數(shù)字技術(shù)在我國現(xiàn)代漁業(yè)中的應用綜述

徐虹，王未未，梅肖樂，王苗苗

（江蘇省漁業(yè)技術(shù)推廣中心，江蘇 南京 210036）

《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》明確提出“推進農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)，加強農(nóng)業(yè)與信息技術(shù)融合，發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)”。漁業(yè)作為農(nóng)業(yè)的一部分，推進漁業(yè)數(shù)字化建設(shè)，發(fā)展智慧漁業(yè)，是實現(xiàn)漁業(yè)現(xiàn)代化的關(guān)鍵。隨著傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等先進技術(shù)在漁業(yè)上的發(fā)展與應用，漁業(yè)大數(shù)據(jù)應運而生，漁業(yè)數(shù)字化已進入新的發(fā)展時代。該文對數(shù)字技術(shù)在我國現(xiàn)代漁業(yè)中的應用進行了系統(tǒng)的整理與分析，并就現(xiàn)階段如何進一步做好漁業(yè)數(shù)字化工作提出了建議。

1 數(shù)字技術(shù)

數(shù)字技術(shù)（Digital Technology），是指借助一定的設(shè)備將各種信息轉(zhuǎn)化成計算機能夠識別的二進制編碼數(shù)字的技術(shù)。數(shù)字化的發(fā)展已經(jīng)歷單機應用、互聯(lián)網(wǎng)應用為主要特征的兩次高速發(fā)展浪潮，正在進入第三次浪潮，即以數(shù)據(jù)的深度挖掘和融合應用為主要特征的智能化階段。各種傳感器、智能設(shè)備也在源源不斷產(chǎn)生數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)將成為人類掌握的數(shù)據(jù)集中最主要的組成部分，海量、多樣、時效等大數(shù)據(jù)特征也更加突出[1]。

2 數(shù)字技術(shù)在現(xiàn)代漁業(yè)中的應用

在現(xiàn)代漁業(yè)領(lǐng)域，數(shù)字技術(shù)正讓漁業(yè)變得更加“智能”，因而常常被稱為“智慧漁業(yè)”技術(shù)，其主要是以智能檢測與感知控制的傳感設(shè)備為載體，以精準化養(yǎng)殖、可視化管理、智能化決策為手段，面向智能化、自動化、集約化和可持續(xù)發(fā)展為目標的現(xiàn)代漁業(yè)綜合生態(tài)體系[2]。目前數(shù)字技術(shù)在現(xiàn)代漁業(yè)上的應用主要有：

2.1 水質(zhì)監(jiān)測、預警及管理

養(yǎng)魚先養(yǎng)水，因此水質(zhì)測控在水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中尤為重要。傳統(tǒng)養(yǎng)殖過程中水質(zhì)測控主要依靠人工測量和長期的養(yǎng)殖經(jīng)驗，缺乏實時測控手段，而以數(shù)字技術(shù)驅(qū)動的水產(chǎn)養(yǎng)殖實時測控關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備實現(xiàn)了對養(yǎng)殖水質(zhì)環(huán)境的精準控制。

水質(zhì)在線檢測系統(tǒng)提供了集水質(zhì)在線檢測、數(shù)據(jù)分析和智能控制為一體的系統(tǒng)化解決方案。由水質(zhì)傳感器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過人工智能決策系統(tǒng)進行計算和決策，若超過安全限值要求，在線檢測系統(tǒng)就會啟動報警系統(tǒng)來工作，并開展相關(guān)補救措施以維持良好的水質(zhì)環(huán)境[3]。目前全球已有多家科技公司生產(chǎn)出了水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)參數(shù)傳感器，來實現(xiàn)在線實時監(jiān)測，并和云計算模塊結(jié)合[4]。我國也已自主研發(fā)了在線智能水質(zhì)檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)精準控制，智慧養(yǎng)殖[2]。

2.2 自動投飼系統(tǒng)

