Способ определения пространственного распределения биомассы рыб Российский патент 2020 года по МПК A01K79/00 G01S15/00 

Изобретение относится к промышленному рыболовству, а именно к способам мониторинга и оценки пространственного распределения биомассы рыб.

Известен способ поиска косяков рыб и других скоплений промысловых морских животных (RU 2077196 C1, A01K 79/00, 20.04.1997), включающий воздушную разведку, подводную звуколокацию и визуальное наблюдение, отличающийся тем, что для повышения достоверности результатов этих мероприятий дополнительно используют биоэнергетический индикатор. Оператор, обученный приемам биолокации, в правую руку берет биоэнергетический индикатор, левую руку располагает над судовой картой и представляет в разных местах выбранной акватории гипотетический косяк рыб или другой интересующий объект, место расположения которого определяют по колебаниям рамки биоэнергетического индикатора. Несмотря на то, что в качестве преимуществ биоэнергетического (телепатического) способа указываются повышение достоверности поиска, сокращение времени и затрат на поиск, а также независимость от погодных условий, независимость от удаленности мест промысла от оператора, известный способ не имеет научного обоснования и не может эффективно применяться на практике.

Известен способ мониторинга промысловой акватории (RU 2185727 C1, A01K 69/10, A01K 74/00, 27.07.2002), который включает выбор места и времени установки орудия лова, постановку орудия лова, обеспечивающего проход рыбы через определенное сечение, его выборку через определенное время и определение численности объекта лова. В качестве орудий лова используют ловушки каскадного порядка, обеспечивающие лов объектов, перемещающихся в конкретном направлении, а в качестве определенного сечения берут площадь облова ловушек каскадного порядка, оказывающуюся в зоне перемещения объекта лова. Постановку орудий лова осуществляют между местами нагула и зимовки объекта лова путем пересечения порядками каскадных ловушек предполагаемого местонахождения потоков миграции объекта лова в определенный период времени. Траекторию потоков определяют сравнением результатов улова, полученных при виртуальной постановке порядков каскадных ловушек и реальной постановке порядков каскадных ловушек на промысловой акватории, совпадающей по местонахождению с реальной постановкой. Постановку порядков каскадных ловушек осуществляют в три этапа: на первом этапе ловушки каскадного порядка располагают последовательно в систему "ловушка -направляющее крыло - ловушка" в одну линию под углом, равным курсу судна, устанавливающего порядок каскадных ловушек, на втором этапе - ловушки каскадного порядка располагают в направлении, в котором располагались наиболее уловистые порядки каскадных ловушек, выявленные на первом этапе, на третьем этапе - ловушки каскадного порядка располагают с учетом степени наполнения ловушек каскадного порядка внутри каждого порядка, определенной на втором этапе. Среди недостатков известного способа следует выявить применение орудий лова для получения информации о плотности распределения объектов мониторинга. Это довольно затратный способ, подразумевающий приобретение и содержание орудий лова, плавсредств, наем бригады рыбаков и т.д. Способ не является оперативным, поскольку обновление прогнозной информации происходит по результатам проверок орудий лова, регулярности которых могут препятствовать погодные условия и прочие факторы. Достоверность данных зависит от того, насколько хорошо известны характеристики орудий лова, а именно зона действия и коэффициент уловистости, определение которых часто затруднено или невозможно. Способ нельзя считать объективным, т.к. зачастую на промысле имеет место сокрытие рыбаками части улова. Для внедрения указанного способа необходима информация о путях миграций объектов мониторинга, обнаружение которых подразумевает привлечение затратных исследовательских методов.

Известен способ определения промысловой перспективности районов нагула пелагических рыб-планктонов (SU 1776376 A1, A01K 79/00, 23.11.1992), включающий выполнение краткопериодных судовых съемок на контролируемой акватории по сетке станций и разрезов, расстояние между которыми составляет 5-20 миль.

При этом измеряют:

1. температуру воды на стандартных горизонтах в слое 100-0 м для определения величины градиента в сезонном термоклине;

2. толщину верхнего квазиоднородного слоя (ВКС);

3. биомассу кормового зоопланктона в ВКС;

4. биомассу фитопланктона в ВКС.

На основе полученных измерений в качестве благоприятных для образования скоплений выделяют участки, которые имеют градиент в сезонном термоклине не менее 0,19 °/м, толщину ВКС не менее 6 м, концентрацию кормового зоопланктона в ВКС 0,4-29,8 г/м³, концентрацию фитопланктона в ВКС 0,01-5,6 г/м³, с последующим направлением промысловых судов в эти районы. К недостаткам известного способа следует отнести необходимость использования научно-исследовательских судов, в результате чего снижается оперативность (результаты съемки становятся известны по ее завершению, т.е. не ранее, чем через 3-7 суток). Эксплуатация научно-исследовательского судна, оборудованного дорогостоящим оборудованием и укомплектованного специально обученным научным персоналом, экономически не оправдана для проведения рутинных операций мониторинга промысловой обстановки. Кроме того, в указанный способ является косвенным, поскольку основан на оценке условий среды, благоприятных для нагула объектов промысла, однако надежнее измерять непосредственно биомассу этих объектов на контролируемой акватории.

