[发明专利]一种网箱网衣受力易损部位检测系统

说明书

本发明公开了一种网箱网衣受力易损部位检测系统，包括网箱网衣基本特征及初始状态模块，用于对网衣基本参数的输入进行读取与构建；外部海洋流场环境特征模块，用于对外部环境流场参数进行读取与构建；项目控制与展示模块，负责启动整个系统的计算过程及绘制输出结果；项目控制与展示模块包括算法模块、存储模块；读取已构建完成的网箱网衣基本特征及初始状态模块、外部海洋流场环境特征模块，将读取到的网衣基本信息作为初始结果，存入到存储模块中；根据算法模块的计算结果，统计所有网衣基本单元的拉力分布情况，记录并输出拉力前10%的结节所对应的序号和时间，该位置即为网衣受力易损部位。

技术领域

本发明涉及水产养殖工程和海洋信息化服务领域，尤其是一种网箱网衣受力易损部位检测系统。

背景技术

网衣是深海网箱的重要组成部分，它在保证深海箱体与外界水环境交换畅通，维持鱼类生长环境，防止鱼类逃逸和天敌侵害等方面起到关键作用。然而目前网箱网衣的破损检测一直处于一个滞后的状态。在深海养殖过程中，对于网衣的破损检测，常采用定期换网或专业潜水员进行水下网目排查的方式，其过程十分繁琐，且效率不高。

针对网衣破损检测问题，目前有埋线探测法、声纳检测法以及图像分析法三种实施方案：埋线法通过金属导线的通断检测网衣的破损：当网衣片破损时，金属线会与海水、入海电极形成回路，触发报警装置，同时输出网箱的编号和网衣破损部位信息。而声纳检测法是通过在网箱外侧设置警戒区的方法间接判断网衣的破损：当网衣破损有鱼逃逸时，网箱内外区域的声波反射图像会发生显著变化。相对于前两种破损检测方法，采用图像分析法可对水下网衣进行最直观的观测，在水下机器人（AUV/ROV）上搭载水下摄像头进行图像的采集。然而上述方案由于技术的不成熟性，导致工程应用能力还比较薄弱。另外，上述方案均是在破损发生之后才能对网衣受损部位进行识别，无法有效分析网衣本身可能出现易损的部位，因此不能在问题发生之前做到有效地遏制。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种网箱网衣受力易损部位检测系统，该系统成本低廉、能在破损发生前有效预测可能发生破损的区域，为网衣的维护提供参考。

为实现上述目的，本发明一种网箱网衣受力易损部位检测系统，包括

网箱网衣基本特征及初始状态模块，用于对网衣基本参数的输入进行读取与构建；

外部海洋流场环境特征模块，用于对外部环境流场参数进行读取与构建；

项目控制与展示模块，负责启动整个系统的计算过程及绘制输出结果；

其中，项目控制与展示模块包括算法模块、存储模块；

读取已构建完成的网箱网衣基本特征及初始状态模块、外部海洋流场环境特征模块，将读取到的网衣基本信息作为初始结果，存入到存储模块中；根据算法模块的计算结果，统计所有网衣基本单元的拉力分布情况，记录并输出拉力前10%的结节所对应的序号和时间，该位置即为网衣受力易损部位；

其中，算法模块选用四阶龙哥库塔算法或Newmark-β算法进行计算：

选用四阶龙哥库塔算法进行计算，在x方向上，所述算法模块中求解算法的过程如下：

1）计算当前时刻下所有质量体的加速度，其计算公式为：

将加速度看成是关于时间和的函数，该函数用表示；

2）计算下一时刻的速度和位置，计算公式为：

（9）

（10）

其中，表示下一时刻的速度，表示下一时刻的位置，分别为龙格库塔计算的参数；