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综述与专论

我国离岸养殖工程发展策略---------------------------------------------------------徐皓，江涛（1）封闭式养殖工船研发历程回顾-----------------------------------------------刘晃，徐皓，庄志猛（8）养殖工船系统构建与总体技术探讨---------------------------------------崔铭超，金娇辉，黄温赟（15）中国深远海养殖发展方式研究------------------------------徐琰斐，徐皓，刘晃，谌志新，崔铭超（21）深远海养殖装备系统方案研究-----------------------------------黄温赟，鲍旭腾，蔡计强，江涛（28）中国深远海养殖装备发展探议及思考---------------------------鲍旭腾，谌志新，崔铭超，黄温赟（35）船体结构及系统研究

工船养殖集中控制系统研发与应用------------------------黄温赟，于得水，董晓妮，姜勇，王鹏昌（42）某型深远海养殖工船动力系统方案设计------------------------------------------黎建勋，王靖（50）大型养殖工船的结构设计----------------------------------------------王靖，黎建勋，崔铭超（58）基于三维势流理论的深远海养殖工船耐波性能分析-----------韩冰，谌志新，崔铭超，王庆伟，王一帆（65）动态边界粒子 SPH 法在养殖工船横摇液舱晃荡模拟中的应用比较--赵新颖，黄温赟，黄文超，管延敏（73）基于晃荡载荷的养鱼水舱操作平台结构强度分析----------------------王靖，王侨，张怡，崔铭超（81）10 万吨级养殖工船快速性及动力系统配置分析------------------------------崔铭超，张彬，王靖（86）养殖工船视域盲区分析研究--------------------------------------------王庆伟，张彬，张春涛（93）养殖工船电力推进调距桨动力系统策略------------------------黎建勋，董晓妮，崔铭超，杨栋轩（99）散货船改装养殖工船的经济论证模型及系统设计------------------张光发，安海听，刘鹰，李明智（108）养殖环境及配套设施

基于氨氮平衡的水产养殖换水率计算方法研究-----------------------------张宇雷，曹伟，蔡计强（113）深远海养殖工船投饲系统设计---------------------------------王志勇，邹海生，张耀明，徐志强（119）深远海养殖自动投饲系统仿真分析与试验验证------------黄建伟，骆意，魏树辉，陈铭治，朱端祥（126）养殖工船自动投饲机设计和螺旋下料器的仿真分析-----------高炜鹏，谢永和，李德堂，王君，陈卿（134）基于 FLOW-3D 的船载舱养流场特性分析--------------------秦康，崔铭超，刘晃，张成林，吉泽坤（143）养殖工船排水管路内颗粒流动特性研究-----------------------------------高瑞，黄文超，张彬（153）底推流量对养殖工船分隔式舱养系统水质影响的初步研究---------------管崇武，张宇雷，张成林（162）基于热流固耦合模型的养殖工船养殖舱温度场数值模拟-----------翟绪辉，程晖，刘长东，黄六一（169）低频振动刺激对大黄鱼行为及生理影响--------------------叶林昌，刘赟，刘媛，郭建磊，殷雷明（178）

收稿日期: 2012-07-05 修回日期: 2012-07-25

基金项目: 国家科技支撑计划( 2011BAD13B11)

作者简介: 徐皓( 1962—) ，男，研究员，研究方向: 渔业装备与工程。E-mail: xuhao@ fmiri． ac． cn

我国离岸养殖工程发展策略

徐 皓，江 涛

( 中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所，农业部渔业装备与工程技术重点实验室，上海 200092)

摘要: 发展离岸养殖工程对于保障水产品供给、开发蓝色国土资源、实现海洋水域资源的合理利用与有效开

发具有重大意义。本文阐述了我国网箱养殖工程发展现状和面临的主要问题，介绍了国外在深水抗风浪网

箱和养殖工船方面的研发进展，指出未来离岸养殖工程发展趋势是养殖设施系统大型化、养殖环境生态化、

养殖地域外向化、养殖过程低碳化，提出了我国离岸养殖工程发展战略目标是: 至 2020 年，全面形成面向深

海、合理分布于主权海域的海上水产品养殖生产与流通体系，实现海洋渔业由“捕”向“养”的根本性转变，建

立领先于世界的工业化蓝色农业生产体系。

关键词: 离岸养殖工程; 深水网箱; 养殖工船; 发展策略

doi: doi: 10． 3969 /j． issn． 1007-9580． 2012． 04． 001

中图分类号: S967． 3; S95 文献标识码: A 文章编号: 1007-9580( 2012) 04-001-07

1 社会发展对离岸养殖工程战略需求

随着我国社会经济的发展，食物需求总量将

显著增长，食物消费结构将发生根本变化，水产品

需求总量将显著上升。我国有限的内陆水土资源

将难以担负水产品生产总量持续增长的负荷，开

发蓝色国土资源成为必然。受生态环境恶化、沿

岸工程以及过度捕捞的影响，我国海洋水产生物

资源总体上处于衰竭状态。开发蓝色国土资源，

保障水产品供给必须以发展蓝色农业为核心，即

大力发展水产养殖与放牧型海洋渔业。我国的蓝

色农业还处在初级发展阶段，300 多万平方公里

的海域大多还处在未开发状态，发展蓝色农业的

潜力巨大。

发展蓝色农业，需要发展深海集约化养殖工

程。我国海洋水产品生产总量为 2 797 万 t，占总

量的 52% ，海水养殖产品 1 428 万 t，占水产品总

量的 27%［1］。海水养殖的生产方式以沿岸陆基

养殖、滩涂养殖和内湾普通网箱养殖为主，面向远

海的离岸深水养殖尚处在研究起步阶段。海水养

殖业深受沿岸水域环境影响，养殖条件劣化，品质

安全问题愈显突出，养殖系统的排放问题也为社

会所诟病。发展农牧化蓝色农业，必须远离沿岸

水域，进入深水、远海。为应对远海多变的海洋条

件，需要构建规模化的产业链及安全可靠的生产

设施，以工业化的生产经营方式发展集约化养殖，

包括深海大型网箱设施、大型固定式养殖平台和

大型移动式养殖平台等离岸深海养殖工程［2］。

发展深海集约化养殖设施，需要构建全面适

应海洋工况的深海网箱养殖设施。我国地处太平

洋西部，海域分布与大陆架延伸广阔，沿海海域广

受台风的影响，海洋养殖工况较为恶劣，大风、大

浪和强水流考验着养殖设施的安全。深水网箱养

殖在我国已有十多年的发展历程，在设施构建等

方面有了一定的研究基础。发展深海养殖工程已

具有较好的发展基础，但仍需进一步开发安全可

靠的大型结构设施或养殖平台，完善设施系统与

供给、流通条件，以全面适应海洋工况规模化养殖

生产的需要。

深海大型养殖设施的构建，如同远离大陆的

定居型海岛。在我国与一些周边国家领海纠纷突

出、海岛海域被侵扰的情势下，发展深海大型养殖

设施就是“屯渔戍边”，守望领海，实现海洋水域

资源的合理利用与有效开发。

《渔业现代化》2012 年第 39 卷第 4 期 1

2 我国网箱养殖工程发展现状

海水网箱养殖是 20 世纪 70 年代末，我国南

方海区以暂养出口石斑鱼为目的而发展起来的海

水鱼类养殖新模式，具有单位面积产量高、养殖周

期短、饲料转化率高、养殖对象广、操作管理方便、

劳动效率与集约化程度高、经济效益显著等特点。

随着我国国民经济的高速持续发展和人民生活水

平的不断提高，20 世纪 90 年代以后浅海网箱养

殖发展迅速，1994 年全国网箱达到 16 万只以上，

年产量在 10 万 t 左右，养殖的鱼类品种有 20 余

种，养殖技术逐渐成熟。此后，浅海网箱得以更进

一步发展，并成为我国海水鱼类养殖的主要方式。

至 2010 年，我国浅海普通网箱达 1 722 万 m3

，养

殖产量 32 万 t，分布在沿海各省的内湾水域［1］。

我国于 1998 年引进 HDPE 深水抗风浪重力

式网箱，2000 年以后，国产化大型深水抗风浪网

箱［3］的研发得到了国家与各级政府部门的大力

支持，发展至今，已基本解决了深水抗风浪网箱设

备制造及养殖的关键技术。全国深水网箱养殖达

503 万 m3

，养殖产量 5． 5 万 t

［1］，养殖海区可到达

30 m 等深线的半开放海域，主要养殖鱼类品种有

大黄鱼、鲈鱼、美国红鱼和军曹鱼等 10 余种。

我国对网箱设施的研究，尤其在离岸抗风浪

网箱设施系统方面取得了多方面的技术突破，取

得了一批研究成果。升降式深水网箱养殖系统已

形成了一套比较优化的设计方法与制作工艺，提

高了网箱的抗风浪能力，可承受水流速度超过

1 m /s。在网箱材料选择和性能试验等方面，自主

研发的 HDPE 网箱框架专用管材和 PA( 聚酰胺)

网衣，在主要性能指标和总体性能上都接近或超

过挪威网衣水平。同时开发出包括抗流网囊、网

箱踏板、新型水下监视器、太阳能警示灯、锄头锚、

充塑浮筒、水下清洗机和远程自动投饵样机等配

套装备。

深水网箱设施系统抵抗台风等自然灾害侵袭

能力还很弱，装备性能有待进一步提高。我国近

岸海域水质总体上处于轻度污染，在一些主要的

河口海域，40% 以上为劣Ⅳ类海水。只有设置在

远离海岸、依附岛屿、具有一定规模的深海网箱养

殖，在水质的保障下才有发展的可能。我国深水

网箱的主要结构形式，大体上是引进挪威用于三

文鱼养殖的重力式 HDPE 网箱。主要设置在近岸

湾口或有岛礁作为屏障的半封闭水域，一般可抵

御 0． 5 m /s 以下的水流，在 1 m /s 的水流下将损

失 80% 的养殖容量。每当深水网箱养殖区受到台

风的正面袭击，在浪、流的夹击下，一旦网箱的承受

能力超出极限时，往往损失惨重。可见目前的深水

网箱养殖设施系统还不具备远离陆基，需要研发具

有迈向远海能力的新一代深海大型网箱。

3 我国网箱养殖工程面临的主要问题

3． 1 深海网箱设施构建模式尚未确定

网箱系统装备的构建模式对产业发展具有重

要意义，相关的配套设施如投饵机、网衣清洗机、

换网机械、起捕装置等需要围绕网箱型式进行研

发。我国推广的网箱主要是挪威的 HDPE 网箱和

日本的浮绳式网箱，占深水网箱总数量的 90% 以

上。然而，这两类网箱均属于重力式网箱，依靠配

重维持有效养殖体积，且受配套技术的限制，多数

没有升降功能。因此，在我国尤其是东海区等浪

高流急、台风频发的海域，不能很好地适应［4］，网

箱多数仍布置于 15 m 以内的浅海域，尚不能称为

真正意义上的深海养殖网箱。

3． 2 网箱抗风浪抗流性能及结构安全研究理论

比较落后

从国外引进的网箱在没有得到充分理论和试

验论证的前提下就大范围推广，缺少研究基础，试

验技术和科学理论都比较匮乏。近几年，我国在

网箱的抗风浪和抗流性能研究方面取得了长足进

展，相关研究机构和高校在发展试验技术和相关

理论方面做出了较大贡献，目前已基本突破各类

网箱结构的模型试验技术，实现了重力式 HDPE

网箱的数值模拟［5］。但在其它型式的网箱数值

模拟理论研究方面仍比较落后，技术创新不足。

3． 3 新型专用网箱材料技术仍未突破

我国沿海多数海域浪高流急，应用最广的

HDPE 网箱和浮绳式网箱并不适合我国深海海况

特征，新型网箱结构和网箱材料［6］尚待研发。我

国钢质网箱用钢材的防腐蚀技术多采用喷铝或喷

锌结合环氧漆涂抹技术，防腐性能有限，亟待重点

突破网箱专用材料的防腐蚀技术。

3． 4 配套设施与技术研究依然落后

网箱装备的发展在很大程度上依赖于配套设

2 《渔业现代化》2012 年第 39 卷第 4 期

施的研发，没有配套设施的强力支持，网箱装备无

法推广应用。受产业基础的限制，现有的网箱制

造公司并没有过多的涉及配套装备的研发，也未

能找到合适的配套企业，是我国深海网箱养殖产

业面临的最大问题［7］。

4 国外离岸网箱养殖工程现状与趋势

4． 1 深水网箱

国外深水网箱养殖已有 30 多年的发展经历。

在这期间，以挪威、美国、日本为代表的大型深水

网箱取得极大的成功，引领着海洋养殖设施发展

潮流。近 10 年来，国外深水网箱主要向大型化发

展，如挪威大量使用的重力式全浮网箱，通常网箱

外圆周长 80 ～ 100 m，最大周长达 120 m，网深

40 m，每箱可产鱼 200 t。美国的碟形网箱［8］采用

钢结构柔性混合制造主架，周长约 80 m，容积约

300 m3

，其最大特点是抗流能力强，在 1． 0 ～ 1． 5

m /s 海流冲击下箱体不变形。

日本的浮绳式网箱由绳索、浮桶、网囊等组

成，最大特点是全柔性，随波浪波动，网箱体积

大［9］。除此之外，还有适用于近岸海湾的浮柱锚

拉式网箱和适用于远海的强力浮式网箱［10］、钢架

结构浮式海洋养殖“池塘”，以及张力框架网箱和

方形组合网箱等。挪威深水网箱自动化、产业化

程度高，配套设施齐备，有完善的集约化养殖技术

和网箱维护与服务体系。

以色列的网箱养殖业也很发达，海水养殖产

量的 90% 来自于网箱养殖。采用的网箱多为周

长 40 m 和50 m 的 PE 圆形重力式网箱，单网箱养

殖水体 1 000 ～ 2 000 m3

。为发展地中海网箱养

殖，以色列开发了一种抗风浪养殖网箱系统，采用

的主要技术是柔性框架结构、单点锚泊和可升降

技术。该网箱系统可设置于水深 60 m 的开放式

海域，抵御 15 m 波高的风浪袭击［11］。网箱养殖

多功能工作船上配备有饵料加工和气力输送集中

供饵系统。

4． 2 养殖工船

法国在布雷斯特北部的布列塔尼海岸与挪威

合作建成了一艘长 270 m 的养鱼工船． 总排水量

10 万 t。有 70 000 m3 养鱼水体，用电脑控制养

鱼，每天从 20 m 深处换水 150 t，定员 10 人。年

产鲑鱼 3 000 t，占全国年进口数量 15% ，相当于

10 艘捕捞渔船的产量。

欧洲渔业委员会建造的半潜式工船，船长

189 m、宽 56 m，主甲板高 47 m，航速 8 节。该船

为双甲板，中间是种鱼暂养池，甲板上为鱼的繁殖

生长区，甲板下的船舱有 3 个贮存箱为幼鱼养殖

池，在船的中前部还有一个半沉式水下网箱用来

暂养成鱼。该船可去金枪鱼渔场接运活捕的金枪

鱼 400 t，运往日本销售或在船上加工，也可去产

卵区捕野生金枪鱼幼鱼，转运至适宜地肥育，年产

量 700 ～ 1 200 t。该船设置养殖网箱 12 万 m3

，养

殖密度 ＜ 4． 2 kg /m3

。

西班牙的养鱼工船，兼孵化与养殖双重功能，

可养 300 t 每尾 4 kg 左右的亲鱼，其中 200 t 放养

在 6 万 m3 的水下箱中，100 t 分养在控温的 50 t

箱中。船体结构为双甲板，箱中有封闭式循环过

滤海水系统。日本长崎县的“蓝海号”养鱼工船，

4． 7 万 t，船长 110 m、宽 32 m，能抗 12． 8 m 海浪，

10 个鱼舱共 4 662 m3

，投鱼种 2 万尾，年产 量

100 t。

4． 3 发展趋势

近年来国外网箱装备工程技术进展主要表现

为:

( 1) 网箱容积日趋大型化: 挪威的 HDPE 网

箱现已发展到最大容积达到 2 万 m3 以上，单个网

箱产量可达 250 t，大大降低了单位体积水域养殖

成本。( 2) 抗风浪能力增强: 各国开发的深海网

箱抗风浪能力普遍达 5 ～ 10 m 以上，抗水流能力

也均超过 1 m /s; 在抗变形方面，美国的 SeaStation

网箱在流速大于 1 m /s 的水流中，其有效容积率

仍可保持在 90% 以上。( 3) 新材料新技术广泛应

用: 在结构上采用了 HDPE、轻型高强度铝合金和

特制不锈钢等新材料，并采取了各种抗腐蚀、抗老

化技术和高效无毒的防污损技术措施，极大地改

善了网箱的整体结构强度，使网箱的使用寿命得

以成倍延长。( 4) 自动化程度高: 网箱的自动化

养殖管理技术得到快 速发展，如 瑞 典 的

FarmOcean 网箱可完全不需人工操作。( 5) 注重

环境保护: 运用系统工程方法将网箱及其所处环

境作为一个系统进行研究，尽量减少网箱养殖对

环境的污染和影响。( 6) 大力发展网箱配套装置

和技术: 已成功开发了各类多功能工作船［12］、各

种自动监测仪器［13］、自动喂饲系统［14］及其它相

《渔业现代化》2012 年第 39 卷第 4 期 3

关配套设备［15］，形成了完整的配套工业及成熟的

深海网箱养殖运作管理模式［16］。

5 未来离岸养殖工程发展趋势

( 1) 养殖设施系统大型化。规模化生产是深

海网箱养殖发展的必由之路，大型化则是规模化

生产为提高生产效率对设施装备的必然要求。国

外先进的网箱养殖生产系统，网箱设施已达到相

当的规模。随着我国深水网箱产业的发展、产业

生产规模的不断扩大，大型网箱养殖设施及配套

系统将成为产业发展之必需。

( 2) 养殖环境生态化。养殖生产对生态环境

的负面影响［17］已越来越为社会所关注，普通网箱

养殖产业的发展已受到制约，深水网箱的问题会

随着产业规模的扩大而逐渐显现［18］，增强网箱养

殖设施系统对环境生态的调控功能，将成为兼有

渔业资源修复功能的系统工程，并对消减近海海

域富营养化发挥积极作用。

( 3) 养殖地域向外海发展。当海洋的自然生

产力不能满足人类增长与发展的需要，海洋生产

力必然由“狩猎文明”———海洋捕捞，向“农耕文

明”———海洋养殖［19］转移。海洋养殖的主要领域

在广阔的外海，网箱养殖是海洋养殖的主要单元，

网箱养殖设施系统需要具有向外海发展的能

力［20］。

( 4) 养殖过程低碳化［21］。充分利用 20 年来

的创新技术，采用风能、太阳能、潮流能和波浪能

技术，高效利用洁净、绿色、可再生能源，摆脱网箱

动力源完全依赖采用石油作为燃料的困境，实现

网箱生态、环保养殖。

6 我国离岸养殖工程发展战略定位、目标

与重点

6． 1 战略定位

离开沿岸水域，进入深海，构建“安全、高效、

生态”的规模化养殖生产平台及物流通道，是我

国深海网箱( 养殖设施) 发展的基本战略定位。

我国沿岸海域水质因受大陆沿海经济发展的影响

而持续劣化，对养殖产品的优质与安全要求构成

日益严重的威胁。养殖生产自身的富营养物质排

放更加剧了环境水域的恶化。养殖设施必须离开

内湾，走出沿岸水域，离开沿岸富营养化水域，进

入深海，充分利用深海水域优质的水资源，发展养

殖生产，耕耘蓝色国土，培育新型产业。设施装备

安全可靠、能全面适应海洋工况的特殊要求、保障

人身安全及创造适宜的生产环境，是深海养殖网

箱( 设施) 构建的基本要求。完善的养殖生产与

流通体系、相当的生产规模、完备的机械化信息化

装备系统［22］及工业化管理模式、实现高效生产和

提升生产效益，是深海养殖网箱( 设施) 发展的主

要方向与重点。创造良好的养殖生境、控制病害、

实现生态化养殖与环境友好，是深海网箱( 设施)

可持续发展的基本定位。

6． 2 发展思路

( 1) 优化现有网箱设施，构建深水生态工程

化网箱设施系统。进一步研究与优化现有 HDPE

重力式深水网箱设施的箱体沉降［23］、箱形抗流和

锚泊构筑性能，使深水网箱具备走出湾区、走入深

海的能力; 研发新型沉式深水网箱［24］; 结合人工

鱼礁、海底人工藻场构建技术［25］，建立区域性海

流可控、自净能力增强、牧养结合的生态工程化海

洋牧场［26］。

( 2) 构建深海养殖基站，发展新型抗风浪网

箱。开发远海岛屿，利用原海洋钻井平台，建立深

海养殖基站; 研发具有深海抗风浪及抵御特殊海

况性能的新型抗风浪网箱，构建以海洋基站为核

心的规模化网箱设施养殖系统。

( 3) 研发大型养鱼工船，构建游弋式海上渔

业平台。以老旧大型船舶为平台，变船舱为养殖

水舱，变甲板为辅助车间，成为具有游弋功能、能

在适宜水温和水质条件海区开展养殖生产、可躲

避恶劣海况与海域污染的大型海上养鱼工厂［27］，

并成为远海渔业生产的补给、流通基地。

( 4) 研发机械化、信息化海上养殖装备与专

业化辅助船舶，提高生产效率，保障养殖生产。针

对海上规模化安全、高效养殖生产的要求，研发起

网、投饵、起捕、分级等机械化作业装备及数字化

控制系统，构建具备生产控制、环境预报、科学管

理等功能的信息系统; 研发燃油、淡水、食物供给

以及活鱼运输专业辅助船，为远海养殖生产提供

保障。

6． 3 战略目标

针对我国远海海域区域性特点以及渔业发展

4 《渔业现代化》2012 年第 39 卷第 4 期

要求，加强科技创新与装备研发，建立积极的扶持

政策与财政专项，引导大型企业介入海洋渔业，逐

步推进，形成工业化的海上养殖生产。在近海开

放性海域，充分利用现有岛礁环境，构建一批集深

水网箱、人工鱼礁、海底藻场为一体的生态工程化

海洋牧场，达到以修复区域性水域生态环境为前

提的网箱养殖生产效应。在远海海域利用岛礁或

原钻井平台建立深海养殖基站，发展一批大型养

殖网箱，开展以区域性特定品种为主的规模化养

殖生产。利用老旧大型船舶，改造一批集成鱼养

殖、苗种繁育、饲料加工、捕捞渔船补给及渔获物

冷藏冷冻等功能为一体的大型海上养鱼工船，在

南方及北方海区“逐水而泊”，利用最佳水温与水

质条件，发展南方温水性鱼类及北方冷水性鱼类

规模化养殖平台。至 2020 年，全面形成面向深

海、合理分布于主权海域的海上水产品养殖生产

与流通体系，实现海洋渔业由“捕”向“养”的根本

性转变，建立领先于世界的工业化蓝色农业生产

体系。

7 战略任务与重点

( 1) 加强技术创新与系统集成研究，构建近

海生态工程化网箱设施系统。重点以近海海域生

态保护与修复为前提，通过网箱结构的技术创新

以及网箱设施系统与人工鱼礁、海底藻场的系统

集成，建立近海生态工程化海洋牧场构建与网箱

养殖生产技术体系，逐步完善并形成适合于不同

海洋环境与养殖生产要求的系统模式，在沿岸近

海开放性海域合理分布，形成一定规模的近岸蓝

色农业产业带。

( 2) 应用现代海洋工程技术，研发大型深海

网箱，构建海上养殖基站。针对我国沿海海域海

况特点，以现代海洋工程技术为支撑，远离近岸富

营养化水域，发展离岸养殖设施，通过研发大型深

海网箱，以南海、东海海域为重点，构建依托原钻

井平台或适宜岛屿的海上养殖基站，形成具有开

发海域资源、守护海疆功能的渔业生产基地。

( 3) 结合现代船舶工程技术，研发大型海上

养殖工船，构建游弋式海洋渔业生产与流通平台。

以现代船舶工业技术为支撑，应用陆基工厂化养

殖技术，研发具有游弋功能，能获取优质、适宜海

水，可躲避恶劣海况与水域环境污染，在海上开展

集约化生产的养鱼工船，并以南海海域资源开发、

海疆守护为重点，在养鱼工船的基础上，形成兼有

捕捞渔船渔获中转、物资补给、海上初加工等功能

的游弋式海洋渔业生产平台。

8 科技发展策略

8． 1 发展战略

按照进入深海，构建符合“安全、高效、生态”