Наиболее близким по существенным признакам, способу организации передачи данных и оперативности получаемой информации является способ мониторинга и прогноза мест скоплений пелагических рыб-планктофагов (RU 2495566 C1, A01K 79/00, 20.10.2013), во многом сходный с вышеописанным способом определения промысловой перспективности районов скапливания пелагических рыб-планктофагов. Способ включает определение участков поверхности акватории с наиболее благоприятными для нагула рыбы условиями путем сбора данных о поверхностной температуре воды, получаемых со спутников и при выполнении краткопериодных судовых съемок. Краткопериодные судовые съемки ведут промысловыми и другими судами, обеспечивающими промысел, оборудованными средствами оперативной передачи данных. При этом съемки ведут в местах, имеющих отклонения над усредненным уровнем поверхности акватории не более 5 см, и совпадающими с зонами повышенных градиентов температуры по горизонтали, а также выполняют промысловые постановки орудий лова при контакте со скоплением пелагических рыб-планктофагов. Полученные результаты поступают на базовое судно и/или береговой центр, где их обрабатывают, и в виде рекомендаций о фактическом или прогнозируемом положении благоприятного для промысла участка лова и прогнозируемом направлении перемещения, и скорости перемещения скопления рыб-планктофагов передают на промысловые суда и/или суда, обеспечивающие промысел, устно на сеансе радиосвязи, или спутниковой телефонной связи, либо в виде оперативных промысловых планшетов, посредством электронной почты и/или Интернет. Недостатками известного способа следует считать необходимость использования судов, отсутствии фактических количественных оценок биомассы объектов промысла, а также отсутствие автоматизации в формировании результатов мониторинга и передачи их промысловым организациям.

Задачей, решаемой изобретением, является организация мониторинга пространственного распределения объектов промысла посредством прямого измерения плотности распределения этих объектов в разных точках контролируемой акватории объективным и достоверным биотелеметрическим методом с предоставлением результатов мониторинга в режиме реального времени при помощи автоматизированной системы, не требующей участия специально обученного персонала, проведения судовых съемок и осуществления лова.

Способ включает в себя непрерывный сбор данных о плотности распределения объектов промысла (рыб) в разных точках контролируемой акватории и параллельное построение динамической карты распределения этих объектов в режиме реального времени, доступ к которой осуществляется через локальную сеть или сеть Интернет. Измерение плотности распределения объектов производится гидроакустическим методом при помощи расположенных на контролируемой акватории автономных буйковых измерительных станций, объединенных по беспроводному каналу радиосвязи в общую измерительную сеть. Измерительная сеть масштабируется путем добавления дополнительных станций и может покрывать значительную акваторию. Измерительная сеть характеризуется высокой отказоустойчивостью, обусловленную высокой живучестью буйковых станций, имеющих развитую систему самотестирования, обработки аварийных ситуаций, систему предупреждения столкновений с судами. Потеря или выход из строя одной или нескольких буйковых станций не прерывают работу измерительной сети и системы в целом.

Измерительные буйковые станции имеют значительное время автономной работы, а процессы сбора данных и построения карт распределения полностью автоматизированы и не требуют участия оператора.

Способ осуществляется следующим образом: на акватории, подлежащей мониторингу, на якоря устанавливаются буйковые станции. Удаление одной станции от другой зависит от мощности передатчиков радиоканала, типов используемых антенн и т.д. и составляет не менее 1 км. В местах установки буйковые станции производят непрерывное измерение плотности распределения объектов промысла (рыб) гидроакустическим методом, обрабатывают данные методом эхоинтегрирования и передают результаты измерений на базовую станцию, расположенную на берегу. Буйковые станции, помимо передачи в радиоэфир результатов собственных измерений, выполняют функцию ретрансляторов информации от наиболее удаленных станций. На базовой станции с заданной периодичностью (не менее 1 часа) на основе измерений плотности распределения объектов промысла в разных точках контролируемой акватории методом геостатической интерполяции происходит построение карты распределения объектов промысла. Серия таких карт формирует анимированную карту динамики распределения и направления перемещений (миграций) объектов промысла, являясь визуальным представлением результатов мониторинга акватории. Процессы гидроакустических измерений, передачи данных и формирования результирующей карты полностью автоматизированы, доступ к результатам мониторинга осуществляется посредством локальной сети или сети Интернет.

Изобретение позволяет оперативно, объективно и достоверно наблюдать промысловую обстановку и прогнозировать направления перемещений (миграции) и динамику биомассы объектов промысла на контролируемой акватории.

Способ включает установку на якоря объединенных по радиоканалу в общую измерительную сеть буйковых станций на подлежащей мониторингу акватории. Станции непрерывно измеряют плотность объектов промысла гидроакустическим методом, обрабатывают полученные данные методом эхоинтегрирования и передают результаты на базовую станцию. Базовая станция автоматически формирует методом геостатической интерполяции визуальное представление результатов мониторинга в виде анимированной карты объектов промысла, отражающей динамику их пространственного распределения и миграций. Доступ к карте осуществляется посредством локальной сети или сети Интернет. Изобретение позволяет наблюдать промысловую обстановку и прогнозировать направление перемещений и динамику биомассы промысловых объектов на контролируемой акватории.

Способ определения пространственного распределения объектов промысла, характеризующийся тем, что на подлежащей мониторингу акватории на якоря устанавливают объединенные по радиоканалу в общую измерительную сеть буйковые станции, которые непрерывно измеряют плотность объектов промысла гидроакустическим методом, обрабатывают полученные данные методом эхоинтегрирования и передают результаты на базовую станцию, автоматически формирующую методом геостатической интерполяции визуальное представление результатов мониторинга в виде анимированной карты объектов промысла, отражающей динамику их пространственного распределения и миграций, доступ к которой осуществляется посредством локальной сети или сети Интернет.