述水动力模型和所述水质数值模型计算每个所述第二测量点与所述目标养殖 区入口的单位悬浮物 流通量差值， 获得每个所述第二测量点的第二单位悬浮物流通量变化 量； 计算第二单位悬浮物流通量变化量小于第二预设阈值的每个第二测量点与所述网格 模型的距离， 得到多个第二距离； 计算多个所述第二距离中最小距离的2倍， 作为吊笼排列间距。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 113349130 B 25.一种浮筏吊笼养殖规划方法， 其特 征在于， 所述养殖规划方法包括如下步骤： 以养殖生物的数量最大化为目标， 采用粒子群算法确定最优单吊笼养殖个数及最优单 吊笼养殖个数对应的最优浮筏吊笼排列方式； 其中， 养殖生物的数量的计算方式为： 采用权利要求1 ‑4任一项所述的排列方法， 确定单吊笼养殖个数对应的浮筏吊笼排列 方式； 基于单吊笼养殖个数对应的浮筏吊笼排列方式， 计算目标养殖区在所述单吊笼养殖个 数下的养殖生物的数量。 6.根据权利要求5所述的浮筏 吊笼养殖规划方法， 其特征在于， 所述基于单吊笼养殖个 数对应的浮筏吊笼排列方式， 计算目标养殖区在所述单吊笼养殖个数下的养殖生物的数 量， 具体包括： 基于单吊笼养殖个 数对应的浮筏吊笼排列方式， 利用公式gz＝g·n·m·p， 计算目标养 殖区在所述单吊笼养殖个数 下的养殖生物的数量； 其中， gz为养殖生物的数量， n为吊笼的层数， m为与每个浮筏直接连接的吊笼数， p为目 标养殖区的浮筏的数量， g为每 个吊笼的养殖生物的数量， 即单吊笼养殖个数。 7.一种浮筏吊笼养殖优化 排列系统， 其特 征在于， 所述 排列系统包括： 模型建立模块， 用于分别根据目标养殖区入口的流速和悬浮物浓度， 建立目标养殖区 的水动力模型和水质数值模型； 网格模型建立模块， 用于对单层养殖吊笼的三维机械模型进行网络化处理， 得到单层 养殖吊笼的网格模型， 并在所述网格模型中设置预设单吊笼养殖个数的养殖生物模型； 浮筏排列间距确定模块， 用于根据 水动力模型和水质数值模型确定受所述网格模型影 响小于第一预设阈值的水流方向的最小距离作为 浮筏排列间距； 吊笼排列间距确定模块， 用于根据 水动力模型和水质数值模型确定受所述网格模型影 响小于第二预设阈值的水流方向的水平 垂直方向的最小距离的2倍作为吊笼排列间距。 8.根据权利要求7所述的浮筏 吊笼养殖优化排列系统， 其特征在于， 所述浮筏排列间距 确定模块， 具体包括： 第一测量点设置子模块， 用于以所述网格模型为起点， 沿水流方向每间隔第一预设间 距设置一个第一测量 点； 第一单位悬浮物流通量变化量计算子模块， 用于根据所述水动力模型和所述水质数值 模型计算每个所述第一测量点与所述目标养殖区入口的单位悬浮物流通量差值， 获得每个 所述第一测量 点的第一单位悬浮物流 通量变化量； 第一距离计算子模块， 用于计算第 一单位悬浮物流通量变化量小于第 一预设阈值的每 个第一测量 点与所述网格模型的距离， 得到多个第一距离； 浮筏排列间距确定子模块， 用于选取多个所述第 一距离中的最小距离作为浮筏排列间 距。 9.根据权利要求8所述的浮筏 吊笼养殖优化排列系统， 其特征在于， 所述第 一单位悬浮 物流通量变化量计算子模块， 具体包括： 流速计算单元， 用于根据目标养殖区入口的流速， 利用所述水动力模型计算所述第一 测量点位置的流速；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 113349130 B 3