要求，开展集约化、规模化海上养殖生产体系的发

展定位，以近海生态工程化网箱设施系统、深海网

箱养殖基站、海上养鱼工船为重点，通过技术研发

与集成创新，提升深水抗风浪网箱设施的整体性

能，形成开放性海域深水网箱设施生态工程化构

建技术体系; 突破深海大型网箱设施结构工程技

术，形成深海养殖基站构建技术体系; 研发专业化

游弋式 海 上 养 殖 平 台，建立养鱼工船技术体

系［28］; 研发机械化、信息化关键装备，形成为海上

集约化、规模化养殖全面配套的装备技术［29］。通

过集成示范，不断完善技术体系，构建技术规范，

形成较为完善的深海养殖设施技术体系与装备配

套企业群，不断推进海上养殖设施向深水、远海发

展( 图 1) 。

8． 2 发展重点

( 1) 深水网箱结构优化与养殖环境生态工程

化构建。围绕开放性海域网箱设施生态工程化模

式构建，通过关键技术研究与集成创新，优化重力

式网箱框架、锚泊与箱形结构，研发新型沉式网箱

设施，提高设施抗风浪与箱形抗水流性能; 构建网

箱―鱼礁复合养殖生产与环境修复渔业模式，集

成机械化装备与高效健康养殖技术，形成网箱养

殖与环境修复核心示范区。

( 2) 大型深海网箱设施研发。针对深海海域

海况条件，开发设施结构可靠、便于操作的大型网

箱设施，以及高效监控操作装备，利用岛礁或原钻

井平台，探索建立深海养殖基站，建立生产模式。

( 3) 养鱼工船系统化构建。集成陆基工厂化

养殖系统构建技术，研发利用船舱进行高密度集

约化养殖、能获取优良水质与适宜水温、具有相当

抗风浪和游弋能力的专业化养殖渔船及其生产管

理机械化装备，建立试验型生产系统，逐步形成系

统化生产模式。

《渔业现代化》2012 年第 39 卷第 4 期 5

图 1 我国离岸养殖工程发展策略

Fig． 1 Development strategy of offshore aquaculture engineering in China

□

参考文献

［1］农业部渔业局． 中国渔业年鉴 2011［M］． 北京: 中国农业出版

社，2011: 35．

［2］CLAYTON GILL． Future aquaculture: Open-ocean farming［J］．

Feed International，2006，27( 3) : 6-8．

［3］关长涛，林德芳，杨长厚，等． HDPE 双管圆形深海抗风浪网

箱的研制［J］． 海洋水产研究，2005，26( 1) : 61-67．

［4］唐东东，刘庆升． 台风凸显海南深海网箱系统隐患［J］． 海洋

与渔业: 水产前沿，2011( 11) : 34-35．

［5］万荣，何鑫． 一种适用于网箱耐流特性有限元分析的网目群

化方法［J］． 中国海洋大学学报，2007，37( 6) : 885-888．

［6］关长涛，林德芳，鲁伟，等． 网箱网衣防污涂料的对比试验研

究［J］． 海洋水产研究，2003，24( 2) : 51-58．

［7］徐皓，张建华，丁建乐，等． 国内外渔业装备与工程技术研究

进展综述［J］． 渔业现代化，2010，37( 2) : 1-8．

［8］HELSLEY C E，KIM J W． Mixing downstream of a submerged

fish cage: a numerical study［J］． IEEE Journal of Oceanic

Engineering，2005，1( 30) : 12-19．

［9］王如芳，崔敏． 近海浮绳式网箱系统的制作材料和方法［J］．

海洋渔业，2000( 1-4) : 171-172。

［10］LARS H，JOHAN O． Semi-Submersible Offshore Cages［J］．

Bulletin of the Aquaculture Association of Canada，2005( 10) :

27-30．

［11］李励年． 以色列开发新型深水网箱［J］． 海洋渔业信息，2004

( 10) : 31．

［12］秋爽． 全聚乙烯养殖工作船［J］． 国际渔业，2001( 10) : 33．

［13］刘丽珍，石晓天． 深水抗风浪网箱监测系统研制方案的探讨

［J］． 海洋渔业，2007，29( 1) : 90-94．

［14］易力，陈万光，汪洋． 现代化养殖中配合饲料投喂技术［J］．

中国水产，2006( 3) : 64-65．

［15］宋玉刚，郑雄胜． 深海网箱网衣清洗系统设计研究［J］． 机械

研究与应用，2012，25( 2) : 41-43．

［16］胡保友，杨新华． 国内外深海养殖网箱现状及发展趋势［J］．

硅谷，2008( 10) : 28-29．

［17］林修仁，胡锡钢． 象山港养殖生态和网箱养鱼的养殖容量研

究与评价［M］． 北京: 海洋出版社，2002: 85-111．

［18］ Food ＆ water watch． Disasters in Ocean Aquaculture［EB/

OL］． ［2009-12-04］． http: / /www． foodandwaterwatch． org /

factsheet /disasters-in-ocean-aquaculture /

［19］李波，宋金超． 海洋牧场: 未来海洋养殖业的发展出路［J］．

吉林农业: 学术版，2011( 4) : 3．

［20］ LANGAN， RICHARD． Technology Needs for Improved

Operational Efficiency of Open Ocean Cage Culture［J］． Marine

Technology Society Journal，2010，44( 3) : 47-54．

6 《渔业现代化》2012 年第 39 卷第 4 期

［21］史兆光，单新静． 海洋资源可持续开发与环境保护的低碳发

展模式［J］． 南京林业大学学报: 人文社会科学版，2011，11

( 1) : 51-55．

［22］张小康，许肖梅，彭阳明，等． 集中式深水网箱群鱼群活动状

态远程监测系统［J］． 农业机械学报，2012，43( 6) : 178-182，

187．

［23］黄滨，关长涛，崔勇，等． 国产 HDPE 升降式深水网箱下沉关

键技术的研究［J］． 渔业科学进展，2009，30( 5) : 102-107．

［24］谌志新，周江，于文松． 多层结构鲆鲽鱼类沉式抗风浪网箱

养殖试验［J］． 中国水产，2007( 7) : 70-71．

［25］李美真，詹冬梅，丁刚，等． 人工藻场的生态作用、研究现状

及可行性分析［J］． 渔业现代化，2007，34( 1) : 20-22．

［26］ L H Q，XU J Z，HAEGEN G V． Supplementing Marine

Capture Fisheries in the East China Sea: Sea Ranching of

Prawn Penaeus orientalis，Restocking of Large Yellow Croaker

Pseudosciaena crocea，and Cage Culture［J］． Reviews in

Fisheries Science，2008，16( 1-3) : 366-376．

［27］HELVARG D． Farming ’s New Wave—Popular Mechanics

Feature［EB/OL］．［2005-08-00］． http: / /www． bluefront． org /

wordpress/ ? p = 412

［28］丁永良． 海上工业化养鱼［J］． 渔业现代信息，2006，21( 3) : 4-6．

［29］ DE BARTOLOM F，MNDEZ A． The tuna offshore unit:

concept and operation［J］． Oceanic Engineering，2005，30

( 1) : 20-27．

Development strategy of offshore aquaculture engineering in China

XU Hao，JIANG Tao

( Fishery Machinery and Instrument Research Institute，Chinese Academy of Fisheries

Sciences; Key Laboratory of Fishery Equipment and Engineering，

Ministry of Agriculture，Shanghai 200092，China )

Abstract: To develop offshore aquaculture engineering is great significant for securing aquatic products supply，

developing blue land resources，achieving the optimal use and efficient development of marine water area

resources． This paper described the development status and existing main problems of the fish cage farming

engineering in China，introduced the research and development progress in the field of offshore anti-wave cage

and aquaculture working vessel in foreign countries，and pointed out that the development trends of offshore

aquaculture engineering is scale up of aquaculture facilities system，ecologicalization of the aquaculture

environment，externalization of the farming area，and low-carbon of the aquaculture operation． It presented the

strategic objectives of offshore aquaculture engineering development in China: till 2020，a marine aquaculture

production and circulation system of aquatic products，which engaged in offshore sea waters and suitably

distributed within the sovereign waters，will be fully formed; the fundamental transition which shifts from

catching to farming in marine fishery industry will be achieved; the blue agriculture production system that

lead in the world will be established．

Key words: offshore aquaculture engineering; offshore cage; aquaculture working vessel; development

檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿

strategy

欢迎订阅 2013 年《渔业现代化》

《渔业现代化》杂志以水产养殖工程和渔业装备为专业特色，重点报道渔业水体净化技术、工厂化

循环水养殖系统、池塘生态养殖工程，以及各类新型渔业机械及其应用。

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与营养，渔业资源与环境，渔业装备开发与应用，海洋渔业工程，渔业节能减排，国内外渔业科技进展等。

本刊为双月刊，大 16 开，80 页，每期定价 6 元，全年 36 元。全国各地邮局均可订阅，也可直接汇款

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国内刊号: CN 31 － 1737 /S，邮发代号: 4 － 230

《渔业现代化》2012 年第 39 卷第 4 期 7

第 ４９ 卷第 ５ 期 渔 业 现 代 化 Ｖｏｌ．４９ Ｎｏ．５

２０２２ 年 １０ 月 ＦＩＳＨＥＲＹ ＭＯＤＥＲＮＩＺＡＴＩＯＮ Ｏｃｔ．２０２２

ＤＯＩ：１０．３９６９ ／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００７⁃９５８０．２０２２．０５．００１

收稿日期：２０２２⁃０７⁃２０

基金项目：工业和信息化部高技术船舶科研项目“可移动式养殖工船工程开发及关键系统研制” （工信部装函［２０１９］３６０ 号）；中国水产

科学研究院基本业务费（２０２１ＧＨ０４）；山东省支持青岛海洋科学与技术试点国家实验室重大科技专项（２０１８ＳＤＫＪ０３０１）

作者简介：刘晃（１９７３—），男，研究员，研究方向：水产养殖工程和渔业发展战略。 Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｌｉｕｈｕａｎｇ＠ ｆｍｉｒｉ．ａｃ．ｃｎ

封闭式养殖工船研发历程回顾

刘 晃１， ３

，徐 皓１， ３

，庄志猛２，３

（１ 中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所，上海 ２０００９２；

２ 中国水产科学研究院黄海水产研究所，青岛 ２６６０７１；

３ 青岛海洋科学与技术试点国家实验室，青岛 ２６６２３７）

摘要：封闭式养殖工船是具有自主航行功能的海上封闭式养殖系统，也是一种综合的海上渔业生产平台，其

生产功能以深远海封闭式“船载舱养”为主体，兼具水产品初加工与储运功能。 文章回顾了大型封闭式养殖

工船研发历经的孕育构想、积极探索和创新研发三个阶段，总结了研发过程中采取的以工业化理念构建现代

水产养殖新模式、注重现代装备技术与水产养殖技术的深度融合、加强相关研究成果的专利战略布局等经验

做法。 中国大型封闭式养殖工船经历了 ３０ 多年的探索研发，终于从梦想变成为现实，其具有封闭式养殖，环

境可控，是高质量绿色养殖方式；游弋式养殖，可充分利用自然条件，是高效的生产模式；大型化发展，发挥规

模经济效益，构建综合生产平台等技术特点。 未来，围绕养殖工船将形成渔业航母船队，搭建深远海养殖全

流程、全周期、全链条的养殖体系，实现海水养殖走向深蓝。

关键词：海洋渔业；海水养殖；养殖工船；船载舱养；封闭式养殖

中图分类号：Ｓ９５３．４ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００７⁃９５８０（２０２２）０５⁃０００１⁃００７

水产养殖为人们提供了品种丰富、质量优良

的水产品，已经成为应对粮食安全及优质动物蛋

白保障供给的重要发展方向。 与牛、猪和禽类养

殖相比，鱼类养殖具有更高的蛋白转化效率，其饲

料转化率分别约为牛、猪和禽类的 ６ 倍、３ 倍和

１. ５ 倍［１］

。 目前，中国的海水养殖主要集中于沿

岸近海，由于养殖密度过大、病害频发和环境恶化

等问题，生存空间受到严重挤压，走向深远海，拓

展新空间，发展绿色工业化养殖已经成为必然趋

势［２］

。 深远海有广阔空间和优质水源，发展潜力

巨大，据估算中国在深远海适合鱼类养殖的面积

有 ７ 万多 ｋｍ

２

，几乎未进行任何的开发利用。 如

果在这些海域开展鱼类养殖，年产量可达 ３ ９００

万 ｔ

［３］

。 深远海养殖已然成为当下发展热点，科

技创新与产业化发展较为快速，以大型桁架类网

箱、养殖工船等为代表的各种类型的大型养殖设

施竞相投入产业化应用探索，深远海养殖设施的

工业化水平得到显著提高，有望加快深远海养殖

产业化发展［４］

。 封闭式养殖工船是具有自主航

行功能的海上封闭式养殖系统 （ ｆｌｏａｔｉｎｇ ｃｌｏｓｅｄ

ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｓｙｓｔｅｍｓ，ＦＣＡＳ），也是一种综合的海上

渔业生产平台，其生产功能以深远海封闭式“船

载舱养”为主体，兼具水产品初加工与储运功能，

既可以根据季节的变化，选择水温适宜的锚泊海

域，也可主动躲避超强台风的正面袭击或赤潮等

自然灾害，能有效解决长期困扰传统开放式网箱

养殖“听天由命”的痛点，可以将海水养殖从近岸

推向深远海。

养殖工船的构想和雏形大致可以追溯到 ２０

世纪 ７０ 年代，中国水产科学研究院黄海水产研究

所雷霁霖院士在构想“未来海洋牧场” 建设蓝图

中提出了海上养鱼工厂的初步设想和愿景［５］

。

历经反复的探索研究，直到 ２０２２ 年 ５ 月 ２０ 日全

球首艘 １０ 万吨级智慧渔业大型封闭式养殖工船

“国信 １ 号”正式交付运营，一个标志性的阶段成

果，让养殖工船从梦想变成为现实，开启了海水养

殖走向深蓝的产业化进程。 封闭式养殖工船还可

以与深远海养殖网箱、陆上工厂化养殖设施相结

渔 业 现 代 化 ２０２２ 年

合，形成效率最大化的陆海接力养殖方式；与捕捞

渔船组成“渔业航母船队”，在远离大陆的远海、

公海开展渔业综合生产，形成“ 养⁃捕⁃加”一体

化、“海⁃岛⁃陆”相联动的新型渔业生产模式。 围

绕养殖工船形成的渔业航母船队，将搭建深远海

养殖全流程、全周期、全链条的养殖体系，极大优

化水产养殖生产结构和作业维度，提升中国深远

海渔业资源利用能级，通过“以养为主”来建设真

正的“深蓝粮仓”，实现向大海要优质蛋白，可为

保障中国粮食安全和生态安全贡献力量。 养殖船

队还可驻守在边远海疆，极大提高区域存在感和

态势感知能力，对于维护国家海洋战略利益和海

洋安全具有深远意义。 养殖工船也可以作为大国

名片，走出国门践行海洋命运共同体的理念，以海

洋联通世界，通过和平、发展、合作、共赢方式，扎

扎实实推进海洋强国建设。

未来，封闭式养殖工船的发展前景广阔，本研

究主要回顾了封闭式养殖工船的发展历程，归纳

了其主要技术特点，并总结了研究进展的主要经

验，旨在为封闭式养殖工船的健康可持续发展提

供借鉴。

１ 发展历程

１．１ 孕育构想阶段

２０ 世纪 ９０ 年代到 ２１ 世纪前叶的近 ２０ 年期

间，世界水产养殖把发展的目光转到公海大洋，提

出了一种全新的现代化养殖产业———海上工业化

养鱼，并提出了基于船舶平台养殖的大型养殖工

船的概念［６］

。 欧美渔业发达国家先后提出了养

殖工船设计方案，围绕工船结构、养殖系统、养殖

方式等方面开展积极探索研究。 如西班牙的 ｄｅ

Ｂａｒｔｏｌｏｍé 等［７］提出了一种游弋式金枪鱼养殖工

船（Ｔｈｅ Ｔｕｎａ Ｏｆｆｓｈｏｒｅ Ｕｎｉｔ）的创意性设想，设计了

一艘船长 １８９ ｍ、宽 ５６ ｍ、航速 ８ ｋｎ 的半潜式养

殖工船，养殖舱底可打开，以刚性网箱扩展养殖空

间，养殖水体最大可达 １９５ ０００ ｍ

３

，据称该工船可

航行至地中海、几内亚湾、澳大利亚等海域的渔场

接运活捕金枪鱼幼鱼，在 １０ 个月内将蓝鳍金枪鱼

养成，最后到达日本海域出售。 荷兰农村和农业

系统创新网络（ Ｉｎｎｏｖａｔｉｅ Ｎｅｔｗｅｒｋ） 发布了船载养

殖可行性研究报告［８］

，提出了 Ｉｎｎｏｆｉｓｋ 养殖工船

的概念，围绕大西洋鲑孵化、繁育、养成与加工，开

展了船载养殖的经济可行性分析，结果表明开展

船载幼鱼繁育是可行的，年产量要在 １ ０００ ｔ 以上

才具有经济可行性，适宜的养殖密度为 ２０ ｋｇ ／ ｍ

３

左右。 但是，由于欧美发达国家海洋捕捞资源较

为丰富，缺乏大规模发展水产养殖的动力，这些研

究大多仅停留在概念设计和可行性研究阶段。

中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所丁

永良研究员长期跟踪海上工业化养鱼研发进程，

并梳理总结提出了养殖工船的概念，并指出养殖

工船需要构建全过程“完全养殖”，自成体系“独

立生产”，要实现机械化、自动化、信息化，以及需

要注重“结合旅游” “绿色食品” “全年生产” “后

勤保障” 等技术方向［６］

，为中国封闭式养殖工船

技术研发构建了基本的体系框架。

１．２ 积极探索阶段

国际 海 事 组 织 （ ＩＭＯ） 于 ２００３ 年 通 过 了

ＭＡＲＰＯＬ７３ ／ ７８ 防污公约附则Ⅰ修正案，为淘汰

单壳油轮制定了时间表［９］

。 因此，有大量的单壳

油轮将被淘汰，在此背景之下，养殖工船再度进入

业界视野。 欧洲国家开展了养殖工船的可行性试

验验证，土耳其 Ｄｅｎｉｚｓａｎ 航运公司将一艘船长

１５３．３３ ｍ、宽２２．８ ｍ、型深１２．５ ｍ，载重吨 １９ ０３０ ｔ 的

散货船改造成养殖工船，设有 １２ 个养鱼舱和 ５ 台

海水泵，配备了投饲、增氧、进排水管、照明等设备

以及水温、ｐＨ、水位和流速等测试仪器，开展了虹

鳟的养殖试验，初始平均体质量为 ２５±２．７ ｇ，１１

个月后达 ３．７±０．４ ｋｇ，饲料系数、特定生长率和养

殖密度分别为 １．１±０．１、１．５１±０．３％ ／ ｄ 和 １０１±２．１

ｋｇ ／ ｍ

３［１０］

。 挪威 Ｍｏｏｄ Ｈａｒｖｅｓｔ 公司提出了 ＦＭＰＨ

（Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｍａｒｉｎｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ & Ｈａｒｖｅｓｔ） 海上浮式

生产平台设计方案，将载重吨 １５０ ０００ ｔ 的旧船改造

后开展大西洋鲑循环水养殖，养殖密度可达 ６０ ｋｇ ／

ｍ

３

，年生产量将达到 １０ ０００～１５ ０００ ｔ

［１１］

。 航运界传

奇人物挪威的 Ｊｏｈｎ Ｆｒｅｄｒｉｓｋｓｅｎ 在 ２０１６ 年希腊海

事展上提出将致力于散货船改装成养殖工船的研

发和推广思路［１２］

。 挪威 Ｍａｒｉｎｅ Ｈａｒｖｅｓｔ 公司作为

世界最大的大西洋鲑生产商，也有计划利用废旧

的巴拿马型散装船改造后开展大西洋鲑养殖［１３］

。

中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所于

２０１２ 年立项开展利用油轮改建养殖工船的可行

性研究，提出了 １０ 万吨级阿芙拉型油轮的养殖工

船改建方案，设计养殖水体 ７５ ０００ ｍ

３

，可以形成

２

第 ５ 期 刘晃等：封闭式养殖工船研发历程回顾

年产 ４ ０００ ｔ 以上海水鱼的养殖能力，并创新研发

了一种船载海洋养殖系统，可以选择在水温合适、

水质优良的海域进行养殖，还可以应急躲避台风，

降低养殖风险［１４］

。 依托上海市创新行动计划“大

型海上渔业综合服务平台总体技术研究（２０１５—

２０１７）”项目，开展了大型养殖工船系统功能与总

体设计、安全保障和综合性能优化等关键技术研

究，完成了国内首艘具备自航能力，集养殖、繁育、

加工、物流补给等多功能于一体的 １０ 万吨级大型

游弋式渔业综合生产平台的工程化总体技术方

案［１５］

。 依托青岛海洋科学与技术试点国家实验

室鳌山创新计划课题，完成了 ３ ０００ 吨级科研示

范养殖工船“鲁岚渔 ６１６９９”的研制改造，并开展

了部分功能性试验验证［１６］

。 在这期间，围绕养殖

工船总体研究和系统构建等方向进行了不断地探

索和尝试，形成了具有自主知识产权的集养殖、繁

育、加工、物流补给等多功能于一体的规模化养殖

工船技术方案，还先后为企业完成了 １０ 万、２０ 万

和 ３０ 万吨级等系列旧船改造养殖工船的可行性

研究［１７⁃１８］

。

１．３ 创新研发阶段

近 １０ 年来，以挪威为代表的大西洋鲑网箱养

殖生产国，深受海虱（Ｓｅａ ｌｉｃｅ）病害的伤害和环境

养殖容量的限制，走出近岸峡湾，走向深远海开放

水域成为必然选择。 在挪威政府 ２０１５ 年开始实

施的创新许可证计划（Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｌｉｃｅｎｓｅｓ）的刺

激下，集养殖生产各环节为一体的大型深远海养

殖平台成为研发热点［１９］

。 挪威 ＮＳＫ 船舶设计公

司为 Ｎｏｒｄｌａｋｓ Ｏｐｐｄｒｅｔｔ 养殖公司设计，中国烟台

来福士公司建造了具有移动推进装置的“Ｈａｖｆａｒｍ

１”养殖工船，该工船长 ３８５ ｍ、宽 ５９ ｍ、高 ６５ ｍ，

拥有 ６ 个养殖网箱，养殖水体达 ４００ ０００ ｍ

３

，还配

备了鱼苗输送、饲料投喂、水下增氧、死鱼回收、成

鱼收获等养殖装备，将锚泊在离岸开放海域开展

生产，可养殖 １０ ０００ ｔ 大西洋鲑［２０⁃２１］

。 为更好地

解决表层海水寄生虫病害、防止网衣损坏导致养

殖物种逃逸等产业制约性问题， 挪威 Ｅｉｄｓｆｊｏｒｄ

Ｓｊøｆａｒｍ 公司研发的 Ｅｉｄｓｆｊｏｒｄ Ｇｉａｎｔ 封闭式养殖工

船于 ２０２１ 年获得了挪威政府颁发的创新许可证。

该工船长 ２７０ ｍ、宽 ４１ ｍ，具有 ６ 个密闭式养殖

舱，养殖总水体 ６９ ０００ｍ

３

，采用水泵抽取下层海

水，并可以根据需要调整取水深度，由水泵抽取的

海水经过滤器后注入养殖舱，能有效将海虱阻挡

在外，计划将大西洋鲑养到 ２～ ２．５ ｋｇ 后再转移至

网箱养成，预期产能将达到 ５ ０００ ｔ 以上［２２］

。

同一时期，中国也瞄准了深远海养殖产业发

展态势，中国工程院先后启动实施了“中国水产

养殖业可持续发展战略研究（２００９—２０１３）” “水

产养殖业‘十三五’规划战略研究（２０１４—２０１６）”