基于數(shù)字技術(shù)的自動投飼設(shè)備能有效降低飼料成本，提高餌料利用率，從而解決殘留飼料污染水域環(huán)境問題。據(jù)報道，通過探測魚群饑餓程度并據(jù)此進行自動投餌，可以減低21%的飼料成本[4]。我國研制的自動投飼增氧一體化系統(tǒng)，將飼料投喂和水體增氧結(jié)合，可根據(jù)魚類攝食狀況，控制投飼速度和時間，實現(xiàn)按需適時投飼。該系統(tǒng)集成了自動上料單元、精確下料單元、氣送投喂單元、水體增氧單元和智能控制單元五大部分[5]。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的自動投飼增氧一體化系統(tǒng)已在國內(nèi)進行了推廣應用[6]。可自主巡航的自動投飼船可根據(jù)對蝦等養(yǎng)殖生物的生活特性，實現(xiàn)在池塘內(nèi)移動投飼[7]。

2.3 水產(chǎn)病害遠程診斷

現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)實現(xiàn)了水產(chǎn)病害遠程診斷。通過水產(chǎn)病害診斷和管理信息數(shù)字化的發(fā)展，實現(xiàn)大量魚病病例的收集和影像存檔，并通過信息手段加快病例搜集和共享，構(gòu)建了電子病例檔案共享，實現(xiàn)了基于云儲存的水產(chǎn)病害診斷與健康養(yǎng)殖系統(tǒng)。同時綜合利用計算機技術(shù)、顯微圖像處理技術(shù)和網(wǎng)絡通信技術(shù)，構(gòu)建跨平臺的水產(chǎn)養(yǎng)殖遠程動態(tài)圖像與傳輸系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)水產(chǎn)病害的遠程診斷[8]。上海、江蘇等地已建立水產(chǎn)病害遠程診斷系統(tǒng)，實現(xiàn)了網(wǎng)上看病、遠程診療[9]。江蘇已建設(shè)省、市、縣三級防疫體系在線會商和交流系統(tǒng)，水產(chǎn)病害遠程診斷體系逐步完善[10]。

2.4 水產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯

水產(chǎn)品可追溯制度是有效解決水產(chǎn)品質(zhì)量安全問題的工具之一。數(shù)字化技術(shù)促進了水產(chǎn)養(yǎng)殖全過程的信息化，從而實現(xiàn)對水產(chǎn)品從塘口到餐桌過程中各個環(huán)節(jié)重要信息的錄入和查詢，為水產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯提供有效載體。我國水產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)主要由公共服務子系統(tǒng)、監(jiān)管追溯子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心、關(guān)鍵信息采集系統(tǒng)等組成[11]。各子系統(tǒng)之間通過數(shù)據(jù)中心為基礎(chǔ)完成數(shù)據(jù)共享以及與其他省市平臺對接等[12]。廣東、江蘇等省率先開展水產(chǎn)品可追溯體系建設(shè)，以追溯二維碼為載體，實現(xiàn)水產(chǎn)品從生產(chǎn)到銷售全環(huán)節(jié)的信息可查詢、來源可追溯、去向可跟蹤、責任可追究。截至2018年，廣東已建設(shè)可追溯管理平臺21個，可追溯的重要養(yǎng)殖企業(yè)達29個，涉及的養(yǎng)殖品種有羅非魚、草魚、對蝦等 20 個[11]。

2.5 水產(chǎn)品電子商務銷售

水產(chǎn)品尤其是鮮活水產(chǎn)品電子商務銷售是基于互聯(lián)網(wǎng)平臺的銷售，并通過冷鏈物流（企業(yè)自建冷鏈物流或第三方冷鏈物流）實現(xiàn)水產(chǎn)品由生產(chǎn)地直供餐飲企業(yè)和消費者的銷售模式[13]。目前水產(chǎn)品電商基本形成了“兩超、多強、小眾”的電商格局[14]。政府也積極參與水產(chǎn)品電商平臺的建設(shè)，如2015年“江蘇優(yōu)質(zhì)水產(chǎn)品”上線蘇寧易購，是江蘇加快水產(chǎn)品電子商務發(fā)展，開創(chuàng)水產(chǎn)品電商銷售和可追溯水產(chǎn)品結(jié)合的重要舉措。

2.6 漁業(yè)捕撈信息化

漁業(yè)捕撈產(chǎn)業(yè)向現(xiàn)代化、智能化轉(zhuǎn)型升級，關(guān)鍵是要實現(xiàn)漁船裝備信息化。北斗衛(wèi)星船載終端設(shè)備具有定位導航、船岸短報文互通服務、衛(wèi)星通信以及避撞等功能，為漁業(yè)管理部門提供作業(yè)漁船的航跡路線、遇險救助聯(lián)絡、漁業(yè)資源環(huán)境保護等服務[15]。數(shù)字化同時促進了捕撈漁船的信息化監(jiān)管，利用互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)，構(gòu)建船舶進出港電子報告系統(tǒng)。沿海各省區(qū)已逐漸建立起以漁港為平臺和載體的漁船進出港電子識別系統(tǒng)，加強了漁船的動態(tài)信息監(jiān)管，提高了漁船信息化效率[16]，為漁業(yè)捕撈安全生產(chǎn)保駕護航。