“现代海水养殖新技术、新方式和新空间发展战

略研究（２０１５—２０１６）” 以及“水产健康养殖发展

战略研究（２０１６—２０１７）” 等多项重大、重点咨询

研究课题［２３］

，围绕深远海养殖，提出了大型养殖

工船发展策略［２４⁃２５］

。 ２０１４ 年底原农业部在北京

召开了深远海大型养殖平台构建研讨会，深入讨

论了发展深远海养殖的重大意义、海上养殖功能

区装备研发以及如何完善辅助功能设施建设

等［２６］

。 青岛海洋科学与技术试点国家实验室启

动了 “ 深 蓝 渔 业 技 术 创 新 工 程 专 项 （ ２０１８—

２０２１）”，开展了养殖工船自航及系泊工况下的耐

波性能研究，构建了广义单点锚泊系统，建立平台

单点锚泊安全评价方法［２７⁃２８］

，分析了养殖工船动

力系统的合理配置，结合养殖工船工况特点，获取

动力系统最佳配置方案［２９⁃３０］

。 研发了船载舱养

结构、智能装备和养殖工船基本船型，提出了以黄

条鰤、大菱鲆、大西洋鲑等为养殖对象的工船养殖

模式，突破了养殖舱流场特性及液面制荡、旋流集

污技术，提出“纵向隔板，横向隔舱” 船载适渔性

舱养结构，形成了一批以“船载舱养”技术为核心

内容的自主知识产权［３１⁃３２］

。 受青岛国信集团委

托，中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所承

担了 １０ 万吨级大型养殖工船“国信 １ 号”的总体

设计任务，同时开展了 ５ ０００ 吨级中试船“国信

１０１”的改装设计和大黄鱼船载舱养中试试验，通

过两个生长期的养殖试验，实现了大黄鱼集约化

船载舱养，养殖密度达到 ２０ ｋｇ ／ ｍ

３

，养成存活率

达到 ９５％以上，生长性能明显优于传统网箱养

殖［３３］

。 ２０２２ 年 ５ 月，全球首艘 １０ 万吨级大型养

殖工船“国信 １ 号”交付运营，标志着可以适应无

限航区要求的海上工业化养殖的开端。 该工船投

资 ４．５ 亿元，总长 ２４９．９ ｍ、型宽 ４５ ｍ、型深 ２１．５

ｍ，载重量约 １００ ０００ ｔ ，满载排水量约 １３０ ０００ ｔ，

海上自持力 ９０ ｄ，定位在 １２ ～ ２００ 海里专属经济

区之内、４０ ｍ 等深线之外。 全船设置有 １５ 个养

３

渔 业 现 代 化 ２０２２ 年

殖舱，养殖水体 ８０ ０００ ｍ

３

，可以开展大黄鱼、石斑

鱼、大西洋鲑、黄条鰤等名优鱼类养殖，设计产量

３ ５００ ｔ 以上、养殖密度 ２０ ｋｇ ／ ｍ

３ 以上，并配有冰

鲜鱼产品自动化加工生产线［３４⁃３５］

。

２ 主要技术特点

２．１ 封闭式养殖，环境可控，是高质量绿色养殖

方式

封闭式养殖工船是以“船载舱养”为主体，通

过抽取下层优质海水在隔离的鱼舱中进行集约化

养殖，单舱水体数千至数万立方米，相当于在海上

建立了一座超大型的工厂化养殖车间。 海上封闭

式养殖系统根据是否具有自主航行能力，分为定

置式养殖平台、移动式船型平台和游弋式养殖工

船等。 封闭式养殖系统具有养殖环境可控、集约

化程度高、能抵御敌害生物侵害和养殖排污物可

收集等特点，是绿色高效的养殖方式。 近些年来，

挪威等国正在大力研发玻璃钢或钢材构筑的海上

封闭式养殖系统，可以利用抽取下层海水来免受

海虱病害的侵噬，正在成为大西洋鲑网箱养殖产

业转型发展的新途径［３６］

。 从最新的研究与实践

来看，其与开放式网箱养殖系统相比，取水口远离

容易滋生病原体的表层海水，可以有效控制养殖

病害发生。 而且优质的水质和稳定的水温，可以

提高了系统的集约化程度，养殖大西洋鲑的密度

可以达到 ７５ ｋｇ ／ ｍ

３

， 是网箱养殖的 ３． ７５ 倍以

上［３７］

。 大型化的养殖舱有利于构建适合于鱼类

生长所需的水流环境，促进鱼类保持有氧运动，以

获得良好的生长效果和肌肉品质。 封闭式养殖系

统还可以实现粪便、残饲等固形物的收集，养殖排

放减少 ６０％ ～７０％以上。 隔离性设施化养殖还可

以更有效地防止养殖对象的逃逸，以保护水域生

态安全， 更 有 利 于 构 建 高 质 量 的 工 业 化 生 产

系统［３８⁃４１］

。

２．２ 游弋式养殖，可充分利用自然条件，是高效

的生产模式

封闭式养殖工船是具有游弋功能，规模化的

封闭式养殖及综合生产平台，除具有封闭式养殖

系统的基本特点之外，还可以游弋在更开放的远

海，利用不同海域季节性水文条件，构建全程适

宜、水质优良的水温环境，可主动躲避台风侵袭，

达到高效安全生产的效果。 中国沿海海域与挪威

等国有很大差异，周年水温的温差较大，大陆架构

造使 ３０ ｍ 以深海域远离海岸，频繁的台风侵袭给

海上生产带来巨大风险。 中国网箱养殖方式一旦

走出内湾水域，就必须要面对“ 在哪养才安全？

养什么鱼才合适？” 的问题。 养殖工船的自主航

行能力，既能主动规避超强台风中心侵袭，又能确

保人员、物质和养殖对象的安全，具备走向深水、

远海的保障条件。 例如：大黄鱼适宜生长的水温

在 ２２～２８℃ ，利用工船养殖大黄鱼，冬季可以在东

海南部附近海域，到夏季逐步转往黄海海域，全周

期保持优良水质和适宜水温条件，就如同在海上

建造了一座利用自然条件的可移动养鱼工厂，可

全年开展全天候工业化养殖，构建大黄鱼“南鱼

北养”模式。 通过“国信 １０１”中试试验船的生产

试验证明，工船养殖方式不仅大大缩短了养殖周

期，而且生产效率更高更有效［３３］

。 因此，采用同

样方式，利用季节性及不同水层的水温条件，工船

可以针对性暖水性、温水性和冷水性鱼类，构建出

不同的深远海高效养殖生产模式。

２．３ 大型化发展，发挥规模经济效益，构建综合

生产平台

封闭式养殖工船经济性在于规模化和工业

化，只有大型化的工船平台，才能形成规模经济效

应，只有标准化的生产方式及其陆海联动的生产

体系，才能保证生产规模的实现。 大型化不仅保

障了养殖对象的安全与高效生产，还需具备管理

人员生活和生产物资存放的功能，与开放式网箱

养殖设施相比，装备系统更为复杂，生产运行需要

更多的能源成本。 通过“国信 １ 号”养殖工船［３４］

、

荷兰 Ｉｎｎｏｆｉｓｋ 概念船［８］ 以及张光发等［４２］ 基于技

术经济论证模型的研究结果，证明了养殖规模对

投资运行成本的分摊非常重要。 国信 １ 号大型养

殖工船，载重量 １００ ０００ ｔ，养殖水体近 ８０ ０００ ｍ

３

，

养殖产能达到 ３０００ ～ ５ ０００ ｔ ／ 年［３４］

，等同于一个

５ ０００亩（３３３．３３ ｈｍ

２

） 以上的池塘养殖场的鱼产

量，相当于 ５０ 栋以上占地 ２ ０００ ｍ

２ 的工厂化循环

水养殖车间，可以替代 ３ ０００ 个以上的近岸“鱼

排”。 封闭式养殖工船将引领海水养殖进入规模

化、工业化、自动化、智能化的现代渔业阶段。 基

于大型养殖工船，还可以构建海上养殖产品即时

加工、捕捞渔获物中继加工、生产物资补给配送等

生产功能，以及海洋环境、生物资源等科考功能，成

４

第 ５ 期 刘晃等：封闭式养殖工船研发历程回顾

为大型综合渔业生产母船平台，对于人类开发海洋

水域资源，变蓝色海洋为蓝色粮仓，实现海洋渔业

从“以捕为主”向“以养为主”的深蓝渔业转变。

３ 主要经验

３．１ 采用工业化理念构建现代水产养殖新模式

封闭式养殖工船模式是一项新兴产业，是一

个全新的生产模式，是当前推进渔业转型升级，培

育新经济增长点的创新之举。 传统水产养殖方式

普遍缺乏标准化生产、系统化管理、现代化装备、

资本化金融等工业元素，生产方式依然是传统的、

粗放的，生产操作、养殖管理还是依靠人力与经

验，存在着品质安全、资源消耗与环境影响等问题

而被社会所诟病，养殖产品也不能因品质优劣而

形成价格上的差异。 因此，封闭式养殖工船从可

行性研究之初，就坚持工业化理念，加强工业化的

养殖工艺、操作规范、品质管理等技术体系研究，

大力提升海上养殖装备的机械化、信息化、智能化

水平，同时强化海上信息物流通道、陆基加工储运

基地等打通深远海养殖全产业链各个关键节点的

布局，全面构建“养⁃捕⁃加”一体化、“海⁃岛⁃陆”

相联动的现代水产养殖新模式，并通过示范带动

和产业政策引导，从而形成海上工业化深远海养

殖生产群。

３．２ 注重现代装备技术与水产养殖技术的深度

融合

深远海水域生产条件特殊，需要以规模化、工

业化生产为前提，构建全面的生产体系。 这就需

要充分发挥科技创新的引领作用，围绕“在哪养？

养什么？ 怎样养？ 怎么实现盈利？” 等科技问题

和产业需求，注重现代装备技术与水产养殖技术

的深度融合，一方面是要选育针对不同海域特点、

不同养殖环境、满足市场需求的适养品种，加强船

载舱养条件下鱼类行为机理研究，通过对养殖小

环境的精准调控，实现可持续福利养殖。 另一方

面是要突破工程装备与养殖工艺耦合度较低的问

题，研发针对性强、适用性好的精准智能投喂、自

动起捕作业、连续生态捕捞、船载加工等技术装

备，大力提升养殖工船的机械化、信息化和智能化

水平。 构建工业化全产业链生产模式，实现从

“试验”到“示范”。 下一步需要加大技术攻关力

度，跨越性提升科技创新引领技术水平，技术保障

产业可持续发展，解决好生产规模与成本效益问

题，从而实现在深远海养殖领域领跑世界发展。

３．３ 加强相关研究成果的专利战略布局

封闭式养殖工船的创制研发进程中，首创了

“船载舱养”海上工业化养殖方式，突破了大型鱼

舱水体交换与流场构建、船舶减振制荡技术与鱼

舱结构、工业化养殖精准投喂与智能管控等关键

技术，形成了多项自主知识产权。 研发团队从立

项之初就十分重视知识产权保护，进行了前期的

专利战略布局。 目前，围绕封闭式养殖工船及相

关领域，在全球范围提交了 ７２ 件专利申请，其中，

在中国的专利申请量最多为 ６９ 件，同时也在美

国、挪威、澳大利亚等发达国家提交了专利申请。

已经获得授权的专利 ４３ 件，其中，发明专利 ２１

件，实用新型专利 ２２ 件。 正是在封闭式养殖工船

的研发进程中，研究团队密切关注追踪相关领域

的技术发展，注重掌握核心技术，努力提高自身专

利质量，做好核心技术的专利布局规划和实施，从

而实现了在全球深远海养殖领域处于技术领跑的

发展态势。

４ 结论

封闭式养殖工船作为一个具有探索性的新兴

产业，近些年来得到快速发展，在取得一定经验的

同时，依然存在不少的问题与挑战。 因此，下一步

需要可根据资源节约、环境友好、质量安全等绿色

发展要求，按照拓展深远海海域工业化养殖的战

略布局，通过跨学科、跨专业协同创新与自主研

发，围绕封闭式养殖工船船体平台、智能化设施装

备、船载舱养关键技术和模式等，突破总体性、关

键性技术瓶颈，研发智能化核心装备技术，促进封

闭式养殖工船健康可持续发展，走出一条具有中

国特色的深远海养殖发展之路。 □

参考文献

［１］ ＦＲＹ Ｊ Ｐ，ＭＡＩＬＬＯＵＸ Ｎ Ａ，ＬＯＶＥ Ｄ Ｃ，ｅｔ ａｌ．Ｆｅｅｄ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ

ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｉｎ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ： ｄｏ ｗｅ ｍｅａｓｕｒｅ ｉｔ ｃｏｒｒｅｃｔｌｙ？ ［ Ｊ ］．

Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｌｅｔｔｅｒｓ，２０１８，１３（２）：０２４０１７．

［２］ 唐启升 主编．环境友好型水产养殖发展战略：新思路、新任

务、新途径［Ｍ］．北京：科学出版社，２０１７．

［３］ ＧＥＮＴＲＹ Ｒ Ｒ，ＦＲＯＥＨＬＩＣＨ Ｈ Ｅ，ＧＲＩＭＭ Ｄ，ｅｔ ａｌ．Ｍａｐｐｉｎｇ ｔｈｅ

ｇｌｏｂａｌ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｆｏｒ ｍａｒｉｎｅ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ［ Ｊ］． Ｎａｔｕｒｅ Ｅｃｏｌｏｇｙ ＆

Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ，２０１７，１（９）：１３１７⁃１３２４．

５

渔 业 现 代 化 ２０２２ 年

［４］ 徐皓，刘晃，徐琰斐．我国深远海养殖发展现状与展望［ Ｊ］．中

国水产，２０２１ （６）：３６⁃３９．

［５］ 魏赟．雷东与深远海养殖工船［ Ｊ］．船舶工程，２０２１，４３（ ４）：

６⁃７．

［６］ 丁永良．海上工业化养鱼［ Ｊ］．现代渔业信息，２００６，２１（ ３）：

４⁃６．

［７ ］ ＤＥ ＢＡＲＴＯＬＯＭÉ Ｆ， ＭÉＮＤＥＺ Ａ． Ｔｈｅ ｔｕｎａ ｏｆｆｓｈｏｒｅ ｕｎｉｔ：

Ｃｏｎｃｅｐｔａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｃｅａｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，

２００５，３０（１）：２０⁃２７．

［ ８ ］ ＶＡＮ ＬＡＥＲＥ Ｖ， ＶＡＮ ＢＡＴＥＮＢＵＲＧ Ｏ， ＨＵＩＺＩＮＧ Ｈ Ｊ．

ＩｎｎｏＦｉｓｋ１：Ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｓｔｕｄｙ ｉｎｔｏ ａ ｎｅｗ ｃｏｎｃｅｐｔ ｆｏｒ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ

ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｏｎ ｂｏａｒｄ ｏｆ ａ ｓｈｉｐ， Ｒｅｐｏｒｔ ｎｏ． ０５． ２． ０８６Ｅ ［ Ｒ］．

Ｕｔｒｅｃｈｔ： Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｒｕｒａｌ Ａｒｅａｓ ａｎｄ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ

Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００５．

［９］ 彭晓峰，洪辉．国内航行单壳油轮淘汰政策分析［ Ｊ］．世界海

运，２０１０，３３（９）：７０⁃７３．

［１０ ］ ＢＩＬＥＮ Ｓ， ＫＩＺＡＫ Ｖ， ＢＩＬＥＮ Ａ Ｍ． Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｆｉｓｈ Ｆａｒｍ Ｕｎｉｔ

（３ＦＵ）．Ｉｓ ｉｔ ａｎ Ａ Ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｓａｌｍｏｎｉｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ？

［Ｊ］．Ｍａｒｉｎｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，２０１３，２：８⁃１２．

［１１］Ｍｏｏｄ Ｈａｒｖｅｓｔ ＡＳ．ＦＭＰＨ⁃Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｍａｒｉｎｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ & Ｈａｒｖｅｓｔ

［ＥＢ／ ＯＬ］．（２０２２⁃６⁃１３）．ｈｔｔｐｓ： ／ ／ ｗｗｗ．ｍｏｏｄｈａｒｖｅｓｔ．ｎｏ．

［１２］徐晓丽，郑一铭．后疫情时代深远海渔业养殖装备发展动向

［Ｊ］．中国船检，２０２１（３）：５５⁃５８．

［１３］中国渔业装备与工程科技信息网．挪威一养殖公司利用废弃

散装船养殖鲑鱼［Ｊ］．渔业现代化，２０１６，４３（４）：２６．

［１４ ］ 徐 皓， 陈 军， 倪 琦， 等．一 种 船 载 海 洋 养 殖 系 统：

ＣＮ２０１２１０４０２３６２．４［Ｐ］．２０１２⁃１０⁃１９．

［１５］蔡计强，张宇雷，李建宇，等．１０ 万吨级深远海养殖平台总体

技术研究［Ｊ］．船舶工程，２０１７，３９（增刊 １）：１９８⁃２０３．

［１６］兰欣．我国第一艘养殖工船“鲁岚渔 ６１６９９”启航［Ｎ］．中国科

学报，２０１７⁃０７⁃１２（０６）．

［１７］刘晃，徐皓，徐琰斐．深蓝渔业的内涵与特征［ Ｊ］．渔业现代

化，２０１８，４５（５）：１⁃６．

［１８］徐琰斐，刘晃． 深蓝渔业发展策略研究［ Ｊ］． 渔业现代化，

２０１９，４６（３）：１⁃６．

［１９］ ＣＨＲＩＳＴＩＡＮＳＥＮ Ｅ Ａ Ｎ． Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｉｎ ｎａｒｒａｔｉｖｅｓ ｔｏ ｇｒｅｅｎ ｔｈｅ

Ｎｏｒｗｅｇｉａｎ ｓａｌｍｏｎ ｆａｒｍｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｙ［Ｊ］．Ｍａｒｉｎｅ Ｐｏｌｉｃｙ，２０１７，７５：

１５６⁃１６４．

［２０］ ＣＨＵ Ｙ Ｉ，ＷＡＮＧ Ｃ Ｍ，ＰＡＲＫ Ｊ Ｃ，ｅｔ ａｌ． Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｃａｇｅ ａｎｄ

ｃｏｎｔａｉｎｍｅｎｔ ｔａｎｋ ｄｅｓｉｇｎｓ ｆｏｒ ｏｆｆｓｈｏｒｅ ｆｉｓｈ ｆａｒｍｉｎｇ ［ Ｊ ］．

Ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ，２０２０，５１９，７３４９２８．

［２１］张宇雷，倪琦，刘晃，等．挪威大西洋鲑鱼工业化养殖现状及

对中国的启示［Ｊ］．农业工程学报，２０２０，３６（８）：３１０⁃３１５．

［２２］ ＢＥＲＧＥ Ａ．２７０ ｍｅｔｅｒ ｌｏｎｇ ｄｒｉｖｅｒｌｅｓｓ ｓａｌｍｏｎ ｆａｒｍ ｓｈｉｐ ｓｅｃｕｒｅｓ

ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｅｒｍｉｔｓ ［ ＥＢ／ ＯＬ ］． （ ２０２１⁃１０⁃２１ ）． ｈｔｔｐｓ： ／ ／

ｓａｌｍｏｎｂｕｓｉｎｅｓｓ． ｃｏｍ／ ｔｈｅ⁃２７０⁃ｍｅｔｅｒ⁃ｌｏｎｇ⁃ ｅｉｄｓｆｊｏｒｄ⁃ ｇｉａｎｔ⁃

ｓｅｃｕｒｅｓ⁃ｓｅｖｅｎ⁃ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ⁃ｐｅｒｍｉｔｓ／ ．

［２３］唐启升 主编．水产养殖绿色发展咨询研究报告［Ｍ］．北京：海

洋出版社，２０１７．

［２４］麦康森，徐皓，薛长湖，等．开拓我国深远海养殖新空间的战

略研究［Ｊ］．中国工程科学，２０１６，１８（３）：９０⁃９５．

［２５］徐皓．水产养殖设施与深水养殖平台工程发展战略［ Ｊ］．中国

工程科学，２０１６，１８（３）：３７⁃４２．

［２６］康丽琳．我国首个深远海大型养殖平台启动构建［ＥＢ／ ＯＬ］．

（ ２０１４⁃１１⁃２４ ）． ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ． ｇｏｖ． ｃｎ ／ ｘｉｎｗｅｎ ／ ２０１４⁃１１ ／ ２４ ／

ｃｏｎｔｅｎｔ＿２７８２８５８．ｈｔｍ．

［２７］崔铭超，金娇辉，黄温赟．养殖工船系统构建与总体技术探讨

［Ｊ］．渔业现代化，２０１９，４６（２）：６１⁃６６．

［２８］韩冰，谌志新，崔铭超，等．基于三维势流理论的深远海养殖

工船耐波性能分析［Ｊ］．渔业现代化，２０２０，４７（６）：５８⁃６５．

［２９］崔铭超，张彬，王靖．１０ 万吨级养殖工船快速性及动力系统

配置分析［Ｊ］．渔业现代化，２０２０，４７（２）：６８⁃７４．

［３０］黎建勋，王靖．某型深远海养殖工船动力系统方案设计［ Ｊ］．

渔业现代化，２０２０，４７（５）：７４⁃８１．

［３１］渔业机械仪器研究所．“深蓝渔业”技术创新工程专项的四

个项目顺利通过验收［ＥＢ／ ＯＬ］．（２０２２⁃０１⁃０５）．ｈｔｔｐｓ： ／ ／ ｗｗｗ．

ｃａｆｓ．ａｃ．ｃｎ ／ ｉｎｆｏ ／ １０５１ ／ ３９９６０．ｈｔｍ．

［３２］ ＣＵＩ Ｍ，ＬＩ Ｚ，ＺＨＡＮＧ Ｃ，ｅｔ ａｌ． Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｉｎｔｏ ｔｈｅ

ｆｌｏｗ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｃｌｏｓｅｄ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｔａｎｋｓ ａｂｏａｒｄ ａ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｕｎｄｅｒ

ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｏｃｅａｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２２，２４８：１１０６７７．

［３３］渔业机械仪器研究所．“深远海工业化绿色养殖关键技术研

发”的中试船养殖试验通过现场验收［ ＥＢ ／ ＯＬ］． （ ２０２１⁃０８⁃

３１）．ｈｔｔｐｓ： ／ ／ ｗｗｗ．ｆｍｉｒｉ．ａｃ．ｃｎ ／ ｉｎｆｏ ／ １０１３ ／ ２１２５４．ｈｔｍ．

［３４］渔业机械仪器研究所．全球首艘十万吨级智慧渔业大型养

殖工船交付运营［ ＥＢ ／ ＯＬ］ ． （２０２２⁃５⁃２０）．ｈｔｔｐｓ： ／ ／ ｗｗｗ．ｆｍｉｒｉ．

ａｃ．ｃｎ ／ ｉｎｆｏ ／ １０１３ ／ ２２０１６．ｈｔｍ．

［３５］央视网．全球首艘 １０ 万吨级智慧渔业大型养殖工船交付运

营［ＥＢ／ ＯＬ］．（ ２０２２⁃０５⁃２０）． ｈｔｔｐ： ／ ／ ｐｈｏｔｏ． ｃｃｔｖ． ｃｏｍ／ ２０２２ ／ ０５ ／

２０ ／ ＰＨＯＡＴ５ｂｌｆｘＫ９８０ＷａＱｖＢｗ６ｏ１ｕ２２０５２０． ｓｈｔｍｌ ＃

Ｄ５ＨＲｒｎ１８ＭｉｍＧ２２０５２０＿１．

［３６ ］ ＷＡＮＧ Ｃ Ｍ， ＷＩＥＧＥＲＩＮＫ Ｊ， ＬＥＯＷ Ｂ Ｔ． Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓ ｆｏｒ

ｆｌｏａｔｉｎｇ ｃｌｏｓｅｄ ｃｏｎｔａｉｎｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ ｆｉｓｈ ｆａｒｍｉｎｇ［ Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ

ｏｆ Ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ＆ Ｍａｒｉｎｅ Ｂｉｏｌｏｇｙ，２０２０，９（４）：１２３⁃１２７．

［３７］ ＣＡＬＡＢＲＥＳＥ Ｓ． Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ａｎｄ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ

ｐｏｓｔ⁃ｓｍｏｌｔ Ａｔｌａｎｔｉｃ ｓａｌｍｏｎ （ Ｓａｌｍｏ ｓａｌａｒ Ｌ．） ｉｎ ｃｌｏｓｅｄ⁃

ｃｏｎｔａｉｎｍｅｎｔ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｓｙｓｔｅｍｓ ［ Ｄ ］． Ｂｅｒｇｅｎ： Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ

Ｂｅｒｇｅｎ．

［３８］ＴＨＯＲＡＲＥＮＳＥＮ Ｈ，ＦＡＲＲＥＬＬ Ａ Ｐ．Ｔｈｅ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ

ｆｏｒ ｐｏｓｔ⁃ｓｍｏｌｔ Ａｔｌａｎｔｉｃ ｓａｌｍｏｎ ｉｎ ｃｌｏｓｅｄ⁃ ｃｏｎｔａｉｎｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍｓ．

Ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ，２０１１，３１２：１⁃１４．

［３９］ ＣＡＬＡＢＲＥＳＥ Ｓ，ＮＩＬＳＥＮ Ｔ Ｏ，ＫＯＬＡＲＥＶＩＣ Ｊ， ｅｔ ａｌ． Ｓｔｏｃｋｉｎｇ

ｄｅｎｓｉｔｙ ｌｉｍｉｔｓ ｆｏｒ ｐｏｓｔ⁃ｓｍｏｌｔ Ａｔｌａｎｔｉｃ ｓａｌｍｏｎ （ Ｓａｌｍｏ ｓａｌａｒ Ｌ．）

ｅｍｐｈａｓｉｓ ｏｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｗｅｌｆａｒｅ． Ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ，

２０１７，４６８：３６３⁃３７０．

［４０］ ＮＩＬＳＥＮ Ａ， ＮＩＥＬＳＥＮ Ｋ Ｖ， ＢＥＲＧＨＥＩＭ Ａ． Ａ ｃｌｏｓｅｒ ｌｏｏｋ ａｔ

ｃｌｏｓｅｄ ｃａｇｅｓ： Ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｍｏｒｔａｌｉｔｙ ｒａｔｅｓ ｄｕｒｉｎｇ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ

ｐｏｓｔ⁃ｓｍｏｌｔ Ａｔｌａｎｔｉｃ ｓａｌｍｏｎ ｉｎ ｍａｒｉｎｅ ｃｌｏｓｅｄ ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍｓ

［Ｊ］．Ａｑｕａｃｕｌｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２０，９１：１０２１２４．

［４１］ＢＡＬＳＥＩＲＯ Ｐ，ＭＯＥ Ø，ＧＡＭＬＥＭ Ｉ，ｅｔ ａｌ． Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ

Ａｔｌａｎｔｉｃ ｓａｌｍｏｎ Ｓａｌｍｏ ｓａｌａｒ ｐｏｓｔ⁃ｓｍｏｌｔｓ ｒｅａｒｅｄ ｉｎ ｏｐｅｎ ｓｅａ ｃａｇｅｓ

ａｎｄ ｉｎ ｔｈｅ Ｐｒｅｌｉｎｅ ｒａｃｅｗａｙ ｓｅｍｉ⁃ ｃｌｏｓｅｄ ｃｏｎｔａｉｎｍｅｎｔ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ

ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｆｉｓｈ Ｂｉｏｌｏｇｙ，２０１８，９３（３）：５６７⁃５７９．

［４２］张光发，安海听，刘鹰，等．散货船改装养殖工船的经济论证

模型及系统设计［Ｊ］．渔业现代化，２０１８，４５（２）：１⁃５．

６

第 ５ 期 刘晃等：封闭式养殖工船研发历程回顾

Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｆｌｏａｔｉｎｇ ｃｌｏｓｅｄ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｖｅｓｓｅｌ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ

ＬＩＵ Ｈｕａｎｇ

１，３

，ＸＵ Ｈａｏ

１，３

，ＺＨＵＡＮＧ Ｚｈｉｍｅｎｇ

２，３

（１ Ｆｉｓｈｅｒｙ Ｍａcｈｉｎｅｒｙ ａｎｄ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｒｅｓｅａｒcｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，

Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａcａｄｅｍｙ ｏｆ Ｆｉｓｈｅｒｙ Ｓcｉｅｎcｅ，Ｓｈａｎgｈａｉ ２０００９２，Ｃｈｉｎａ；

２ Yｅｌｌｏｗ Ｓｅａ Ｆｉｓｈｅｒｉｅｓ Ｒｅｓｅａｒcｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａcａｄｅｍｙ ｏｆ Ｆｉｓｈｅｒｙ Ｓcｉｅｎcｅｓ，Ｑｉｎgｄａｏ ２６６０７１，Ｃｈｉｎａ；

３ Ｐｉｌｏｔ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ ＭａｒｉｎｅＳcｉｅｎcｅ ａｎｄ Ｔｅcｈｎｏｌｏgｙ（Ｑｉｎgｄａｏ），Ｑｉｎgｄａｏ ２６６２３７，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｌｏｓｅｄ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｖｅｓｓｅｌ ｉｓ ａ ｆｌｏａｔｉｎｇ ｃｌｏｓｅｄ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｔ ｓｅａ ｗｉｔｈ ａｎ ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ

ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ， ａｎｄ ａｌｓｏ ａ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｍａｒｉｎｅ ｆｉｓｈｅｒｙ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｌａｔｆｏｒｍ． Ｉｔｓ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｓ

ｍａｉｎｌｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｌｏｓｅｄ ＂ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｏｎ ｂｏａｒｄ＂ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｅｐ ｓｅａ，ａｎｄ ｉｔ ｈａｓ ｂｏｔｈ ｐｒｉｍａｒｙ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ

ｓｔｏｒａｇｅ ａｎｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ａｑｕａｔｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔｓ． Ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｓｔａｇｅｓ ｏｆ

ｃｏｎｃｅｐｔｕａｌｉｓａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｌａｒｇｅ ｃｌｏｓｅｄ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｖｅｓｓｅｌ ｔｈｅ ｂｒｅｅｄｉｎｇ ｉｄｅａ ｏｆ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ

ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ，ａｃｔｉｖｅｌｙ ｅｘｐｌｏｒｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔａｋｅｎ

ｂｙ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｚａｔｉｏｎ ｉｄｅａ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ ｍｏｄｅｒｎ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｎｅｗ ｍｏｄｅ，ｐａｙ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｐｔｈ

ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｅｒｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ， ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃｅ

ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｉｎ ｒｅｌａｔｅｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｐａｔｅｎｔ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｌａｙｏｕｔ．Ａｆｔｅｒ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ３０ ｙｅａｒｓ ｏｆ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ

ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ｃｈｉｎａ ＇ｓ ｌａｒｇｅ ｃｌｏｓｅｄ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｖｅｓｓｅｌ ｈａｓ ｆｉｎａｌｌｙ ｂｅｃｏｍｅ ａ ｒｅａｌｉｔｙ ｆｒｏｍ ａ ｄｒｅａｍ．Ｉｔ ｈａｓ

ｃｌｏｓｅｄ ｂｒｅｅｄｉｎｇ，ａ ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ａｎｄ ａ ｈｉｇｈ⁃ｑｕａｌｉｔｙ ｇｒｅｅｎ ｂｒｅｅｄｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ．Ｃｒｕｉｓｅ ｆａｒｍｉｎｇ，ｗｈｉｃｈ

ｃａｎ ｍａｋｅ ｆｕｌｌ ｕｓｅ ｏｆ ｎａｔｕｒａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｉｓ ａｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅ； Ｌａｒｇｅ⁃ｓｃａｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｇｉｖｅ ｆｕｌｌ

ｐｌａｙ ｔｏ ｅｃｏｎｏｍｉｅｓ ｏｆ ｓｃａｌｅ， ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｌａｔｆｏｒｍ， ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ

ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ，ａ ｆｉｓｈｅｒｙ ａｉｒｃｒａｆｔ ｃａｒｒｉｅｒ ｆｌｅｅｔ ｗｉｌｌ ｂｅ ｆｏｒｍｅｄ ａｒｏｕｎｄ ｔｈｅ ｃｌｏｓｅｄ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｖｅｓｓｅｌ，

ａｎｄ ａ ｆｕｌｌ⁃ｐｒｏｃｅｓｓ，ｆｕｌｌ⁃ ｃｙｃｌｅ，ａｎｄ ｆｕｌｌ⁃ ｃｈａｉｎ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｌｌ ｂｅ ｂｕｉｌｔ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｄｅｅｐ ｂｌｕｅ ｔｒｅｎｄ ｏｆ

ｍａｒｉｃｕｌｔｕｒｅ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｍａｒｉｎｅ ｆｉｓｈｅｒｉｅｓ； ｍａｒｉｃｕｌｔｕｒｅ； ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｖｅｓｓｅｌ； ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｏｎ ｂｏａｒｄ； ｆｌｏａｔｉｎｇ ｃｌｏｓｅｄ

ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｓｙｓｔｅｍｓ

７

第 46 卷第 2 期 渔 业 现 代 化 Vol． 46 No． 2

2019 年 4 月 FISHEＲY MODEＲNIZATION Apr． 2019

DOI: 10. 3969 /j. issn. 1007-9580. 2019. 02. 010

收稿日期: 2018-11-20

基金项目: 山东省重大科技创新工程“深蓝渔业技术创新工程”专项“十万吨级养殖工船系统构建与总体设计研究( 2018SDKJ0303 － 3) ”

作者简介: 崔铭超( 1983—) ，男，工程师，硕士，研究方向: 船舶与海洋工程总体设计。E － mail: cuimingchao@ fmiri． ac． cn

养殖工船系统构建与总体技术探讨

崔铭超1，2

，金娇辉1，2

，黄温赟1，2

( 1 中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所，农业农村部远洋渔船与装备重点实验室，上海 200092;

2 青岛海洋科学与技术国家实验室深蓝渔业工程联合实验室，山东 青岛，266237)

摘要: 随着社会经济发展，开发海洋生物资源是国家战略及必然趋势。养殖工船是发展深远海养殖工程的核

心装备之一，深入研究养殖工船，大力发展深远海养殖，具有较高的经济价值和社会价值。该文从装备技术

发展面临的问题出发，以动力系统、系泊系统、养殖系统、物流系统及加工系统的总布置为基础，兼顾安全性、

经济性及环保性，将商用运输船设计方法和养殖技术要求有机结合在一起，初步探讨了构建深远海养殖工船

系统和总体技术框架。提出了重点关注和研究的技术方向，以期实现船舶和养殖行业的联合技术攻关，早日

形成产业指南和设计规程，指导后续养殖工船设计。结合中国强大的船舶海工制造能力，完成养殖工船的批

量建设，实现未来规模化深远海养殖。

关键词: 养殖工船; 总布置; 经济性; 安全性; 环保性

中图分类号: S969 文献标志码: A 文章编号: 1007 － 9580( 2019) 02 － 061 － 06

随着社会经济发展，优质水产品需求日益增

长，据估计，到 2030 年世界将有 2 000 万 t 的水产

品缺口需要弥补［1］。中国近海渔业资源日益枯

竭，淡水及近海养殖环境日趋恶化，水体污染及养

殖空间受限，发展深远海养殖，拓展现代化“深

蓝”养殖新空间，开发海洋生物资源是国家战略

及必然趋势［2 － 5］。发展深远海养殖，关键是安全

可靠的设施装备，前提是品种与生产系统的经济

性，途径是规模化生产与工业化管理［6］。发展深

远海养殖工程设施装备的主要途径是构建大型养

殖网箱和养殖工船［7］。国外深水网箱经过约 40

年的发展，先后开发了多种深海网箱，典型的有高

密度聚乙烯( HDPE) 网箱、张力腿( TLC) 网箱及

瑞典牧海型( FAＲMOCEAN) 网箱等，大幅提高了

技术水平和生产效率［8］。然而，网箱系统抵抗狂

风及其他自然灾害侵袭的能力还很弱，设施安全

保障不足。

20 世纪 70 年代末，中国专家构想了“未来海

洋农牧场”建设蓝图，提出养殖工船的初步设想，

并开展了大型养殖工船系统研究［9 － 10］，近年来对

10 万吨级深远海养殖平台进行了总体技术研

究［11］，启动了中国首个深远海大型养殖平台构

建，形成了具有自主知识产权的集养殖、繁育、加

工及渔船补给和物流等多功能于一体的规模化养

殖工船技术方案。2017 年 7 月 2 日，国内首艘养

殖工船试验船“鲁岚渔养 61699”在日照港达船

厂码头起航，标志着中国在推进深远海养殖装备

现代化方面迈出了坚实步伐。20 世纪 80、90 年

代，欧美发达国家开始研发大型养殖工船，并形成

试验船，但受制于产业发展条件尚不具备，且需求

不足，缺乏大规模发展水产养殖的动力，最为根本

的原因是发展水产养殖的综合条件与发展中国家

相比，难以形成竞争力，因此一直以来未形成主体

产业［10］。

1 研究意义

深远海水域具有渔业资源丰富、水源优质、水

温适宜和远离陆源性污染与病害等显著优点，具

备开展海上规模化养殖与物流加工补给的优良条

件，但是大部分深远海水域还处在未开发状态。

合理控制近海捕捞，积极发展远洋渔业是推动渔

业供给侧改革的重要措施，是海洋渔业强海之路

的战略基点，符合国家产业导向和需求。以深远

渔 业 现 代 化 2019 年

海大型游弋式养殖工船为核心的养殖与渔业生产

平台，可集成养殖、繁育、捕捞、加工与物流保障等

功能，并以养殖工船为母船，形成渔业航母船队，

通过合理规划，以点带面，构建深远海养殖全链条

一体化的养殖体系，可持续发展的海洋渔业将向

“以养为主”转变，构建“蓝色粮仓”，将极大优化

捕捞生产结构，拓展水产养殖空间，提升中国深远

海渔业资源利用能力，渐次修复海洋生物资源。

形成驻守边远海疆的现代渔业生产模式，推动渔

业“提质增效”生产方式转变，也是有效利用我国

海域资源、推动海洋经济发展的新途径，对充分挖

掘海洋在食物供给方面潜力、保障我国粮食安全、

生态安全、维护海洋权益具有长远意义。“深蓝

渔业”是全新的产业模式，要成功实施“深蓝渔

业”发展战略，首先需要解决走向深远海的重大

装备支撑，发展养殖工船，实施“深蓝渔业”是世

界海洋渔业发展的中国方案，可以引领世界渔业

发展。

2 发展面临的问题

养殖工船作为新生事物，其发展必然会面临

很多技术挑战，一是国家产业政策的限制，二是针

对性规范规则的缺失。2018 年 6 月 30 日，交通

运输部发布 2018 第 53 号公告《交通运输部关于

加强国( 境) 外进口船舶和中国籍国际航行船舶

从事国内水路运输管理的公告》。根据公告要

求，2018 年 9 月 1 日起，申请从事国内水路运输

的进口船舶和中国籍国际航行船舶，柴油机氮氧

化物排放量应满足国际海事组织国际防止船舶造

成污染公约( MAＲPOL) 73 /78 附则Ⅵ的特定要

求: 氮氧化物排放量标准是排放标准第二阶段

( Tier II) ，即进口 2011 年以前建造的船均被限

制。便宜的老旧船舶改造操作空间越来越小。随

着排放标准第三阶段( Tier III) 预期，该类船舶操

作改装空间近乎封闭。次新船的成本远远高于老

旧船舶，船舶政策的调整大幅度增加了由旧船改

造成养殖工船的成本。

规范规则层面，目前中国船级社( CCS) 尚未

有对应的规范，如《钢质海船入级规范》［12］

、《海

上移动平台入级规范》［13］中都没有要求或不完全

符合实际需求。挪威 － 劳氏( DNV － GL) 则提出

了设计指南［14］，明确规定为确保安全，规范规则

主要参照海上移动式钻井平台构造和设备规则

( IMO MODU CODE) ，一些基本安全要求可以采

用船舶规范。采用 IMO MODU CODE 进行养殖

工船设计，安全冗余度较大，而养殖工船实际作业

工况环境载荷远远低于海上移动平台，如此会大

幅度增加不必要的建造成本，降低经济性。基于

此，对标国际船舶安全及防污染等相关公约，根据

养殖工船实际作业工况特点，开展养殖工船设计

方法和技术路线研究，为养殖工船的发展提供方

向指引，具有十分重要的现实意义。

3 总体设计思路

以动力系统、系泊系统、养殖系统、物流系统

及加工系统的总布置为基础，兼顾安全性、经济性

及环保性，将商用运输船设计方法和养殖技术要

求有机结合在一起，探讨构建深远海养殖工船系

统和总体技术框架( 图 1) 。

3． 1 总布置

养殖工船有别于传统运输船，其集养殖、繁

育、加工及渔船补给和物流等多功能于一体，长期

游弋在深远海区域，配合物流补给船队和捕捞作

业船队，形成多功能的大型渔业航母船。依据其

功能，总布置也必然有异于传统运输船。

( 1) 动力系统。养殖工船对航速要求不高，

庞大的动力系统主要用来支撑养殖平台的日常功

能需求，兼顾航行推进。基于这种需求，常规燃油

主机推动螺旋桨动力方式在系泊养殖期间几无作

用，势必会造成极大浪费。若全船采用电力推进

系统，其优点包括: 可使机舱布置更加紧凑［15］，节

省大量空间; 提高船舶操纵性，易于实现自动控

制; 针对多种不同工况，全船功率全部由电站进行

调配［16］，可大幅度降低运营成本，减少常规推进

主机的闲置浪费。采用中高速发电机，可降低振

动噪音，改善养殖环境。

( 2) 系泊系统。养殖工船主要功能是水产养

殖，稳定泊于特定海域、减小横摇以利于平台内开

展繁育及养殖工作是较理想的状态。然而，不同

于浮式生产平台( FPSO) 等，养殖工船对精准定位

的要求并不高，动力定位( DP) 系统以及复杂高级

的系泊系统，无论是建造成本还是后期运营成本

都相当高昂且无必要，探索经济高效的深水系泊

62

第 2 期 崔铭超等: 养殖工船系统构建与总体技术探讨

系统具有较大的工程实际意义［17 － 21］。

( 3) 加工补给系统。养殖工船综合服务平台

定位于可以养殖且兼有服务补给功能的大型渔业

航母，并配合物流补给船队和捕捞作业船队，形成

多功能的大型渔业航母船队。渔业航母船队运作

时，由综合补给船向平台上转存燃油、淡水、食物

等物资，需要时养殖平台再向捕捞作业渔船驳运

该类补给物资，同时可以收储作业渔船的渔获并

进行加工作业，延长作业渔船的自持力和续航力，

节省渔船在海陆间的往返时间和油耗成本。

( 4) 养殖系统。养殖工船的核心作用是水产

养殖，利用深远海优越的气候、资源和水质条件，

开展高附加值经济性鱼类养殖生产。在平台甲板

上布置繁育车间，实现鱼种培育，包括亲本蓄养、

受精卵孵化、中间培育和规格苗种培育等生产环

节; 同时，利用平台内部空间构建大型养鱼水舱，

采用深层取水流水养殖方式，将鱼种养成至商品

规格。

( 5) 物流系统。养殖工船长期游弋于深远

海，兼具深海渔业物流平台功能，集运输、储存、装

卸、吊运、包装、加工、驳运中转、信息处理及贸易

平台功能于一体。在深远海没有码头辅助的情况

下，依据物流工业流程的需求，应做好甲板吊机、

冷链存储配置，同时需要兼顾各类船舶的便捷

靠泊。

图 1 养殖工船系统构建路线图

Fig． 1 Aquaculture platform system construction diagram

3． 2 安全性

常规船舶安全性主要考虑总体安全、结构安

全、防火防爆、逃生及全船监控等方面，在此基础

上，养殖安全在工船体系当中也尤为重要。养殖

安全性主要涵盖以下几个方面: 适渔性环境、水质

安全、抑制横摇周期应激反应［22］、振动噪声以及

防疫隔离安全［23 － 24］等。

( 1) 舱养适渔性环境。营造良好的舱内生存

环境是考察养殖工船适渔性的基本条件。养殖工

船系泊于深远海，利用大舱进行养殖，这就不可避

免地出现液舱晃荡问题［25］。波浪环境下船舶的

晃荡特性在液化天然气运输船舶等特种船型已研

究多年［26 － 27］，波浪振荡载荷和舱内流体振荡相互

耦合是一个典型的晃荡问题［28 － 32］，但对船舱内部

的流动特征却鲜有研究。养殖舱内的流场运动形

态会影响营养物的输移扩散进而影响鱼苗的食物

63

渔 业 现 代 化 2019 年

摄取，流场特性同样影响水体温度场的变化从而

改变鱼苗的生存体感，因此研究养殖舱内的流场

特性对优化养殖舱结构，发展舱内养殖具有重要

意义。晃荡问题受到结构水弹性、多孔介质阻尼

等不同物理机制的影响，在模型试验中需要综合

考虑水弹性、雷诺数和傅汝德数的影响，急需发展

复杂介质和结构特性影响下的晃荡问题试验方

法。因此，发展高效的数值( CFD) 养殖舱进行流

场仿真尤为重要。

( 2) 舱养水质安全。定期换水的封闭区域水

质是决定工船内鱼群生态环境的重要指标。目前

大范围定量预报水中溶解富营养物质、氧气等物

质的输运扩散过程尚存在输运扩散系数难以确定

的问题，这一难点在有限空间鱼群游动和船舶振

荡条件下尤为突出。通过匀质化理论分析，建立

周期性振荡流动和模拟鱼群随机游动两种特殊因

素影响下的物质输运扩散模型，获得养殖工船内

部复杂环境下的湍流扩散、泰勒色散等参数，为数

值仿真养殖工船内部水质特性提供基本模型参

数，并开展机理模型试验以验证所建立的输运扩

散模型。定期换水是改善养殖工船内部水质的有

效途径。通过 CFD 模拟不同换水位置、强度和频

率对水质的影响规律，分析换水过程中舱内的流

场特征，获得不显著影响鱼类生活状态的换水模

式。通过比选，提出优化的换水模式。

( 3) 振动噪声以及防疫隔离安全。鱼类在水

中主要通过内耳、测线器官和气鳔感受振动和声

音，其中内耳是主要的声音感受器，侧线是鱼类感

受水中微小活动的感觉系统［33］。不同鱼类在短

时间振动胁迫和长时间振动胁迫下会有应激反

应。振动和噪声对部分鱼类影响较大，如大黄鱼

等，严重者可造成鱼体死亡。需要研究养殖品种

对振动噪声的耐受度，探索主动及被动减振降噪

措施，以提高养殖环境质量。当暴发某种病虫害

时，为防止疫病向非疫区扩散、蔓延，除严格隔离

外，还要采取严格的措施，实行封锁。封锁区划分

应从防疫、生产、效益几个方面考虑确定疫区和受

威胁区，按“早、快、严、小”的原则进行。通风系

统隔离和疫区快速阻断是必要的手段。

3． 3 经济性

依据国内外试验平台的数据结论，较小尺度

的工船虽然初始建造成本较低，但是养殖水体较

小，养殖量不高，单位产量养殖成本高。养殖水体

达到万吨以上，单位产量养殖成本迅速降低，但是

初始建造成本又比较高。因此，需要在初始建造

成本和后期营运成本之间寻求一个平衡点，来衡

量养殖工船的经济性。通过优化设计，控制空船

重量重心，增大养殖舱容积，进而在一定排水量的

前提下，增加养殖水体量。在高效动力系统和深

水系泊系统之间也可以寻求一个建造及营运的平

衡点。在一定环境载荷下可维持系泊，而在超过

设计工况环境载荷情况下，采用动力推进游弋的

方式维持养殖舱的适渔性，探索一种高效且经济

的深水系泊系统具有切实的工程意义。

3． 4 环保性

大型养殖平台应满足 MAＲPOL 公约中相应

的要求。燃油舱总容积超过 600 m3 的所有单个

容积超过 30 m3 的燃油舱均需要进行双壳保护。

生活污水和生活垃圾等要符合 MAＲPOL 73 /78 附

则 IV 防止船舶生活污水污染规则。大气中氮氧

化物( NOx) 和硫氧化物( SOx) 的持续上升是令国

际社会担忧的问题。有几个因素被认为是造成空

气中 NOx 增加的原因，而船舶废气的排放物就是

其中之一，全球 18% ～ 30% 的氮氧化物排放来自

航运船舶。虽然关于 Tire III 关于 NOx 的要求尚

未在全球海域强制实施，但不可否认，随着世界环

保意识的增强，NOx 和 SOx 的排放会受到越来越

强的管控［34］。养殖工船在初始建造或者改装阶

段，需要重点关注这一领域的技术进展，并视最新

要求予以付诸实施。

船舶压载水携带的外来物种一旦入侵港口国

水域［35］，会使海洋生态环境和人类健康受到严重

威胁，因此 IMO 对压载水管理作出了积极应对。

对于无限航区航行的国际船舶，压载水处理需要

满足《国际船舶压载水及沉积物控制和管理公

约》。作为新生事物，常年游弋在固定海域的养

殖工船携带大量养殖水体，其如何界定也是一个

较为尖锐的问题。航区和船舶性质对该问题有着

重要影响，因此需要依据实际使用情况，匹配合适

的航区并与主管当局就养殖工船性质进行协

商［36 － 37］，以期控制成本，避免造成不必要的浪费。

4 结语

养殖工船作为新生事物，其发展必然会面临

64

第 2 期 崔铭超等: 养殖工船系统构建与总体技术探讨

很多技术挑战，迫切需要有关部门建立专业化设

计总则、技术规范与工艺规程予以指导。结合当

前技术现状的基础，联合船舶和养殖行业开展技

术攻关，基于动力系统、系泊系统、养殖系统、物流

系统及加工系统的总布置，兼顾安全性、经济性及

环保性，探讨构建深远海养殖工船系统和总体技

术框架，以养殖工船为载体实施深远海养殖，构建

集养殖、繁育、加工及渔船补给和物流等多功能于

一体的深蓝渔业航母具有较大的经济价值和社会

价值，可有效利用我国海域资源，是推动海洋经济

发展的新途径，对充分挖掘海洋在食物供给方面

的潜力、保障我国粮食安全和维护海洋权益具有

长远意义。 □

参考文献

［1］ 唐启升，丁晓明，刘世禄，等． 我国水产养殖业绿色、可持续发

展战略与任务［J］． 中国渔业经济，2014，32( 1) : 4 － 9．

［2］ 何皛磊，张海文．“深海渔场”的应用前景［J］． 船舶，2018

( 2) : 1 － 6．

［3］ CELIKKOL B，LANGAN Ｒ． Open － ocean aquaculture

engineering［J］． Sea Technology，2007，48( 8) : 23 － 28．

［4］ 闫国琦，倪小辉，莫嘉嗣． 深远海养殖装备技术研究现状与发

展趋势［J］． 大连海洋大学学报，2018，33( 1) : 123 － 129．

［5］ 云行．“十三五”规划之海 洋 篇［J］． 卫 星 应 用，2016 ( 6 ) :