2.7 海洋牧場

海洋牧場，被稱為“藍色糧倉”，作為一種生態(tài)型海洋漁業(yè)增養(yǎng)殖模式已成為近年來我國漁業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的熱點。海洋牧場是基于海洋生態(tài)學原理和現(xiàn)代海洋工程技術(shù)，在特定海域通過人工魚礁、增殖放流等措施，科學培育和管理漁業(yè)資源而形成的人工漁場。漁業(yè)數(shù)字化技術(shù)運用到種苗生產(chǎn)和放流、海洋生物生產(chǎn)和收獲管理、生態(tài)環(huán)境監(jiān)控，通過浮標原位自動監(jiān)測、無人船動態(tài)監(jiān)測[17]、漁業(yè)信息聲學感知、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等信息技術(shù)，構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+智能化海洋牧場”的綜合海洋漁業(yè)信息監(jiān)測與智能管控系統(tǒng)，實現(xiàn)對海洋牧場智能管控，生態(tài)環(huán)境預測預報及漁業(yè)資源的可視、可測、可控。

3 結(jié)語

漁業(yè)數(shù)字化推進了我國漁業(yè)由傳統(tǒng)漁業(yè)向現(xiàn)代漁業(yè)的加速轉(zhuǎn)變，但從目前來看，“智慧漁業(yè)”仍有很多的短板。制約我國漁業(yè)數(shù)字化發(fā)展的短板技術(shù)主要有：一是漁業(yè)用智能傳感器研發(fā)和制造落后。我國目前在漁業(yè)用智能傳感器等感知設(shè)備的研發(fā)和制造方面落后，不僅數(shù)量少，而且準確性、穩(wěn)定性不夠。漁業(yè)應用項目使用的感知設(shè)備還主要依賴于進口。二是漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展尚處于初級階段，主要還停留在信息的簡單傳輸及顯示，尚未能在漁業(yè)生產(chǎn)中有效開展智能感知和智能管理，缺乏解決漁業(yè)實際問題的效果[15]。三是在漁業(yè)大數(shù)據(jù)建設(shè)上，雖然近年來在水產(chǎn)養(yǎng)殖、疫病診斷、水產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯等方面發(fā)揮了重要的支撐作用，但是依然存在數(shù)據(jù)積累少、標準化程度低、量化度低的現(xiàn)狀[18]。

漁業(yè)數(shù)字化建設(shè)是一個綜合性強、涉及面廣的系統(tǒng)工程，為了更好地促進智慧漁業(yè)的發(fā)展，在當前漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的初期階段需要：（1）依托現(xiàn)有的工業(yè)傳感器的成熟技術(shù)、加強與漁業(yè)學科融合，通過組建跨學科專家團隊加強對漁業(yè)水質(zhì)監(jiān)測預警、精準投餌、智能施藥等漁業(yè)專用傳感器的研發(fā)和制造，突破目前漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)和設(shè)備瓶頸。（2）加大漁業(yè)裝備與漁業(yè)工程技術(shù)的研究，重點加強與水產(chǎn)養(yǎng)殖工藝融合，促進養(yǎng)殖工程化、機械化。通過實施漁業(yè)生產(chǎn)機械化，才能實現(xiàn)數(shù)字化和智能化。（3）加快漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標準體系的建設(shè)，通過制定漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)標準來指導漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，構(gòu)建完善 的漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標準體系。抓住大數(shù)據(jù)技術(shù)快速發(fā)展的機遇，適時研究構(gòu)建適于漁業(yè)領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)管理體系[19]。（4）加強漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)，既要在高等教育領(lǐng)域通過多學科交叉融合，培養(yǎng)具備計算機網(wǎng)絡、傳感器技術(shù)、漁業(yè)科技專業(yè)知識于一體的漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)人才，同時也要注重長期系統(tǒng)地開展對漁業(yè)基層工作者漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)培訓及宣傳推廣工作。