24 － 25．

［6］ 章诚，李素霞． 渔业转型的社会学阐释: 一个分析框架［J］．

中国海洋大学学报( 社会科学版) ，2015( 1) : 23 － 29．

［7］ 麦康森，徐皓，薛长湖，等． 开拓我国深远海养殖新空间的战

略研究［J］． 中国工程科学，2016，18( 3) : 90 － 95．

［8］ 陈柏松，闫雪，程波，等． 挪威三文鱼养殖业及其对我国的启

示［J］． 中国渔业经济，2016，34( 2) : 19 － 25．

［9］ 徐皓，江涛． 我国离岸养殖工程发展策略［J］． 渔业现代化，

2012，39( 4) : 1 － 6．

［10］徐皓，谌志新，蔡 计 强． 我国深远海养殖工程装备发展研

究［J］． 渔业现代化，2016( 3) : 1 － 6．

［11］蔡计强，张宇雷，李建宇，等． 10 万吨级深远海养殖平台总体

技术研究［J］． 船舶工程，2017，39( 增刊 1) : 198 － 203．

［12］钢质海船入级规范［S］． 中国船级社，2018．

［13］海上移动平台入级规范［S］． 中国船级社，2016．

［14］DNV GL． Offshore fish farming units and installations( DNVGL

－ ＲU － OU － 0503) ［S］．

［15］黄温赟，黄文超，黎建勋，等． 深远海养殖平台的电力推进应

用研究［J］． 船电技术，2017( 4) : 15 － 20．

［16］徐龙堂，董晓妮． 船舶共直流母线混合电力推进系统技术探

讨［J］． 渔业现代化，2017，44( 3) : 70 － 76．

［17］DNV GL． Offshore standard，DNVGL － OS － E301 Position

mooring［S］．

［18］AMEＲICAN PETＲOLEUM INSTITUTE． API ＲP － 2SK，Design

and analysis of station keeping systems for floating structures

［S］．

［19］中国船级社． 海上单点系泊装置入级与建造规范［S］．

［20］周楠，刘旭平，李俊汲． CALM 单点系泊系统设计综述［J］． 海

洋工程装备与技术，2017，4( 2) : 102 － 104．

［21］FＲEDＲIKSSON D W，MULLEＲ E，BALDWIN K，et al． Open

Ocean Aquaculture Engineering: System Design and Physical

Modeling［J］． Marine Technology Society Journal，2000，34( 1) :

41 － 52．

［22］张宇雷． 船载振动胁迫对斑石鲷影响实验研究［J］． 渔业现

代化，2017，44( 3) : 29 － 34．

［23］刘鹰． 海水工业化循环水养殖技术研究进展［J］． 中国农业

科技导报，2011，13( 5) : 50 － 53．

［24］王峰，雷霁霖，高淳仁，等． 国内外工厂化循环水养殖研究进

展［J］． 中国水产科学，2013，20( 5) : 1100 － 1111．

［25］蔡忠华． 液货船液舱晃荡问题研究［D］． 上海: 上海交通大

学，2012．

［26］洪亮，朱仁传，缪国平，等． 波浪中船体与液舱晃荡耦合运动

的时域数值计算［J］． 哈尔滨工程大学学报，2012，33 ( 5) :

635 － 641．

［27］SEO M G，KIM Y H，PAＲK D M． Effect of internal sloshing on

added resistance of ship［J］． Journal of Hydrodynamics，2017，29

( 1) : 13 － 26．

［28］KIM Y． A numerical study on sloshing flows coupled with ship

motion － the anti － rolling tank problem ［J］． Journal of Ship

Ｒesearch，2002，46( 1) : 52 － 62．

［29］ＲOGNEBAKKE O F，FALTINSEN O M． Coupling of sloshing

and ship motions［J］． Journal of Ship Ｒesearch，2003，47( 3) :

208 － 221．

［30］NAM B W，KIM Y，KIM D W，et al． Experimental and numerical

studies on ship motion responses coupled with sloshing in waves

［J］． Journal of Ship Ｒesearch，2009，53( 2) : 68 － 82．

［31］李裕龙，朱仁传，缪国平，等． 基于 OpenFOAM 的船舶与液舱

流体晃荡在波浪中时域耦合运动的数值模拟［J］． 船舶力

学，2012 ，16( 7) : 750 － 758

［32］徐国徽，祁恩荣，徐春，等． 大型 LNG 船液舱晃荡载荷及响应

模型试验研究［J］． 船舶力学，2011，15( 12) : 1374 － 1383．

［33］杨秀 平． 动 物 生 理 学［M］． 北 京: 高等教育出版社，2002:

343 － 348．

［34］张余庆，崔文彬． 船舶柴油机 NOx 排放控制技术现状与展

望［J］． 航海技术，2006( 1) : 43 － 46．

［35］李鲁宁． 基于 IMO《压载水公约》生效背景下的我国压载水

履约对策研究［J］． 中国水运，2016( 10) : 17 － 18．

［36］陈星森． 我国加入压载水公约的机遇和挑战［J］． 世界海运，

2017，40( 12) : 14 － 17．

［37］信凯． 从海事管理看《压载水公约》生效应对［J］． 中国海事，

2017( 10) : 38 － 40．

65

渔 业 现 代 化 2019 年

Discussion about system construction and general technology of

aquaculture platform

CUI Mingchao1，2

，JIN Jiaohui

1，2

，HUANG Wenyun1，2

( 1 Fishery Machinery and Instrument Ｒesearch Institute，Chinese Academy of Fishery Sciences，

Key Laboratory of Fishery Equipment and Engineering，Ministry of Agriculture，Shanghai 200092，China;

2 Joint Ｒesearch Laboratory for Deep Blue Fishery Engineering Equipment Technology，

Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology，Qingdao 266237，Shandong，China)

Abstract: With the development of social economy，the exploitation of marine biological resources is a national

strategy and trend． Aquaculture platform is one of the core equipment for development of deep-sea aquaculture

engineering． Intensive study on aquaculture platform and energetic development of deep-sea aquaculture has

high economic and social value． Based on the general arrangement of power system，mooring system，

aquaculture system，logistics system and processing system，and considering safety，economy and environmental

protection，this paper，starting from the problem that equipment technology development faces，combines the

design method of commercial carrier with the technical requirements of aquaculture，preliminarily explores the

construction of a deep-sea aquaculture platform system and the overall technical framework，and puts forward

the technical direction of focus and research． With a view to joint technical research in the marine and

aquaculture industry，an industrial guide and design procedures will be formed to guide the subsequent

aquaculture project design． Also，in combination with the strong marine manufacturing capacity of our country，

a number of aquaculture platforms will be built to achieve large-scale deep-sea aquaculture．

Key words: aquaculture platform; general arrangement; economy; safety; environmental protection

66

第 48 卷第 1 期 渔 业 现 代 化 Vol．48 No．1

2021 年 2 月 FISHEＲY MODEＲNIZATION Feb．2021

DOI: 10．3969 /j．issn．1007-9580．2021．01．002

收稿日期: 2020-09-23

基金项目: 山东省支持青岛海洋科学与技术试点国家实验室重大科技专项“深蓝渔业产业与科技创新战略研究( 2018SDKJ0301) ”; “深

远海工业化绿色养殖关键技术研发( 2018SDKJ0303) ”

作者简介: 徐琰斐( 1986—) ，男，助理研究员，研究方向: 水产养殖工程。E－mail: xuyanfei@ fmiri．ac．cn

通信作者: 徐皓( 1962—) ，男，研究员，研究方向: 渔业装备与工程技术。E－mail: xuhao@ fmiri．ac．cn

中国深远海养殖发展方式研究

徐琰斐，徐 皓，刘 晃，谌志新，崔铭超

( 1 中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所，上海 200092;

2 青岛海洋科学与技术试点国家实验室，山东青岛 266237;

3 农业农村部渔业装备与工程技术重点实验室，上海 200092)

摘要: 在渔业转型发展进程中，发展深远海养殖是突破生态环境和自然资源约束性挑战，实现新时期中国海

水养殖业可持续发展的战略方向。基于联合国粮食及农业组织( FAO) 关于深远海养殖发展的定义，结合中

国海水养殖业发展水平和海域条件，对中国深远海养殖概念进行了界定。提出养殖品种选择、养殖系统构

建、养殖海域规划是关系深远海养殖产业稳步有序发展的重要因素。在养殖品种选择方面，应重点考虑经济

潜力、适应水温和养殖技术; 在养殖系统构建上，分析比较了不同养殖系统应用于深远海养殖的适宜性、安全

性和经济性; 在养殖海域规划方面，应重点考虑养殖排放、环境承载力和海域条件。

关键词: 深远海养殖; 养殖品种; 养殖系统; 环境承载力; 养殖工船

中图分类号: S951; S967 文献标志码: A 文章编号: 1007-9580( 2021) 01-0009-07

自 1986 年“以养为主”的渔业发展方针确定以

后，中国海水养殖业发展迅速，产量由 150 万 t 发

展到 2019 年的 2 065 万 t

［1］，增长了 13 倍。目前，

中国海水养殖仍以近海筏式、底播、池塘和吊笼养

殖为主，合计产量 1 510 万 t，占总产量的 73%，存

在养殖布局不合理、养殖密度过高、养殖品质不高、

生产方式对环境影响较大等问题，亟须加快产业转

型升级［2］。向深海大洋拓展空间，发展深远海养殖

是突破生态环境和自然资源约束性挑战，实现新时

期中国海水养殖业可持续发展的重要战略选择［3］。

养殖品种选择、养殖系统构建、养殖海域规划是保

障深远海养殖有序发展的重要因素。

1 深远海养殖定义

由于世界各国海域环境、技术条件、养殖方式

的不同，目前深远海养殖未有明确统一的定义。

联合国粮食及农业组织( FAO) 鼓励水产养殖向

海洋发展，根据离岸距离、海况环境、作业要求等

条件，界定了不同水域的养殖方式［4］。FAO 界定

的海上养殖方式见表 1。“位置/水文”对应养殖

方式脱离陆基系统、走向海洋的程度，距离陆地越

远、水越深、遮蔽性越低、养殖水体交换度越大，水

域生态系统对养殖排放物的扩散和同化能力越

强。“海况环境”对应的是养殖设施所必须具备

的结构安全性，离岸越远，风浪流的影响越大，设

施与养殖生物的安全保障要求越高。“操作性”

对应生产方式的机械化程度。

基 于 上 述 因 素，FAO 关 于 深 远 海 养 殖

( Deepsea mariculture) 的定义是［5］: 设置于暴露在

风浪作用下的开放海域，有设施设备保障，有补给

船舶支持的海上生产系统。但是中国的陆架结

构、风暴潮情况与挪威等深远海养殖发达国家差

异较大，中国沿海陆架较为平坦。结合中国海上

养殖主要生产方式特点( 表 2) ，基于技术发展水

平和沿海大陆架的自然条件，结合 3 海里内禁止

排放未经处理海上生活污水的标准［6］，中国深远

海养殖可以定义为: 设置在离岸 3 海里以外、水深

在 25～100 m、无遮蔽的开放海域，以远程管控设

施装备为保障、陆海补给系统为支持、对生态环境

无负面影响的工业化海上养殖生产方式［7－8］。最

近研发的数型养殖平台，设计水深一般为 30 ～

40 m，离岸数海里，例如已投产的“深蓝 1 号”，生

产海域水深 60 m，离岸距离达 130 海里［9］。

渔 业 现 代 化 2021 年

表 1 FAO 关于海上养殖方式区分标准

Tab．1 FAO criteria for differentiation of mariculture methods

主要参数 近岸养殖

( coastal mariculture)

离岸养殖

( offshore mariculture)

深远海养殖

( deepsea mariculture)

位置/水文 离岸距离＜500 m

低潮位水深＜10 m

离岸距离 0．5～3 km

低潮位水深 10～50 m

离岸距离＞2 km

水深＞50 m

海况环境

有效波高: ( Hs) ＜1 m

有局部沿岸水流

强潮流时可能影响

有效波高: ( Hs) ＜4 m

有局部沿岸水流

受潮流影响

有效波高: ( Hs) ≥5 m

受海洋性涌浪影响

局部水流可能影响相对较小

进出方便性 随时可进入

随时可登岸

每天至少进入 1 次

一般情况都可随时登岸

进入较为方便

可定期登岸，每 3～10 d /次

操作性 投喂、监控等可

依靠人工参与

投喂、监控等需要

一些自动化操作

需要具备远程操作、自动投喂和

远程监控等系统性功能

表 2 中国海上养殖主要生产方式特点

Tab．2 Characteristics of main way of mariculture in China

主要参数 近岸养殖

( coastal mariculture)

离岸养殖

( offshore mariculture)

深远海养殖

( deepsea mariculture)

生产方式 普通网箱/筏式养殖 深水网箱养殖 大型养殖平台

位置 水深＜10 m

设置在内湾海域

水深 15～20 m

尽量设置在背风海域

水深 30～60 m

设置在开放海域

操作性 基本依靠人工 有一定机械化程度 依靠机械化作业

2 养殖品种选择

2．1 经济潜力

经济潜力包括市场潜力和产品竞争性［10］。首

先，养殖品种选择要考虑消费市场和消费文化等因

素，保证产品规模化生产以后有充分的市场容纳程

度，不致因产量提升导致价格大幅下落。其次，养

殖品种应该与已有的近岸网箱养殖、陆基工厂化养

殖和池塘养殖等传统生产方式有差异化，保障产品

上市具有一定竞争优势和定价权，以保证在深远海

生产系统构建和运维方面有足够的成本分摊空间，

除非近岸网箱养殖等传统生产方式因可持续发展

的压力导致资源和环境成本增加。

2．2 适应水温

养殖对象对养殖海域的水温适应性是品种选

择的主要限制因素。海域全年的水温变化必须与

养殖品种相适应，保证养殖生物不会遭受死亡或

产生明显的应激反应，并使更多时段的水温符合

养殖生物最佳生长温度要求，以缩短养殖周期，提

高生产效率［11］。根据水温资料［12］，南海海域年

水温变化小，大部分海区月平均表层水温在 22 ℃

以上，中南部海区终年均在 26 ℃ 以上，适合开展

暖水性鱼类养殖，如有较高经济价值的石斑鱼

( Epinephelus) 、军曹鱼( Ｒachycentron canadum) 等。

东海、黄渤海海域年水温变化范围较大，为 2 ～

28 ℃，可以开展温水性鱼类 养 殖，如 大 黄 鱼

( Larimichthys crocea) 等。位于黄海海面下 20 ～

30 m 冷水团海域，夏季水温为 6 ～ 12 ℃，可开展

冷水性鱼类养殖，如鲑鱼、鲆鱼等。

2．3 养殖技术

养殖品种需具备良好的符合工业化养殖要求

的种质性状，如生长速度、生活习性、适养密度等，

以利于集约化养殖、转运与高值化加工; 需要有成

熟的苗种生产技术及工厂化繁育体系，以满足周

年提供标准性状的大规格鱼种的要求; 具备工业

化养殖生产工艺、操作规范，以及完善的病害防治

和疫苗免疫技术，保障深远海生产系统高效运行;

建立符合养殖对象不同生长阶段与营养需求的全

过程饲料配方技术及生产体系，支持规模化水产

10

第 1 期 徐琰斐等: 中国深远海养殖发展方式研究

养殖对饲料生产体系的需要。

2．4 适养品种

在近 20 年的产业探索发展中［4］，美国鳕鱼、

鲑 鱼、比目鱼等网箱养殖，扇 贝 ( Placopecten

magellanicus) －紫贻贝( Mytilus edulis) 延绳养殖，

墨西哥湾军曹鱼( Ｒachycentron canadum) 、红鲷鱼

( Lutjanus campechanus ) 、红 鼓 鱼 ( Sciaenops

ocellatus) 网箱养殖，以及挪威大西洋鲑( Atlantic

salmon) 网箱养殖等是值得借鉴的成功案例。表

3 为适合中国深远海养殖的品种及相关特

性［13－18］。同 时，南海的黄鳍金枪鱼 ( Thunnus

albacores) 、高体鰤( Seriola dumerili) ，黄海的黄条

鰤( Seriola aureovittata) 等品种也具有较大的发展

潜力，一旦建立了全面的苗种繁育、集约化养殖、

配合饲料、疫病防控等技术体系，可以形成独特的

深远海养殖产品［19］。

表 3 代表性养殖品种及主要特性

Tab．3 Ｒepresentative aquaculture species and their characteristics

品种/海域 军曹鱼 石斑鱼 大黄鱼 大菱鲆 大西洋鲑

适宜水温

( 生存水温)

22～29 ℃

( 16～35 ℃ )

25～30 ℃

( 11～32 ℃ )

22～28 ℃

( 7～33 ℃ )

15～19 ℃

( 0～30 ℃ )

8～14 ℃

( 1．5～16 ℃ )

竞争性

近岸网箱有一定的

养殖规模，病害多;

产品竞争性一般

除青石斑鱼以外陆

基养殖能力有限; 近

岸网箱养殖受病害

影响，难成规模; 产

品竞争性较强

近岸网箱有相当的

养殖规模，病 害 多，

品质差，主产区正在

转型; 高品质产品差

异明显，竞争性较强

陆基工厂化有相当

的养殖规模，价值不

高; 产品竞争定位在

大规格成鱼养殖，有

一定竞争性

专业化、规模化循环

水养殖工厂，需要足

够的投资规模; 产品

可替代进口形成市

场，竞争性较强

市场潜力 可加 工，活 鱼 消 费

市场有限

有消费文化; 高品质

产品价格较高

有稳定的产品市场

和消费文化

全球性产品，形成消

费文化; 可加工性强

全球性产品，具有稳

定的消费市场

养殖技术

技术成熟，养殖密度

20～ 30 kg /m3

; 配合

饲料具备，转换系数

较高 1．6～1．8

技术成熟，养殖密度

20～ 30 kg /m3

; 配合

饲料基本具备

技术成熟，养殖密度

15 ～ 20 kg /m3

; 配合

饲料基本具备，与鲜

活饵料比仍有差距

技术成熟，养殖密度

20～ 30 kg /m3

; 全程

配合饲料

技术成熟，养殖密度

50 ～ 80 kg /m3

; 全 程

配合饲料

适养海域 南海海域

( 25～28 ℃ )

南海海域

( 25～28 ℃ )

东海海域

( 2～28 ℃ )

黄海海域

( 2～28 ℃ ) 、

黄海冷水团

黄海海域

( 2～28 ℃ ) 、

黄海冷水团

3 养殖系统构建

3．1 系统构建影响因素

深远海养殖系统构建要符合开放海域集约化

养殖生产的要求，主要考虑以下因素［20］: 一是适

宜性，养殖空间能有效地利用海域水资源，创造适

宜集约化养殖、高效生长的水温、水流等水质条

件; 二是安全性，养殖设施需要构建全面的生产系

统，其结构与锚泊系统需要对应风浪流的危害进

行工程化设计和建设，满足海上生产特有的管控

与保障要求，保障恶劣海况下人员、物资和养殖生

物的安全; 三是经济性，根据养殖产品和海域条件

特点，建设经济实用的设施工程，构建具备规模经

济效应的生产系统。

3．2 养殖系统类型

水产养殖是基于水源地自然条件有效隔离所

建立起来的生产系统，隔离度越低，对自然条件的

依赖度越大，生产系统的稳定性与自然条件及其

变化越相关; 隔离度越高，受自然条件的影响越

低，生产系统的管控度越高、越稳定。前者属于传

统农业生产，后者趋向于现代工业的商品化生产。

养殖网箱、围栏、筏架等的隔离度较小，属于开放

式养殖系统( open aquaculture system) ［13］，主要是

对养殖对象的活动空间进行管控。工厂化循环水

养殖是典型的封闭式养 殖系统 ( recirculating

aquaculture systems，ＲAS) ［21］，除补充源水外，全

部由人工管控，可以不受地域、环境、季节影响开

展商品化生产。

大型养殖平台属于开放式养殖系统，是目前

深远海养殖的主要方式。其以锚泊方式定置在海

上，利用网衣及结构物与环境隔离进行水体交换，

达到养殖集约化管控的目的。与沿岸内湾的近岸

网箱养殖不同，设置在 25 m 以深开放海域的养殖

11

渔 业 现 代 化 2021 年

设施，对安全性有更高的要求。近年来，新型深远

海养殖平台总体上往大型化发展，例如，挪威“海

洋 1 号( Ocean Farm 1) ”超级渔场( 2017 年) ，养

殖水体 25 万 m3

，设置海域水深 150 m［23］

; “深蓝

1 号”潜底式平台( 2018 年) ，养殖水体 4．3 万 m3

，

设置在近 60 m 深水域［9］; 坐底式平台“长鲸 1

号”( 2019 ) ，养 殖 水 体 近 6 万 m3

，最 大 吃 水

30．5 m［24］; 这些平台的工业化水平已显著提高，

有望加快面向深远海养殖的生产平台产业化

发展。

封闭海上养殖系统有两种主要发展方式，一

类是定置在开放海域的封闭式养殖平台，例如挪

威 Huage Aqua 公司提出的蛋形养殖平台概念，全

封闭的蛋形养殖舱构建在浮式平台上，高 44 m，

宽 33 m，从水下 20 m 处抽取海水，可养殖1 000 t

鲑鱼，并使养殖水体表层海水隔离，使养殖鱼类免

受海虱或其他寄生虫的侵害，可获得更高的生产

率［25－26］。另一种基于船舶平台的封闭式养殖系

统，即养殖工船概念［27］，提出于 20 世纪 90 年代，

是具有自主航行功能的浮式海上渔业生产平

台［28］，其生产功能以深远海封闭式阶段养殖为主

体，相当于将陆基工厂化养殖系统搬至海上，可以

节省水质净化、水温维持所需能耗，发挥工厂化养

殖高效生产的优势。建立封闭式海上生产系统需

要更高的投资成本和管控要求，必须从养殖品种

价值、生产系统效率、规模经济效益、养殖方式差

异化优势以及可持续发展要求、产业政策等方面

进行综合评估。

3．3 比较分析

综合来看( 表 4) ，养殖平台以养殖生产为唯

一功能，单位水体造价约 500 ～ 2 246 元/m3

，工程

经济性较高，但品种选择和生产时间受自然条件

的限制，必须考虑养殖区域常年水温变化规律与

养殖对象的生物学特性，极端环境水温必须在养

殖对象可生存、能耐受的范围之内，其经常性水温

变化范围应尽可能接近养殖对象生长最快的温度

范围; 并且养殖平台固定锚泊方式难以抵御超强

台风的正面侵袭，且容易受恶劣海况影响，波浪、

水流和网衣变形等都会对养殖鱼类造成胁迫性影

响; 养殖工船是工业化的海上综合生产、生活系

统，单位水体造价约 4 375 ～ 8 750 元/m3

，且要持

续耗能维持生产，其经济可行性必须建立在有市

场价值的品种、规模效应和产业链上，相比养殖平

台优势为: 一是可自主航行选择适宜水温海域，实

现无季节差生产，同时避免养殖生物为对抗水流

消耗过多的能量，提高饲养效率［29］; 二是可阻止

疾病和外来物种任意入侵，防止逃逸和病害，同时

能够对养殖过程中可能有的病原体、抗生素和其

他污染物进行隔离性控制和排放处置; 三是可有

效规避台风、赤潮等自然灾害，解决固定式养殖平

台定点排放对海洋环境污染的问题。养殖平台和

养殖工船两种方式各具特点，可相互协同，考虑到

水深、潮位、波浪、管控距离等因素的影响，不同的

养殖设施在未来深远海产业发展中，应有其性能

优势最大化的设置水域和协同的生产方式。

4 养殖海域规划

4．1 基于环境承载力的养殖规模控制

人类所有的食物生产活动和自然资源利用产

业都会对环境产生影响，发展深远海养殖需要基

于合理的养殖排放量，使这种影响不会破坏生态

系统的平衡，保证产业的可持续发展。养殖过程

投入的碳、氮、磷营养物质，约 1 /3 被鱼体吸收转

化为生物量［31］，其余氮元素溶解于水中，在水流

的作用下扩散，磷元素随粪便颗粒沉积于海底。

影响养殖排放的因素主要包括［32］: 一是营养物质

的排放总量，与养殖产量、饲料转换效率等直接相

关; 二是养殖水域的水动力，需要足够的水流向周

边扩散悬浮或溶解的营养物质; 三是足够的水深，

使残饲、粪便等固形物有足够的沉降时间，在沉底

前被扩散到更大的范围; 四是水域环境对营养物

质的同化效率，取决于养殖水域尤其是海底生态

系统的稳定性及调节能力。

水产养殖环境承载力，是指在水产养殖生物

生长和生态环境不受损害的前提下，养殖环境所

能容纳的养殖生物或排放污染物的最大负荷

量［33］。深远海养殖环境承载力分析，需要评估的

是特定水域环境对养殖排放物的容纳能力，研究

的是该水域生态系统在养殖排放物作为营养输入

时，其生态系统结构与功能不发生显著变化的养

殖总量、排放强度及主要表征指标的阈值［34－35］。

养殖总量与水域环境整体性水流扩散和自我净化

能力有关，用于确定特定水域的养殖规模。排放

强度与养殖设施设置位置水深、水流的扩散能力

12

第 1 期 徐琰斐等: 中国深远海养殖发展方式研究

和底栖生态系统的同化能力有关，用于限定养殖

密度或排放速率。主要表征指标与该水域环境及

生态系统接纳营养输入后的反应有关，确定的阈

值有利于监测、评价和预警。整体而言，深远海水

域有足够大的环境承载能力，溶解或悬浮于水中

的营养物质将通过藻类和摄食生物，进入水域生

态系统。借助水动力带来的稀释作用，养殖排放

对整体环境不易产生负面影响，更可能会刺激水

域的自然生产力［31］。因此，只有基于环境承载

力，控制好养殖规模，养殖排放才不会对水域环境

造成负面影响。

4．2 基于海域条件的养殖系统与对象选择

中国近海海底地形是广阔的大陆架，深度在

200 m 以内，南海有近 1 /2 为大陆架，东海有 2 /3

属大陆架，黄渤海则全部位于大陆架上。在大陆

架外缘，则多有坡度极陡、数千米深的海沟、海槽

和盆地。按大陆架平均坡度计，由南向北，坡度愈

加平缓。南海沿岸对应 25 m 水深的离岸距离为

14 海里，100 m 水深到 56 海里; 东海沿岸 25 m 水

深为 46 海里，100 m 水深到 183 海里; 南黄海沿

岸 25 m 水深为 52 海里，100 m 水深到 206 海里;

北黄海沿岸 25 m 水深为 66 海里，100 m 水深到

264 海里。中国深远海养殖产业的主要区域应在

25 m 以深、200 海里以内的专属经济区海域。就

水温条件而言［36］，南海海域属于热带水域，水温

变化幅度小，具有发展鱼类养殖良好的生产条件，

尤其适合暖水性鱼类养殖。若采用封闭式养殖系

统从 200 ～ 300 m 层抽水，可以养殖冷水性鱼类。

其他海区属于温带水域，周年水温变化较大，若采

用可移动封闭式养殖平台，通过主动选择适合海

域水温，可以避免品种选择的局限。

表 4 养殖平台与养殖工船相关性能对比

Tab．4 Performance comparison between offshore cage and aquaculture vessel

特性 养殖平台 养殖工船 说明分析

水体交换 开放式，自然交换 封闭式，动力交换 养殖工船需要持续耗能维持生产

设置方式 固定锚泊 移动锚泊 －

水温条件 受区域性季节性影响 可长年获取适宜水温 养殖工船可在不同季节、不同海域以及

不同水层，获取适宜水温

品种选择 受到限制 不受限制 －

生长速率 较低 较高 水域年温度变化越大差异越明显

转化效率 低 高 养殖平台中的鱼类需要消耗更多的能量

以抵御水流冲击

生长周期 季节性 无季节性 －

养殖密度 10～20 kg /m3 20～40 kg /m3 养殖工船养殖舱以换水为主，高密度时

加配循环水系统

系统效能 单位水体年产出率: 15～30 kg /m3

季节性生产

单位水体年产出率: 50～100 kg /m3

全年性生产

养殖工船养殖利用分隔鱼池开展阶段式

养殖，约为单次产能2．5倍［30］

病害控制 无法隔离 可有效隔离与管控

可隔离表层水体，防止寄生虫等病害; 可

改变鱼池水体温度、盐度或以药物杀菌

等措施控制病害

应激水平 较高 低 网箱水体受海况影响大，波浪、水流和网

衣变形等都可能对养殖对象造成胁迫

逃逸风险 较高 无 －

排放控制 无 可控 养殖工船可设计固形物有效收集装置;

移动生产方式对环境影响更小

设施安全性 固定锚泊，需具备足够抵御能力;

恶劣海况下，人员须撤离

游弋锚泊，可主动躲避至风暴中心

以外; 有效保障人员、财产安全

大型船舶平台自身具有 12 级风浪条件下

的安全航行能力，具有相当高的安全性

与舒适型

机械化程度 较高 高 －

系统能耗 低 较高，依赖能耗维持生产 －

构建造价 单位水体造价: 500～2 246 元/m3

;

单位年产量造价: 37～120 元/kg

单位水体造价: 4 375～8 750 元/m3

;

单位年产量造价: 81～125 元/kg

养殖平台数据来自已建和待建的 8 个型

号; 养殖工船数据来自在研项目 2 个型号

计算分析

13

渔 业 现 代 化 2021 年

5 发展建议

综上所述，构建深远海养殖生产方式，在方向

上必须符合渔业高质量发展的要求，着眼于高效

生产、规模经济效益、环境友好和质量安全，适养

品种选择、养殖系统构建、海域规划设计是必须要

解决好的问题。在品种选择方面，筛选生物学、生

态学、行为学基础研究积累较为完善，并且苗种繁

育和养殖技术较为成熟的品种，为深远海养殖新

兴产业初期发展提供良好的基础，减少风险; 同时

加强苗种繁育、饲养工艺、生殖生理、病害防控等

关键技术研究，加快建立目标品种工业化人工苗

种繁育技术和养殖工艺，制定目标品种深远海养

殖技术操作指南。在养殖系统构建方面，开展游

弋式、浮式、半潜式等适用于不同养殖海域和条件

的大型专业化多功能养殖船型和平台构建技术研

究，研发集苗种繁育、成鱼养殖、饲料加工、捕捞渔

船补给及渔获物冷藏冷冻等功能为一体的多功能

大型养殖平台和设施，发展管控、维护和抢险的平

台运维技术和装备，支撑深远海养殖系统稳定运

行。在养殖海域规划方面，推进深远海海域及相

关岛礁使用权审批、陆上基地建设用地与配套码

头、养殖许可等政策完善，建立基于环境承载力评

估与控制的区域性规划，为产业可持续发展提供

科学、规范的产业和政策环境。 □

参考文献

［1］ 农业农村部渔业渔政管理局．2020 中国渔业统计年鉴［M］．

北京: 中国农业出版社，2020．

［2］ 徐皓，陈家勇，方辉，等．中国海洋渔业转型与深蓝渔业战略

性新兴产业［J］．渔业现代化，2020，47( 3) : 1-9．

［3］ 徐琰斐，刘 晃． 深 蓝渔业发 展 策 略 研 究［J］． 渔 业 现 代 化，

2019，46( 3) : 1-6．

［4］ LOVATELLI A，AGUILAＲ-MANJAＲＲEZ J，SOTO D． Expanding

mariculture farther offshore-Technical，environmental，spatial and

governance challenges［M］．Ｒome: FAO，2010．

［5］ KAPETSKY J M，AGUILAＲ-MANJAＲＲEZ J，JENNESS J． A

global assessment of offshore mariculture potential from a spatial

perspective［M］．Ｒome: FAO，2013．

［6］ 交通运输部规划研究所，环境保护部环境标准研究所，农业

部渔业船舶检验局，等．GB3552－2018 船舶水污染物排放控

制标准［S］．北京: 中国环境科学出版社，2018．

［7］ 潘迎捷．水产辞典［M］．上海: 上海辞书出版社，2007．

［8］ 张成林，徐皓，王世明，等．基于大型渔业平台的深远海渔业

发展现状与思考［J］．中国农学通报，2020，36( 25) : 152-157．

［9］ 新华网．我国首座“深海渔场”建成交付［EB /OL］．( 2018-5-

4) ［2020-11-25］． http: / /www． xinhuanet． com/politics/2018-

05 /04 /c_129865000．htm．

［10］麦康森，徐皓，薛长湖，等．开拓我国深远海养殖新空间的战

略研究［J］．中国工程科学，2016，18( 3) : 90-95．

［11］侯娟，周为峰，王鲁民，等． 中国深远海养殖潜力的空间分

析［J］．资源科学，2020，42( 7) : 1325-1337．

［12］许东禹，刘锡清，张训华，等．中国近海地质［M］．北京: 地质

出版社，1997．

［13］居礼，王玉堂，蒋宏斌．海水类鱼集约化养殖技术［M］．北京:

海洋出版社，2004．

［14］陈 毕 生，柯 浩，冯 娟，等． 军 曹 鱼 Ｒachycentron canadum

( Linnaeus) 的生物学特征及网箱养殖技术［J］．现代渔业信

息，1999，14 ( 9) : 16-19．

［15］CHOU Ｒ L，SU M S，CHEN H Y．Optimal dietary protein and

lipid levels for juvenile cobia ( Ｒachycentron canadum) ［J］．

Fisheries Science ＆ Technology，2003，193( 12) : 81-89．

［16］姜 志 强，吴 立 新，赫 拉 娣，等． 海水养殖鱼类生物学及养

殖［M］．北京: 海洋出版社，2005．

［17］刘 焕 亮，黄 樟 翰． 中国水产养殖学［M］． 北 京: 科 学 出 版

社，2008．

［18］林浩然．石斑鱼类养殖技术体系的创建和石斑鱼养殖产业持

续发展的思考［J］．福建水产，2012，34( 1) : 1-10．

［19］刘晃，徐琰斐，缪苗．基于 SWOT 模型的我国深远海养殖业发

展［J］．海洋开发与管理，2019，36( 4) : 45-49．

［20］徐皓，湛志新，蔡计强，等．我国深远海养殖工程装备发展研

究［J］．渔业现代化，2016，43( 3) : 1-6．

［21］GoodFishBadFish Seafood Sustainability． Aquaculture Methods

［EB /OL］．［2020-4-16］． http: / /goodfishbadfish． com． au /page_

id = 33．

［22］徐皓，江涛．我国离岸养殖工程发展策略［J］．渔业现代化，

2012，39( 4) : 1-7．

［23］新华 网． 中国智能渔场助力挪威三文鱼养殖［EB/OL］．

( 2017-12-22) ［2020-11-25］． http: / /www． xinhuanet． com/

world /2017-12 /22 /c_1122153864．htm．

［24］新华网．山东烟台: 深水智能网箱“长鲸一号”“出海”［EB/

OL］．( 2019-5-9) ［2020-11-25］． http: / /www． xinhuanet． com/ /

photo /2019-05 /09 /c_1124471797．htm．

［25］CHU Y I，WANG C M，PAＲK J C，et al． Ｒeview of cage and

containment tank designs for offshore fish farming ［J］．

Aquaculture，2020( 519) : 734928．

［26］EＲICH LUENING．Egg pens for fish．Aquaculture North America

［EB /OL ］． ( 2016-4-26 ) ［ 2020-4-16 ］． https: / /www．

aquaculturenorthamerica． com/marine-harvest-tests-closed-eggshaped-fish-pens-1092 /．

［27］丁永良．海上工业化养鱼［J］．现代渔业信息，2006( 3) : 4-6．

［28］徐皓，陈军，倪 琦，等． 一种船载海洋养殖系统: 102939917

［P］．2013-2-27．

［29］闫国琦，倪小辉，莫嘉嗣．深远海养殖装备技术研究现状与发

展趋势［J］．大连海洋大学学报，2018，33( 1) : 123-129．

14

第 1 期 徐琰斐等: 中国深远海养殖发展方式研究

［30］INNOFISK．Feasibility study into a new concept for sustainable

aquaculture on board of a ship［EB/OL］．［2020-4-16］．http: / /

www．agro．nl /innovatienetwerk /．

［31］LASSE M．OLSEN，MAＲIANNE O，YNGVAＲ O．Perspectives of

nutrient emission from fish aquaculture in coastal waters:

Literature review with evaluated state of knowledge［EB/OL］．

［2020-4-16．］ https: / /www． researchgate． net /publication /

283853885 _ Perspectives _ of _ nutrient _ emission _ from _ fish _

aquaculture_in_coastal_waters_Literature_review_with_evaluated

_state_of_knowledge．

［32］马云瑞，郭佩芳．我国深远水养殖环境适宜条件研究［J］．海

洋环境科学，2017，36( 2) : 249-254．

［33］朱长波，苏家齐．养殖承载力与水产养殖可持续发展［J］．海

洋世界，2019，( 11) : 34-37．

［34］韩立民，罗青霞．海域环境承载力的评价指标体系及评价方

法初探［J］．海洋环境科学，2010，29( 3) : 446-450．

［35］郑伟，石洪华，王宗灵，等．海水养殖区生态系统健康评价指

标体系与模型研究［J］．海洋开发与管理，2012，( 11) : 76-79．

［36］苏纪兰，袁立业．中国近海水文［M］．北京: 海洋出版社，2005．

Ｒesearch on the development way of deepsea mariculture in China

XU Yanfei，XU Hao，LIU Huang，CHEN Zhixin，CUI Mingchao

( 1 Fishery Machinery and Instrument Ｒesearch Institute，Chinese Academy of Fishery Sciences，Shanghai 200092，China;

2 Qingdao Pilot National Laboratory for Marine Science and Technology，Qingdao 266237，Shandong，China;

3 Key Laboratory of Fishery Equipment and Engineering Technology，

Ministry of Agriculture and Ｒural Affairs，Shanghai 200092，China)

Abstract: In the process of fishery transformation and development，the development of deepsea mariculture is

the strategic direction to break through the challenges of ecological environment and natural resources

constraint and realize the sustainable development of China’s mariculture industry in the new era．This paper

defines the concept of deepsea mariculture in China with consideration of the development level of mariculture

industry and marine geological conditions based on the definition of deepsea mariculture proposed by FAO．It is

proposed that selecting aquaculture species，constructing aquaculture systems and planning aquaculture sea

areas are important factors for the steady and orderly development of deepsea mariculture．Emphasis should be

given to economic potential，adaptive temperature and aquaculture techniques in the selection of aquaculture

species．The suitability，safety performance and economic feasibility of different aquaculture systems for deepsea

mariculture are analyzed and compared in the construction of aquaculture systems． Aquaculture discharge，

environmental carrying capacity and marine geological conditions should be mainly considered in the planning

of aquaculture sea areas．

Key words: deepsea mariculture; aquaculture species; aquaculture system; environmental carrying capacity;

aquaculture vessel

15

第 45 卷第 1 期 渔 业 现 代 化 Vol．45 No．1

2018 年 2 月 FISHEＲY MODEＲNIZATION Feb． 2018

DOI: 10. 3969 /j. issn. 1007-9580. 2018. 01. 006

收稿日期:2017－11－29

基金项目:2016 年院级基本科研业务费课题“平台总体三维设计及辅助设施关键技术研究( 2016HY－ZD1302) ”; 青岛海洋科学与技术国

家实验室鳌山科技创新计划项目( 2016ASKJ10) ; 2017 年渔机所级基本科研业务费课题“深远海渔业装备的进展及趋势研究

( 2017YJS0011) ”

作者简介:黄温赟( 1985—) ，男，工程师，硕士，研究方向: 大型深远海养殖工船系统构建。E－mail: huangwenyun@ fmiri. ac. cn

深远海养殖装备系统方案研究

黄温赟1，2，3

，鲍旭腾1

，蔡计强1，2，3

，江 涛1

( 1 中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所，上海 200092;

2 农业部远洋渔船与装备重点实验室，上海 200092;

3 青岛海洋科学与技术国家实验室深蓝渔业工程装备技术联合实验室，山东 青岛 266237)

摘要:随着海洋捕捞产量的萎靡、近海生态系统的恶化，人们对健康绿色海产品的需求不断增长，促使了海洋

养殖业逐渐迈入深蓝海域，国际社会对开发大洋渔业资源的竞争将变得越来越激烈。利用深远海优质水资

源大批量养殖良好经济效益鱼类的深远海养殖，是拓展养殖区域、提高海产品产量的重要方式。通过对现有

几个比较成功案例的回顾和比较，针对海上运输业萧条、运输船队过剩等现况，利用项目前期成功经验，对一

条 30 万吨级的矿砂船改造为养殖工船展开技术研究: 改造其船体结构，规划养殖方案，设计养殖配套的鱼群

调拨、深层测温取水、投饲、排污换水、起捕等系统。总结并归纳待解决的问题，以推动深远海养殖可应用可

复制可推广，为构建深蓝渔业战略提供参考。

关键词:深远海养殖; 养殖工船; 养殖装备

中图分类号:U662. 3 文献标志码:A 文章编号:1007－9580( 2018) 01－033－07

随着经济社会的发展，海产品的需求量逐年

提升。在世界海洋渔业捕捞产量增长不大甚至萎

缩的情况下，海产品的供应将主要依赖水产养殖

业的发展［1］。中国水产养殖生产方式粗放，受内

陆和沿海近岸水域环境恶化和水质劣化的影响，

养殖产品的安全问题日益突出，养殖空间也受到

挤压。人民日益增长的美好生活需要和水产品生

产供应不平衡不充分的矛盾逐渐显露。另外一方

面，我国广袤的深远海国土面积基本未被用于水

产养殖; 利用这片海域为实现新时期我国水产养

殖业的可持续发展、推进渔业供给侧改革、满足人

们美好生活的需要，实施深远海养殖战略成为我

国水产养殖业的重要发展方向［2］。

深远海养殖将海水养殖区域从现今的水深

20 m 以下［3］水域拓展到更深、更广的外海区域，

借助更好的水质环境、更强的水体自净能力，养殖

病害将会减少，单位水体养殖量会提升，养殖产品

的质量亦可提高。随着养殖区的外移，近岸区的

养殖密度将可得以有效控制，甚至可以实施局部

区域禁养等强有力的保护环境措施，有利于浅海

生态环境的恢复和沿海生态旅游业的发展［4］; 还

可开创深海旅游。

1 深远海养殖工程装备发展现况

实现深远海养殖的主要途径是构建大型养殖

网箱和浮式养殖平台。前者是在离岸养殖网箱的

基础上，在设施与配套装备技术的支撑下，不断向

深水、深海水域推进; 后者以专业化养殖工船为代

表，在发展理念与技术方案上不断成熟，开始被列

入到未来的发展计划。

1. 1 网箱养殖工程装备

深水网箱养殖最为普遍的是 HDPE 框架重

力式网箱，新型的 HDPE C60 深水网箱载鱼量高

达 60 t，与国外同类型相比，制造成本仅为后者的

1 /5

［5］。目前养殖网箱设施向大型化、集约化发

展［6］，并不断地向更深水域、开放性海域推进。

经过技术的不断深入，网箱抗风浪、抗流能力不断

增强，出现了蝶形网箱、球形网箱等新形式。瑞典

Fannocean 公司养鱼平台，网箱容积 2 500、3 500、

渔 业 现 代 化 2018 年

4 500、6 000 m3

等 4 种规格，可抗大于 10 m 的波

浪，养殖产量达到 150 t; 日本北海道以一个养鱼

平台控制 5 个 6 000 m3

养殖网箱，经受了 6 级地

震及随后的海啸袭击，每年饲养大马哈鱼 80 t，鳟

鱼 160 t ［7］。西班牙彼斯巴卡公司设计的养鱼平

台，可管理 7 只 2 000 m3

的深水网箱，能经受 9 m

海浪，年产鱼 250～400 t

［8］。

网箱养殖还配备了许多高效设备，包括具有

自动化远程管理的投喂系统、定量投送装备、数字

化监控系统等，饲料投送、辅助作业等的养殖工作

船，在网箱起鱼过程中能降低劳动强度，提高工效

的吸鱼泵与分级装备［9］。此外，还有鱼苗计数

器、疫苗注射机、海水过滤循环装置等先进、实用

的各类设施［10］。

1. 2 深远海养殖工船

1980 年代提出的养殖工船，包括浮体平台、

船载养殖车间、船舱养殖以及半潜式网箱工船等

多种形式［1］。挪威国际渔业集团 Sal－Mar 公司投

建由挪威 Global Maritime 公司设计、青岛武船承

建的全新三文鱼海上渔业养殖平台［11］。该平台

总高 69 m、直径 110 m，空船重 7 700 t，箱体总容

量 20 多万 m3

，在 100 m 至 300 m 水深区域进行

三文鱼养殖，设计养鱼量 150 万条，设计死亡率

低于 2%，设备配员 9 人［12］。该平台具备深远海

鱼类养殖与输送、饲料储藏和投放、智能化管理与

运营等功能。

挪威 NSK 船舶设计公司的大型深海养殖工

船，全长 430 m、宽度 54 m; 单艘养殖工船可以容

纳 1 万 t 三文鱼成鱼或超过 200 万尾幼鱼，还可

以降到海平面 10 m 以下。养殖工船为钢架结构，

可以安装 6 个 50 m×50 m 的养殖网箱，网箱深度

可达 60 m［13］。

养殖工船( 鲁岚渔养 61699) ［14］，由中国海洋

大学与中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所

联合 设 计。该 船 总 长 86 m，型 宽 18 m，型 深

5. 2 m; 设计养鱼舱 14 个，配备饲料舱、加工间、鱼

苗孵化室、鱼苗实验室等配套齐全的舱室及设备。

该船将在日照离岸 100 海里的黄海作业，作业时养

殖工船将取水管底端深入冷水团内，抽取低温海水

循环进行冷水鱼类养殖，原理见图 1

［15］。

“十二五”期间，中国水产科学研究院渔业机

械仪器研究所开展了大型养殖工船系统研究，在

10 万吨级阿芙拉型油船船体平台上，设计养殖水

体 7. 5 万 m3

，可以形成年产 4 000 t 以上石斑鱼养

殖能力及 50～100 艘南海渔船渔获物初加工与物

资补给能力的养殖工船［16］。

图 1 冷水团养殖工船

Fig. 1 Cold Water Mass aquaculture vessel

2 深远海养殖工船功能设计

现阶段，世界贸易低迷，全球运输需求不振，

船舶供应又过剩，全球航运业持续萧条［17］。全球

航运业风向标—波罗的海干散货指数( BDI) 长期

萎靡不振，航运业低迷，船价也大幅缩水。将空置

的大型货船改造成深远海养殖工船，不仅解决了

资产闲置的难题，而且可以产生一定的经济利益，

还是国家供给侧改革的需要。

将一条 30 万 t 级的矿砂船，缩小舷侧压载

舱，将货舱改建成养鱼舱，改建成一艘养殖工船。

并增加繁育车间、加工车间、冷藏冷冻舱、饲料储

34

第 1 期 黄温赟等: 深远海养殖装备系统方案研究

藏舱，加大淡水舱、燃料舱，增设深层测温取水装

置、自动化投饲装置、排污换水装置、机械化起鱼

装置等，方案见图 2

［18］。

图 2 30 万 t 大型养殖工船改造方案

Fig. 2 Ｒeform plan of the 300 000－ton large aquaculture vessel

针对养殖工船的布置及配备，其有如下特点:

( 1) 适宜的养殖环境。优良的水质是开展健

康养殖、提高产品品质的必要条件; 环境水温的变

化范围与养殖品种最佳生长温度的对应程度越

高，生长周期越短，养殖系统的产能就越高。在深

海海域，尽管气候条件随季节变化，但通过深层取

水，在特定水域和特定水深下，可以获得水温、盐

度合适的水源。

( 2) 优质健康鱼类产品。相比近海沿海海

域，深远海的水质环境更好，水体面积更广，水体

自净能力强; 外加适宜养殖鱼类生长的水温和盐

度以及足够的换水次数，细菌及微生物得到了抑

制，从根本上解决了病害问题，避免了养殖过程中

的药物和抗生素的使用，鱼产品可达到准野生的

优质水平。

( 3) 高效的养殖生产模式。大型深远海养殖

工船集成了繁育、养殖、加工、冷冻冷藏等鱼货物

供给的一条龙功能，提供了阶段性分舱养殖、自动

化投喂、自动换水排污、机械化起捕、鱼货物加工

等一系列先进的养殖生产加工方式，最大程度减

少海上作业人员数量，减轻养殖工人劳动负荷。

( 4) 利于近岸生态保护。养殖工船的实施及

养殖区域的外移，势必减少近岸区的养殖密度，保

护近海水域生态环境; 还可调整现阶段以远洋捕

捞和近海养殖为主的海鲜产品供应方式，促进渔

民转产转业，引领全球渔业养殖产业发展。

( 5) 自主游弋。由矿砂船改装而成的养殖工

船，保留了原有的动力系统，可以根据需求追逐适

温海流、驶入特定渔场、躲避台风侵袭等; 其与捕

捞渔船相结合，可以构建驰骋远海大洋、持续开展

渔业生产的航母船队; 建立渔业维权海上移动工

作站，对深远海作业渔船和渔业执法船进行物流

补给，且可机动布局于边远海疆，维护国家海洋

权益［19］。

( 6) 系统齐备。为了养殖利润的最大化，养

殖工船上配备了: 深层测温取水系统、阶段性分舱

养殖系统、自动化投喂系统、自动换水排污系统、

机械化起捕系统，鲜活饲料加工系统等。还可增

配海洋环境检测、资源调查等的实验室。

( 7) 可期的经济性。虽然养殖工船系统复

杂，改建费、运行维护费高，但通过深层测温取水，

常年获取适宜温度盐度的深层海水，养殖鱼类一

直处于快速生长阶段，配合科学养殖方案和投饲

方案，养殖产量和效益可显著提升; 同时绿色海鲜

产品价格逐年上涨，国人消费量节节高攀，经济性

可期。

3 结构改建

矿砂船中间是单个矿砂舱，两侧设置有巨大

的压载舱( 图 3) 。

35

渔 业 现 代 化 2018 年

图 3 矿砂船横剖面图

Fig. 3 Midship section of the Ore Carrier

肋骨骨材均位于压载舱内，结构部件复杂，突

出部分易造成鱼类受伤，不适合养殖，且不利于饲

料均匀投饲、鱼货物起捕作业等; 要使得船舶达到

设计吃水，仅靠中间大舱内的养殖水体不足以达

到，两侧压载舱还需保持一定水量，造成水体及能

源的浪费; 中间大舱自由液面大，对船舶稳性有着

不利影响。该结构养殖水体少，养殖量小，无法发

挥其大吨位的优势。

因此，为了最大化养殖水体和船舶安全，需对

货舱分舱布局进行改动: 将货舱壁外移; 船中增设

槽型舱壁; 加宽底部空舱至新纵舱壁; 为利用水面

至主甲板的空间，在养殖舱两舷增设舱室等，详见

图 7。

根据自由液面对船舶稳性的影响公式［20］:

G1 M = GM － w1 × ix

Δ ( 1)

式中: GM—船舶重心与稳心之间的垂直距离; ix—

自由液面的面积倾斜的横向惯性矩; w1—自由液

面物质的重量; Δ—船舶总排水量。

矩形自由液面对其倾斜轴的面积惯性矩 ix =

1

12

lb3

( l 和 b 分别为矩形的长和宽) 可得，货舱中

部增设舱壁后，自由液面对稳性的不利影响可减

少至 1 /4。

4 系统方案构建

本船主要在中国外海海域( 黄海、东海和南

海) 进行养殖、繁育及鱼货物加工作业，并兼做渔

船油料淡水食品补给站、渔业维权海上移动工作

站、资源调查观测站、教学实验活动基地以及休闲

旅游场 所。养殖是本船主要功能及经济收入

来源。

4. 1 鱼群调拨系统

合理的养殖密度可以保证在养殖期间内，饲

养出达到预期的鱼种规格［21］。养殖工船中由于

每个养殖舱舱容是一定的，而鱼群每天都在成长，

养殖密度就不断增长。为了保持本舱内的最佳养

殖密度，每隔一定时期需将鱼群的部分转移至另

外的舱内，保持鱼类最佳生长速度，也最大化地利

用养殖水体［22］。本船拟采用这种阶段性分舱养

殖方案。

将养殖工船 14 个养殖舱平分为左右 2 组，根

据月初投放的目标鱼规格、养殖鱼种在最佳养殖

密度下每月的成长量，对每个舱推算月末舱内养

殖鱼类总量; 月末重新调度每舱内鱼群数量，以保

证下个月最佳养殖密度和鱼类最佳生长速度。通

过一定的规划，确保每个月每个养殖舱内都有足

够的养殖鱼群，养殖水体得到充分利用。

根据养殖工船养殖舱布置特性，月末的鱼群

重新分配调拨有 3 种方式: 左侧养殖舱之间调拨，

右侧养殖舱之间调拨，第 7 养殖舱左右两舱之间

调拨。在船两舷侧的压载舱/空舱中设置鱼群输

送管，并设置阀门，通过阀门开闭、养殖水舱之间

的液位调节及舱底网架升降，借助安装在输送管

上的精密鱼群检测仪器，实现同侧养殖舱之间的

鱼群精准调拨; 第 7 养殖舱左右两舱之间的槽型

壁上增开流通口，并设闸，开闸即可实现鱼群的

调拨。

4. 2 深层测温取水系统

深层测温取水是本船最重要的系统之一。通

过该系统，养殖舱可以源源不断地获得所需温度

的深层海水; 利用这些富含矿物质、适宜水温及盐

度的海水，养殖鱼类可以长时间处于快速生长过

程中。

本系统包括深层取水装置［24］( 以下简称取水

管) 、带补偿装置的液压吊机、循环水泵、温控阀、

声呐探测装置等( 图 4) 。

36

第 1 期 黄温赟等: 深远海养殖装备系统方案研究

图 4 深层测温取水系统方案图

Fig. 4 Deep seawater temperature measurement and drainage system

取水管长度约 120 m，养殖工况时用吊机将

取水管缓慢放入海水中，由取水管底端的温度传

感器测得符合养殖水产品的温度时发出信号，将

取水管固定在该水深处，启动循环水泵对养殖水

舱供水; 循环水泵亦可以根据养殖舱内的液位传

感器自动启停。取水管放下之前需先打开声呐探

测系统，对水下障碍物持续进行探测，保证取水管

及船舶的安全。当船舶由于波浪的作用颠簸或者

取水管在洋流的作用下产生摇摆时，吊机上的补

偿装置可以随着船颠簸和取水管的摇摆进行补

偿，从而消除对船舶稳性产生的威胁。

4. 3 投饲系统

养殖鱼类的投饲分为颗粒饲料投饲( 图 5) 和

鲜活鱼饲料投饲( 图 6) ［25－26］，其中颗粒饲料投饲

设计了 4 种不同规格的饲料。颗粒饲料仓一分为

四，储存 4 种不同规格的饲料。

图 5 颗粒饲料投饲方案图图

Fig. 5 Feeding scheme diagram of pelleted feeds

图 6 鲜活鱼饲料投饲方案图

Fig. 6 Feeding scheme diagram of live fish

在料仓底部设置配料秤系统，通过配料输送

机将每次需要投饲的饲料量经配料秤秤重后，提

升至两边的刮板输送机，分别向艏艉方向送料。

通过控制刮板输送机下方的气动闸门及三

通，确定投饲的养鱼舱。根据养殖鱼类的数量，可

计算出料仓所需容积。在主甲板加工车间下方设

有冰冻杂鱼板冷库。投饲时，通过小吊机，将储藏

室内的冰冻杂鱼块起吊至甲板。操作人员将鱼板

放置皮带输送机上，提升至鱼板破碎机。破碎后

进入刮板输送机，分别向艏艉方向送料。通过控

制刮板输送机下方的气动闸门及三通，确定投饲

的养鱼舱。投饲量以冰冻杂鱼板的数量计。

4. 4 换水排污系统

本船采用循环换水系统( 图 7 左侧) ，通过深

层测温取水系统将深层水泵至养殖水舱中，养殖

水舱内的水位高于外部水位，自动换水。通过传

感器检测舱内水温，自动开启阀门进行溢流排水，

而舱内水位排至一定时触发循环水泵泵入新的深

层水。强制换水即排污，养殖舱底设置为斜底结

37

渔 业 现 代 化 2018 年

构，便于舱内污物( 鱼类排泄物及残余饵料等) 的

收集和排出。斜底结构上方安置非水密格栅，防

止养殖鱼群进入斜底区域搅动污物。斜底区域设

置两个推流器［27］。在排污期间造就旋流，便于污

物转移至舱底中心部位的排污口。在每天适当的

时候开启排污模式，启动推流器，打开排污泵进行

排污，舱内水位排至一定时触发循环水泵泵入新

的深层水。为了养殖水体的水质，每天需保证足

够的换水次数［28］。

图 7 养殖工船横剖面图

Fig. 7 Midship section plan of the aquaculture vessel

4. 5 起鱼系统

舱内结构的特殊性( 繁育车间/颗粒饲料舱

嵌在养殖舱内) ，需专门装置才可将鱼从养殖舱

内捕捞起来。在舱内安置一个网架，通过四周的

钢缆及滑轮与主甲板上的绞纲机相连［29］; 养殖过

程中，网架沉入舱底，上方水体部分进行养殖作

业，污物通过网孔沉入斜底; 网架上做相应的设

计，可以让死鱼沉入斜底中，通过换水排污系统排

出船外; 起鱼作业时，通过绞纲机将网架逐渐提

升，同时开启排污泵降低舱内水位，网架到一定高

度、鱼群集中后，通过主甲板上的吊机将吸鱼泵吸

口吊入舱内，将鱼吸走; 舱内四周设置平台，方便

在过程中人员查看。

5 亟待解决的问题

深远海养殖是一个综合体系。适养物种、养

殖技术和养殖平台是深远海养殖的主体; 实时水

文监测、养殖人员、物资和养成品的海上运输和陆

地物流等，是深远海养殖体系周边配套支撑网络。

同时还必须考虑海流( 暖流) 、风暴潮等对养殖活

动的影响以及一定的减灾防灾策略等。在我国深

远海养殖己有的基础下对面临的问题分析如下:

( 1) 我国深远海养殖技术还缺乏实际经验。

虽然近海养殖技术已经成熟，但因我国海域横跨纬

度大，水温水文特性差异大，养殖品种适应性、养殖

饲料适宜性还未确认，养成品的保活保鲜及加工还

未得到验证，各个外海海域均未有成熟的养殖经验。

( 2) 配套深远海养殖的设备有待验证。我国

渔业设备一向以简单实用为原则，自动化程度偏

低，而深远海养殖平台需要高可靠性、机械化、自

动化的装备; 近海养殖设施是否适应深远海海域

有待验证; 为深远海养殖新设计养殖设施也有待

验证。

( 3) 对深远海水文规律［30］的撑握以及宜养

水域的选择等技术应用仍需加强，包括对适温洋

流、海底冷水团的撑握以及深层海水的获取等。

( 4) 深远海养殖人员及岸基配套欠缺。不同

于近海个体养殖，深远海养殖需要更先进的管理

模式、管理系统，而现今国内基本无深远海岸基配

套设施，虽然有国外经验可参考，但舶来品是否适

合国内状况还需时间验证。

( 5) 政策法规的缺失及政府的支持力度不

明。养殖工船适用的建造及检验规范未明确; 养

殖工船装备要求高，整体投入大，政府对于这新兴

的、民生的生产方式还未有明确的、详细的扶持措

施，着手投入的企业少。

6 展望

渔业走向深蓝海域已是大势所趋。深远海养

殖装备是开拓水产养殖新空间、构建战略新兴产

业的前提和保障。“深蓝渔业”随之而出。深蓝

渔业不仅可为广大民众提供健康绿色的水产品，

转变渔业生产方式、减轻渔民劳动负荷、提高渔民

收入水平，加快近海沿岸水环境修复等; 还可开展

深远海科学观测、岛礁及海域国土综合管理，形成

渔业航母船队，屯渔戍边，守卫海疆。深蓝渔业是

我国海洋强国战略发展的需要，是渔业供给侧改

革的需要，更是企业转型、提升竞争力的需要。□

参考文献

［1］ 徐皓，谌志新，蔡计强，等 . 我国深远海养殖工程装备发展

研究［J］. 渔业现代化，2016，43( 3) : 1－6.

［2］ 麦康森，徐皓，薛长湖，等 . 开拓我国深远海养殖新空间的

战略研究［J］. 中国工程科学，2016，18( 3) : 90－95.

［3］ 马云瑞，郭佩芳 . 我国深远海养殖环境适宜条件研究［J］.

38

第 1 期 黄温赟等: 深远海养殖装备系统方案研究

海洋环境科学，2017，36( 2) : 249－254.

［4］ 麦康森 . 深海养殖与海洋经济可持续发展［J］. 新经济，

2014( 4) : 61－64

［5］ 郭根喜，陶启友，黄小华，等 . 深水网箱养殖装备技术前言

进展［J］. 中国农业科技导报，2011，13( 5) : 44－49.

［6］ 徐皓，江涛 . 我国离岸养殖工程发展策略［J］. 渔业现代

化，2012，39( 4) : 1－6.

［7］ 方荣楠 . 国外养鱼平台［J］. 渔业现代化，2010( 24) : 35.

［8］ 庚云 . 西班牙研制巨型海水养殖网箱［J］. 现代渔业信息，

1990，5( 11) : 34.

［9］ AKVAGＲOUP．Cage Farming Aquaculture［EB/OL］．［2016 －

03 － 10］． http: / /www. akvagroup. com/preducts/cage-farming

aquaculture．

［10］ 徐君卓 . 挪威网箱养鱼持续高速发展的经验与启迪［J］.

海洋渔业，2000( 4) : 180－184．

［11］ 湖北日报网 . 世界最大“深海渔场”武汉造 一年可养 150

万 条 三 文 鱼 ［EB/OL］． ［2017 － 06 － 04］ http: / /

news. cnhubei. com/xw/jj /201706 /t3842926. shtml.

［12］ 国际船舶网 . 全球首例武船开建挪威三文鱼深海渔场

［EB/OL］．［2016 － 05 － 25］ http: / /www. eworldship. com/

html /2016 /NewShipUnderConstrunction_0525 /115608. html.

［13］ 中国水产频道 . 开眼界! 挪威深海养殖工船，属于未来养

殖技术［EB/OL］．［2016－ 04－ 08］． http: / /www. fishfirst. cn /

article－58185－1. html.

［14］ 国际船舶网．国内首艘养殖工船启航［EB /OL］．［2017－07－

03］． http: / /www. eworldship. com/html /2017 /OperatingShip _

0703 /129674. html.

［15］ 董双林，高勤峰，万荣，等．一种原位利用黄海冷水团低温海

水养殖冷水鱼类的方法［P］，2015. 11. 05.

［16］ 黄一心，徐皓，丁建乐．我国离岸水产养殖设施装备发展研

究［J］．渔业现代化，2016，43( 2) : 76－81.

［17］ 王悦 . 在深度低迷中砥砺前行—在谷底底徘徊的航运业

［J］. 中国储运，2017( 1) : 41－43.

［18］ 蔡计强，张宇雷，李建宇，等 . 10 万吨级深远海养殖平台总

体技术研究［J］. 船舶工程，2017( S1) : 198－203

［19］ 黄温赟，黄文超，黎建勋，等 . 深远海养殖平台的电力推进

应用研究［J］. 船电技术，2017，37( 4) : 15－19

［20］ 盛振邦，刘应中 . 船舶原理( 上册) ［M］．上海: 上海交通大

学出版社，2003: 64－66.

［21］ 余坦健，林兴 . 大黄鱼网箱养殖技术［J］. 中国水产，2007，

385( 12) : 50－52.

［22］ 李明云，苗亮，陈炯，等 . 大黄鱼仿生态分阶段养殖新模式

的构建及问题探讨［J］. 宁波大学学报( 理工版) ，2017，30

( 2) : 1－5.

［23］ 刘永葆 . 大黄鱼仿生态大围塘养殖技术初探［J］. 水产研

究，2017( 2) : 53－57.

［24］ 邢树源．海洋深层水用于海水养殖的研究与进展［J］. 南海

研究与开发，1995( 3) : 51－60．

［25］ 徐皓，刘兴国，田昌风，等．详解渔业投饲机械( 上) ［J］. 科

学养鱼，2017( 1) : 82－83．

［26］ 徐皓，刘兴国，田昌风，等．详解渔业投饲机械( 下) ［J］. 科

学养鱼，2017( 2) : 82－83．

［27］ 陆斌，毛 国 峰． 潜水推流器的应用选型［J］. 通 用 机 械，

2016，( 4) : 29－31．

［28］ 张宇雷，曹伟，蔡计强．基于氨氮平衡的水产养殖换水率计

算方法研究［J］. 渔业现代化，2016，43( 5) : 1－5．

［29］ 徐皓，刘兴国，田昌风．机械捕捞设备介绍［J］. 科学养鱼，

2017( 3) : 82－83．

［30］ 杨剑锋 . 浅析多普勒流量剖面仪在水文观测中的应用［J］.

中国高新技术企业，2016，34( 11) : 39－43．

Study on solution of deep－sea aquaculture equipment system

HUAGN Wenyun1，2，3

，BAO Xuteng1

，CAI Jiqiang1，2，3

，JIANG Tao1

( 1 Fishery Machinery and Instrument Ｒesearch Institute，Chinese Academy of Fishery Science，Shanghai 200092，China;

2 Key Laboratory of Ocean Fishing Vessel and Equipment，Ministry of Agriculture; Shanghai 200092，China;

3 Joint Ｒesearch Laboratory for Deep Blue Fishery Engineering Equipment Technology，

Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology，Qingdao 266237，China)

Abstract: With the decline of marine fishing output，the deterioration of the coastal ecosystem and the

continually growing demand for healthy and environmentally friendly seafood，the marine aquaculture has been

continually prompted to entry into deep blue waters．The international community is becoming more and more

fierce in the competition for ocean fishery resources．It is an important way to expand the cultivation area and

improve the production output of sea products by carrying out deep sea aquaculture on a large scale of the fish

species that can bring good economic benefits with high quality water resources in the deep waters．With a review

and comparison of the successful cases and a focus on the transportation depression and excessive transport fleet

in the present day，a technical research to transform a 300 000 DWT ore carrier to an aquaculture vessel was

carried out by means of the previous successful experiences in this paper: remolding the hull structure，planning

aquaculture program and designing the matched fish allocation system，deep seawater temperature measurement

and drainage system，feeding system，sewage disposal and water renewal system，catching system，etc． in deep

waters，summarizing the problems to be solved，thus to promote the applicability，replicability and propagability of

deep sea aquaculture and provide reference for the construction of deep blue fishery strategy.

Key words: deep－sea aquaculture; aquaculture vessel; aquaculture equipment

39

第 ４９ 卷第 ５ 期 渔 业 现 代 化 Ｖｏｌ．４９ Ｎｏ．５

２０２２ 年 １０ 月 ＦＩＳＨＥＲＹ ＭＯＤＥＲＮＩＺＡＴＩＯＮ Ｏｃｔ．２０２２

ＤＯＩ：１０．３９６９ ／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００７⁃９５８０．２０２２．０５．００２

收稿日期：２０２２⁃０５⁃３０

基金项目：中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所基本科研业务费项目“深远海渔业装备的研究进展及趋势研究（２０１７ＹＪＳ００１１）”

作者简介：鲍旭腾（１９８３—），男，硕士，助研，研究方向：渔业装备技术与信息战略。 Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｂａｏｘｕｔｅｎｇ＠ ｆｍｉｒｉ．ａｃ．ｃｎ

通信作者：谌志新（１９６９—）男，研究员，研究方向：海洋设施渔业装备。 Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｃｈｅｎｚｈｉｘｉｎ＠ ｆｍｉｒｉ．ａｃ．ｃｎ

中国深远海养殖装备发展探议及思考

鲍旭腾，谌志新，崔铭超，黄温赟

（中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所，上海 ２０００９２）

摘要：深远海养殖是拓展水产养殖发展新空间、减轻近海生态环境压力的重要途径，对实现水产养殖提质增

效、实现渔业现代化、保障世界食物安全和水产养殖业可持续发展具有重要意义，而深远海养殖装备与技术

是支撑和实现深远海养殖发展壮大的关键。 文章简要介绍了国内外大型桁架式养殖网箱和深远海养殖工船

的研究应用现状，指出中国深远海养殖与国外渔业发达国家相比在机械装备自动化、智能化方面仍有较大差

距。 主要探讨了大型桁架式养殖网箱和深远海养殖工船当前面临的主要问题和未来的研究发展方向，并对

未来深远海养殖的发展做了相应的探议及思考，特别是对深远海养殖装备的发展定位、功能拓展、科技支撑

等进行了探索和建议。 本研究以期为中国深远海养殖装备与技术研发及未来海洋建设提供参考。

关键词：深远海养殖；深蓝渔业；网箱养殖；养殖工船

中图分类号：Ｓ９６９ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００７⁃９５８０（２０２２）０５⁃０００８⁃００７

深远海养殖是拓展水产养殖发展新空间、减

轻近海生态环境压力的重要途径，对实现水产养

殖提质增效、实现渔业现代化、保障世界食物安全

和水产养殖业可持续发展具有重要意义，为未来

开发深海资源提供有力支撑、解决边远海岛能源

物资补给、实现国家主权领海安全保障，是前景广

阔的战 略 新 兴 产 业， 是 绿 色 渔 业 发 展 的 重 要

方向［１⁃３］

。

《“十四五” 全国渔业发展规划》

［４］ 指出“合

理布局、稳妥发展深远海养殖，将深远海养殖打造

成技术先进、装备优良、生态和谐的新型养殖业

态。”“鼓励开展岸基、近海、深远海设施化养殖，

发展深远海大型智能化养殖渔场，建设一批重力

式深水抗风浪、桁架式网箱和养殖工船等先进设

施装备。”２０２２ 年，中国科协科技领域重大问题难

题发布［５］

，其中 “ １０ 个对工程技术创新具关键作

用的工程技术难题”位列第一的是“如何突破我

国深远海养殖设施的关键技术？”。

２０１９ 年 １ 月，农业农村部等 １０ 部委联合印

发的《关于加快推进水产养殖业绿色发展的若干

意见》

［６］指出“支持发展深远海绿色养殖，鼓励深

远海大型智能化养殖渔场建设，鼓励深远海大型

养殖装备研发和推广应用”，意味着中国水产养

殖业转型升级进入一个新的阶段，发展深远海养

殖的重要性日益凸显。

重力式深水网箱、桁架类网箱和养殖工船是

三类主流的深远海养殖设施装备。 重力式深水网

箱养殖是当前中国海上鱼类养殖的主要生产方

式。 １９９８ 年海南省率先引进挪威的高密度聚乙

烯（ＨＤＰＥ）深水网箱［７⁃８］

。 “十二五” “十三五”期

间国家大力发展的深水抗风浪网箱主要为 ＨＤＰＥ

重力式网箱，受这类网箱本身的技术缺陷，如结构

和材料难以抵御超强台风的正面侵袭等，使得中

国海水养殖只能局限在内湾或半开放深 ２０ ｍ 以

内浅海域发展，而更深、更远、更开阔的海域没有

得到充分利用。

中央和地方用于支持渔业转型升级的科研投

入和产业扶持资金规模的逐渐扩大，促进了深远

海养殖重大示范项目的相继实施。 目前，全国水

产养殖已形成了拓展深远海的新格局，绿色发展

的产业方向已经确立，大型桁架类养殖网箱和养

殖工船将是未来走向深远海的两种主要的新型养

殖设施装备形式。

本研究简要介绍了大型桁架类养殖网箱和深

第 ５ 期 鲍旭腾等：中国深远海养殖装备发展探议及思考

远海养殖工船的研究应用现状，分析了目前深远

海养殖面临的关键问题和未来研发的方向，并对

其进行了探议和思考。

１ 大型桁架类养殖网箱发展概况

中国目前已经具备了深远海养殖平台的制造

能力，设计能力也取得了长足的进步，不仅承接建

造了全球第 １ 座半潜式桁架式深远海养殖网箱

（Ｏｃｅａｎ Ｆａｒｍ１） ，而且又接连获得了十几座深远

海养殖网箱建造的海外订单。 ２０１８ 年 ７ 月，中国

自主设计建造的第一个深远海桁架类网箱“深蓝

１ 号”交付使用，养殖水体达到 ５ 万 ｍ

３

，开启了中

国大型深远海养殖设施装备先河，迅速成为行业

热点，并在水产界兴起了建设大型深远海设施养

殖的浪潮。 在社会游资的参与以及海工和船舶企

业的助推下，为满足不同海域不同养殖对象的需

求，先后研发设计了多型桁架类网箱，主要有全潜

式桁架类网箱（全球第一座全潜式桁架类深远海

养殖网箱“深蓝 １ 号”）、半潜式桁架类网箱（“德

海 １ 号”“海峡 １ 号”）、浮式桁架类网箱（“振渔 １

号”“嵊海 １ 号”）、座底式桁架类网箱（“长鲸 １

号”“经海系列”）等［７⁃１２］

。

此外，“耕海 １ 号”

［１３］ 和“澎湖号”

［１４］ 是渔旅

融合桁架类养殖设施的典型代表。 ２０２０ 年 ７ 月，

由山东海洋集团投资建造的“耕海 １ 号” 是全国

首制渔业休闲型座底式桁架结构养殖平台，该平

台由 ３ 个养殖网箱组合而成，构成直径 ８０ ｍ 的

“海上花”概念，每朵“花瓣”养殖水体约 １ 万 ｍ

３

。

平台共有 ４ 层，有不同的功能区域，实现了休闲渔

业、科学研究科技研发、科普教育等多种功能。

“澎湖号”网箱为半潜式桁架钢结构养殖平台，集

成了养殖、绿色能源、管理服务和智能生产 ４ 个功

能区，配置了 ２０ 人居住舱室以及养殖自动投饵设

备、伤残死鱼收集设备、养殖平台数据采集与监控

系统等设备。

截至目前， 中国已建成并投入使用的大型桁

架式深远海养殖网箱已超过 ２０ 个，立项并正在开

工建设的也有超过 ２０ 个。 资料显示，中国适合新

型大型桁架类深远海网箱养殖的海域面积约为

１６ 万 ｋｍ

２

。 其中，南海海域水深为 ４５ ～ １００ ｍ 且

适合 开 展 深 远 海 渔 业 养 殖 的 海 域 面 积 约 为

６ 万ｋｍ

２［１５⁃１６］

。

２０ 世纪 ９０ 年代起，大型深远海养殖网箱和移

动式养殖平台成为欧美、日本等渔业发达国家的研

发重点［１７⁃１９］

。 目前，世界各国已经拥有了十几种

自动化程度很高的大型深远海网箱类型。 挪威是

世界海洋产业最完备的国家之一，萨尔玛公司的

Ｏｃｅａｎ Ｆａｒｍ１ 半潜式大型深远海网箱，是挪威最大

三文鱼深远海养殖网箱，该网箱容积２５ 万 ｍ

３

，养殖

产量可达６ ０００ 多 ｔ

［２０⁃２１］

。 国外深远海养殖网箱装

备自动化、智能化程度较高，能实现鱼苗投送、自动

投饲、鱼情监测、死鱼回收等功能，其配套装备、技

术、管控等与养殖主体设备的匹配度高，已基本实

现了养殖过程的机械化和自动化。

２ 深远海养殖工船发展概况

养殖工船是新型深远海养殖装备，具有安全、

高效、环保的特点，是中国海水鱼类养殖走向深远

海的重要发展方向，也是为了适合中国海域台风

多发的海况特点，规避台风灾害影响，同时实现南

鱼北养和北鱼南养以及解决全季节优质水产养殖

的产业需求。 养殖工船是中国最早提出并付诸实

施的深远海养殖模式，“十三五” 期间，深远海养

殖工船启动建设，代表性的成果主要有：封闭舱养

型养殖工船首制试验船；全球首艘封闭舱养型大

型养殖工船设计建造；通海型养殖工船设计建造。

２０１７ 年 ７ 月由甲板作业船改造设计的 ３０００

吨级“鲁岚渔 ６１６９９”号封闭舱养型养殖工船，首

制试验船交付使用，拥有 １４ 个养鱼水舱，配备饲

料舱、加工间、鱼苗孵化室、鱼苗实验室等配套齐

全的舱室和养殖与加工设备，以及配置了深层取

水装置，可抽取冷水团的冷水资源满足冷水性养

殖鱼苗培育、 转运和养殖渔场看护管理要求。

２０２１ 年通过加装三文鱼活鱼起捕和初加工生产

线，并更名为“鲁青新渔养 ６０００１”，该船具备了综

合服务功能。

２０２２ 年 ５ 月 ２０ 日，全球首艘 １０ 万吨级智慧

渔业大型养殖工船国信 １ 号在中国船舶集团青岛

北海造船有限公司交付运营，该船设 １５ 个养殖

舱，养殖水体近 ９ 万 ｍ

３

，总投资约 ４．５ 亿元［２２］

。

该船以“船载舱养” 模式开展大黄鱼、石斑鱼、大

西洋鲑 等 名 优 鱼 种 养 殖， 预 计 年 产 高 品 质 鱼

３ ７００ ｔ。 据称，未来 ５ 年，在“国信 １ 号”养殖工船

９

渔 业 现 代 化 ２０２２ 年

运营基础上，青岛国信集团将陆续投资建设 ５０ 艘

养殖工船，形成总吨位突破 １ ０００ 万吨、年产各类

海水鱼 ４０ 万 ｔ、年产值突破 ５００ 亿元的深远海养

殖产业链条［２３］

。

为了验证旧船改造为深远海养殖工船的可行

性，２０２０ 年 １０ 月利用散货旧船改造的 ８ ０００ 吨级

“明德轮”养殖工船投入使用，并开展了北方鱼苗

入舱，游弋到海南南海的养殖试验，该船养殖水体

６ ６５０ ｍ

３

，可养殖高体鰤 １００ ｔ，试验达到了预期效

果，验证了通海型工船可以鱼类养殖，同时也说明

舱养水体要具有一定规模也能体现经济效益。 该

船除配置监测系统之外，没有配备养殖作业装备，

影响生产效率。

国外在深远海养殖工船方面的探索起步于

２０ 世纪 ８０ 年代末。 国外深远海养殖平台技术体

系不断成熟，支撑了海水养殖向更深、更远、更开

放性海域发展。 在海水养殖装备技术研发方面，

欧洲是技术引领者。 欧洲海水养殖产业以“一条

鱼”工程模式为主，除苗种繁育、养殖工艺、病害

防控外，在养殖作业配套机械化等方面建立了全

产业链装备配套工程。 欧美渔业发达国家提出了

养殖工船的概念，并进行了相应的方案设计。 由

于其近海捕捞资源较为丰富、近海养殖发展空间

较大、发展深远海养殖的动力不足等原因，深远海

养殖工船的发展较为缓慢。 目前，土耳其［２４］

、西

班牙［２５］

、美国、法国、日本等都有涉及养殖工船，

但大多是基于概念设计、可行性研究和试验阶段。

挪威由于其特殊的地理环境和深厚的大西洋鲑养

殖基础，在深远海养殖工船领域处于领先地位，挪

威深远海养殖全产业链科技支撑确保其成为全球

渔业装备科技领导者。 ２０２１ 年获得开发许可的

挪威 Ｅｉｄｓｆｊｏｒｄ Ｓｊøｆａｒｍ 公司研发的 Ｅｉｄｓｆｊｏｒｄ Ｇｉａｎｔ

具有移动推进装置 的 封 闭 式 养 殖 工 船［２６］

， 长

２７０ ｍ、宽 ４１ ｍ，具有 ６ 个密闭式养殖舱，养殖总

水体 ６９ ０００ ｍ

３

，采用水泵抽取下层海水，并可以

按照需要调整抽水深度，预计年产量在 ５ １７５ ｔ。

３ 深远海养殖装备面临的问题

３．１ 深远海养殖产业组织化程度低、投资风险大

中国海域辽阔，海况复杂，特别是台风多以及

大陆架海洋结构呈现深且远的特点，深远海设施

养殖需要大型安全的系统平台、高效作业的配套

装备、物流信息保障系统以及装备与养殖工艺和

养殖技术的协同支撑，深远海养殖对设施化、装备

化程度有着较高的要求，系统相比其他渔业产业

更加复杂，在空间上又离岸更远，产业链的完整和

足够的规模才能有效控制生产成本和风险。 前几

年在海工领域行业不景气的形势下，海工装备制

造和游资高调介入深远海养殖产业，对推动深远

海养殖装备发展发挥了重要作用，但海工领域高

度组织化的生产模式，并没有及时带入水产行业。

目前中国海水养殖仍处于传统农业模式，组织化

程度不高，产业布局、产品调度和市场流通均缺乏

组织筹划，尚未实现规模效应，行业协调融合不

够，抗风险能力差，投入与产出容易受外部因素左

右，产品缺乏竞争力，影响生产效益，制约了深远

海养殖产业的规模发展。

３．２ 深远海养殖装备自动化、智能化、标准化技

术集成度低

深远海网箱养殖由于其远离陆地，各项物质

的运输和人员往来存在诸多不便，需要在有限的

人员情况下实现装备的有效自运行，需要不断提

升深远海养殖装备的自动化水平。 具体包括自动

化监控、自动化投饲、自动化分选、自动化网衣清

污等技术将越来越引起关注，这些亦将成为未来

研发的重点。 深远海网箱处于离岸较远的高海况

环境，其面临的养殖环境不同于近海，其受到的海

流作用和外部作用都要大，因此要保证网箱结构

的牢固性、安全性，如目前需要重点开展大型桁架

式网箱的结构安全性研究。 专业化的养殖装备必

不可少，精准投喂、分级起捕、鱼类监控、水质监测

等技术装备的研究开发是当务之急。 目前，国内

虽然有一些配套管控设备，但技术含量不高，关键

技术尚待突破。 如旋转晒网机构可靠性问题和成

鱼起捕等机械化作业系统配套问题等。

不同于陆基养殖，船舱养殖面临新的环境情

况和技术要求，如养殖舱水体晃荡对养殖体的刺

激、养殖舱高深鱼池形状、养殖舱防腐防污涂料毒

性、养殖水源获取、养殖尾水排放及高效水处理技

术等问题。 由于深远海养殖工船空间有限，需要

综合考虑各个区域的合理规划分布，比如饲料堆

放要考虑防水防污防霉，要实现智能化精准投喂，

减少浪费；由于船上作业人员少，需要实现分级自

动化的机械起捕；另外在养殖设施结构清洁以及

１０

第 ５ 期 鲍旭腾等：中国深远海养殖装备发展探议及思考

废物收集处理和养殖工船养殖智能管控等方面都

需要开展系统研究。 渔业装备的研发能力是建设

高水平海洋渔业的重要保障和支撑。 由于中国深

远海养殖起步晚，相关研究基础仍然薄弱，支撑推

进深远海养殖产业发展的设施装备技术还不够成

熟，相关设计建造和产业配套的技术标准研究滞

后，产品标准化程度还比较低。

３．２ 深远海养殖网箱网衣材料的选用和锚泊系

统选型问题

网衣破损是造成深远海养殖鱼类逃逸及其他

养殖经济损失的主要原因之一。 柔性的网衣材料

是包围网箱结构的主要部件，对养殖安全、防止养

殖体逃逸和外来捕食动物如鲨鱼等攻击都具有重

要意义［２７⁃２８］

。 网衣破损造成鱼类逃逸问题是目

前深远海养殖网箱普遍存在的问题。 目前对网衣

破损的机理研究还不清晰，对网衣附着物的清理

和防治还比较初级，需要深入研发新材料网衣和

高效防污损技术。 锚泊系统对桁架类深远海网箱

的安全性、稳定性具有重要意义，需要合理选型、

有效配置。 由于缺乏对嵊泗海域流大浪急恶劣海

况的了解，某桁架式养殖网箱在锚泊系统设计选

型时没有得到有效配置，造成网箱网衣破损、锚链

断裂网箱沉没的重大损失。

３．３ 深远海养殖工船的建造及优化问题

深远海养殖工船不同于一般的渔船、也不同

于一般的商船，其舱内设置了养殖水舱，需要综合

考虑到其特殊的舱体结构、水动力特性、新材料使

用及防腐防污涂装等各种要素，同时也要考虑到

航行及停泊时养殖舱内晃荡、深远优质海水的提

水和排放、养殖水处理技术等问题。 中国深远海

养殖工船经历了最初的改装方案到最新的新建方

案的转变。 如 ２０１４ 年中国水产科学研究院渔业

机械仪器研究所开展了 １０ 万吨级的阿芙拉型油

船改装设计研发，２０１６ 年又开展了 ３０ 万吨级矿

砂船改装养殖工船方案设计及可行性研究报告编

制，直至 ２０２０ 年全球首艘 １０ 万吨级智慧渔业大

型养殖工船，即“国信 １ 号”正式开工建设。 新建

养殖工船相比改造工船，主要优势在于：养殖舱形

状更加规则，能更好地采用高技术水平的制荡措

施，系统可全部集成到主甲板以下以更好利用空

间降低建造成本，更小的吃水大幅度降低通航要

求等。 无论改造还是新建，养殖工船的设计建造

要满足功能性、确保安全性、兼顾经济性。

４ 深远海养殖装备探议及思考

４．１ 深远海养殖装备的发展定位

深远海养殖装备应不断提高装备技术水平，

实现从低端、初级到高端、高级的转变。 特别是在

装备机械化的基础上，实现自动化、信息化和智能

化。 需要加快渔业装备科技的自主研发创新，建

立和完善渔业装备创新研究理论和体系，突破深

远海养殖装备的关键共性技术研发，围绕深远海

养殖工船船体平台、智能化设施装备、船载舱养关

键技术和模式、深远海养殖网箱结构及网衣防止

破清污等，研制出经济实用、安全可靠、生产急需

的重大深远海渔业装备。

４．２ 深远海养殖装备未来发展要素

（１）高度集成性。 高度集成性是以高度集成

的技术和资源，建立绿色生产体系。 关键的技术

集成主要包括海上工业化养殖装备技术、航行及

系泊等工况下养殖平台稳性及水动力控制技术、

自动化智能化养殖集控技术、海上养殖工船船体

结构设计技术等。 具体包括深水水源抽取技术、

养殖尾水处理技术、智能化精准化投饲技术、 机

械化聚捕采收技术、自动化水下清污技术等。 资

源的高度集成性主要包括优质的深水水源和适宜

的环境温度等，高质量的水质和最有利的环境温

度共同构建了养殖体的最佳生长环境， 在可控的

人工养殖环境下，实现绿色生产。 当然，养殖工船

作为一个海上漂浮的空间平台，可供利用的资源

也包括海上的太阳能［２９］

、风能［２９］

、波浪能［１７］ 等，

这些都可以考虑体现在未来养殖工船的设计中。

（２）物质循环性。 物质循环性是指使物质流

和能量流实现良性循环，从而实现资源节约利用，

废弃物达标排放。 深远海养殖工船漂泊在海上，

其养殖系统的投入品主要包括养殖用水、饲料、药

物等。 养殖用水来自深海适宜水位的优质海水，

其使用后需要经过尾水处理后循环利用或者直接

排放到大海中净化。 饲料是养殖体的主要食物来

源，其被吸收的程度是影响养殖体生长和水质状

况的主要因素，饲料要最大限度地被吸收利用，在

根据饲料本身物质特性的基础上，需要实现精准

投喂；同时，由于海上的潮湿环境，需要保证饲料

的防潮防霉。 深远海养殖网箱处于开放的养殖环

１１

渔 业 现 代 化 ２０２２ 年

境下，要考虑到物料等的扩散性，方便养殖鱼类排

放物的疏散，减小对环境的集中影响，以保证物质

的循环利用，网箱箱体底部与海底要保持一定的

距离，至少要大于 ４ ｍ 的高度。

（３）生态高效性。 生态高效性是指高效资源

利用、高效单位产出和高效劳动生产等使深远海

养殖工船养殖业朝着更高效率的方向发展。 为更

好地实现舱养养殖效益，需要利用流体力学分析

建立养殖鱼舱的数学模型，实现养殖工船功能、结

构、水动力系统的最优化设计。 在取水换水的资

源利用上，需要探索最适合的海上复杂工况下的

取水模式和自动集排污方法。 进行多种养殖体的

适渔性舱养试验，寻找最合适的养殖密度、养殖周

期，提高养殖产量，应研发具备繁育养成一体式、

精准投喂、自动收捕和环境调控等多功能的舱养

结构。 深远海养殖网箱需要探索更高效安全的网

衣和桁架结构材料，同时也要考虑到材料的低污

染、无污染性。 深远海养殖的劳动力成本较高，需

要实现装备的机械化、自动化、智能化、标准化作

业，相信未来人工智能（ＡＩ）技术［１８⁃１９，３０⁃３１］ 在深远

海养殖领域会大有作为。

（４）功能多样性。 功能多样性是指深远海养

殖工船能实现横向和纵向的多方向多维度的发

展，实现一二三产业融合发展。 深远海养殖大型

养殖工船平台及模式构建，实现了新型船舶类型

的建造、实现了新型船舱养殖模式的探索、实现了

新型海上浮动载体空间的建构［３２］

。 在深远海养

殖工船上实现了养殖、捕捞、加工一体化的作业，

实现了大陆、海岛的联通。 在深远海网箱养殖上

同时实现了渔旅融合的相关实践。 未来深远海养

殖工船需要在船上水产品加工技术装备技术、船

联网技术［３３⁃３４］

、大型养殖工船系统总体工程技

术［３５⁃３６］

、养殖工船船队管理技术等领域进行广泛

研究。 未来深远海养殖网箱需要在保证网箱材料

结构安全的前提下，实现更精准的捕捞和更优质

的水产品加工，以及相关的渔旅融合等。 此外，深

远海养殖体现出更多的可扩展性，可以在深远海

海洋科学探索、海洋新能源开发、海上休闲旅游等

方面展开。

４．３ 深远海养殖装备的功能拓展

（１）渔业生产功能。 深远海养殖必须符合渔

业高质量发展的要求，以“ 绿色、优质、高效、健

康、安全”为标准，特别注重高效生产、规模经济

效益、环境友好和质量安全，生产出高品质、无污

染的海洋高附加值的水产品。 深远海养殖平台及

装备技术需要考虑到生产的高效性、生态的环保

性和生活的宜居性。 深远海养殖平台上的养殖、

捕捞、加工装备需要在机械化的基础上实现精准

化、信息化、智能化，精准投喂、分级捕捞、精深加

工、新品创制、质量控制等都是当前乃至未来研发

的重点。 养殖尾水处理、养殖污染物清理等是保

障深远海养殖生态环保性的必然选择，需要在节

能减排装备研发上进一步探索。 而生产者生存环

境的安全舒适性也应成为现代化渔业考虑的因素

之一，也是需要在深远海养殖平台不断完善的功

能。 深远海养殖是新型的工业化生产方式，要以

养殖生产为基础，带动高值化精深加工、全过程冷

链物流等相关产业融合发展，延长产业链、提升价

值链，加快发展形成陆海统筹的全产业链生产新

模式。

（２）辅助探索功能。 深远海养殖工船或网箱

平台在服务渔业生产的同时，还应具备服务科研

探索功能、物资补给功能等。 是进行海洋探测、深

海探索、未来水下空间站建设等的浮动基地，也是

国家宣誓海上主权、海洋物流网络、远洋休闲旅游

等的物资航母。 未来的辅助功能发展需要结合现

实的紧迫性和科技发展达到的水平。

４．４ 深远海养殖装备的科技支撑

深远海养殖的基础是装备丰富完备的机械

化，进阶是全方位采集大量数据的信息化，完善是

通过大数据实现云端控制的智能化。 虽然中国深

远海养殖工程装备技术在局部取得突破，但仍无

法满足目前中国深远海养殖产业发展的需求。 还

需加大科研投入，重点突破制约深远海养殖发展

的关键技术和工程装备瓶颈，解决工程装备与养

殖、加工等技术融合度低的问题，强化深远海养殖

技术装备支撑能力，完善系统配套，提高以工业化

理念构建的深远海养殖模式的生产效率和设施安

全。 制定完善深远海养殖相关技术规范和标准，

引导深远海养殖设施装备技术水平的提升。 深远

海养殖不仅需要现代化的养殖技术，更需要现代

化的装备技术，需要进行机制创新、制度保障和政

策支持，在深远海养殖领域形成高新科技的聚集

场。 结合现代海上渔业养殖技术，充分发掘海上

１２

第 ５ 期 鲍旭腾等：中国深远海养殖装备发展探议及思考

船联网、新能源、海水淡化等相关技术，在深远海

养殖平台上充分发掘太阳能、风能、海洋能的开发

潜力。 □

参考文献

［１］ 徐皓，陈家勇，方辉，等．中国海洋渔业转型与深蓝渔业战略

性新兴产业［Ｊ］．渔业现代化，２０２０，４７（３）：１⁃９．

［２］ 麦康森，徐皓，薛长湖，等．开拓我国深远海养殖新空间的战

略研究［Ｊ］．中国工程科学，２０１６，１８（３）：９０⁃９５．

［３］ 刘晃，徐琰斐，缪苗．基于 ＳＷＯＴ 模型的我国深远海养殖业发

展［Ｊ］．海洋开发与管理，２０１９（４）：４５⁃４９．

［４］ 农业农村部．农业农村部印发《“十四五” 全国渔业发展规

划》 ［ ＥＢ／ ＯＬ］． ［ ２０２２⁃０１⁃０６ ］． ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ． ｍｏａ． ｇｏｖ． ｃｎ ／ ｘｗ／

ｚｗｄｔ ／ ２０２２０１ ／ ｔ２０２２０１０６＿６３８６４４２．ｈｔｍ．

［５］ 中国科学技术协会．中国科协发布 ２０２２ 重大科学问题、工程

技术难题和产业技术问题［ＥＢ／ ＯＬ］．［ ２０２２⁃０９⁃１５］．ｈｔｔｐｓ： ／ ／

ｗｗｗ．ｃａｓｔ．ｏｒｇ．ｃｎ ／ ａｒｔ ／ ２０２２ ／ ６ ／ ２８ ／ ａｒｔ＿１９５＿１９０４９６．ｈｔｍｌ．

［６］ 农业农村部．关于加快推进水产养殖业绿色发展的若干意见

［ＥＢ／ ＯＬ］．（２０１９⁃０２⁃１５） ［２０２２⁃０９⁃１５］．ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｍｏａ．ｇｏｖ．

ｃｎ ／ ｇｋ ／ ｔｚｇｇ＿１ ／ ｔｚ／ ２０１９０２ ／ ｔ２０１９０２１５＿６１７１４４７．ｈｔｍ．

［７］ 郭根喜．我国深水网箱养殖产业化发展存在的问题与基本对

策［Ｊ］．南方水产，２００６，４４（１）：６６⁃７０．

［８］ 付晓月，黄大志，徐慧丽，等．深远海网箱水产养殖发展概述

［Ｊ］．水产养殖，２０２１（１０）：２３⁃２６．

［９］ 徐晓丽，郑一铭．后疫情时代深远海渔业养殖装备发展动向

［Ｊ］．中国船检，２０２１（３）：５５⁃５８．

［１０］ 何皛磊，张海文． “ 深海渔场” 的应用前景［ Ｊ］． 船舶，２０１８

（２）：１⁃６．

［１１］李紫恒． “深蓝 １ 号” 首获丰收［ Ｎ］． 人民日报，２０２２⁃０６⁃０９

（１１）．

［１２］搜狐网．逐梦深蓝！ 这些深远海养殖平台助力广东打造“粤

海粮 仓” ［ ＥＢ／ ＯＬ］． （ ２０２２⁃０８⁃３０ ） ［ ２０２２⁃０９⁃１５ ］． ｈｔｔｐ： ／ ／

ｎｅｗｓ．ｓｏｈｕ．ｃｏｍ／ ａ ／ ５８１１２２７１７＿１２１１２４５７１．

［１３］中国政府网．走进海洋牧场“耕海 １ 号” ［ＥＢ／ ＯＬ］．（２０２１⁃１０⁃

１８） ［ ２０２２⁃０９⁃１５］． ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ． ｇｏｖ． ｃｎ ／ ｘｉｎｗｅｎ ／ ２０２１⁃１０ ／ １８ ／

ｃｏｎｔｅｎｔ＿５６４３４６０．ｈｔｍ＃ａｌｌＣｏｎｔｅｎｔ．

［１４］廖静．珠海“澎湖号”网箱平台：让养殖走向深远海［ Ｊ］．海洋

与渔业，２０１９（１１）：６２⁃６３．

［１５］韩立民，王金环．“蓝色粮仓”空间拓展策略选择及其保障措

施［Ｊ］．中国渔业经济，２０１３，３１（２）：５３⁃５８．

［１６］国际船舶网．深远海渔业养殖装备，冬天里的一把火？ ［ＥＢ／

ＯＬ］． （ ２０１７⁃０９⁃２５ ） ［ ２０２２⁃０９⁃１５ ］． ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ． ｅｗｏｒｌｄｓｈｉｐ．

ｃｏｍ／ ｈｔｍｌ ／ ２０１７ ／ ｓｈｉｐ＿ｍａｒｋｅｔ＿ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ＿０９２５ ／ １３２２０９．ｈｔｍｌ．

［１７］李华军，刘福顺，杜君峰，等．海洋工程发展趋势与技术挑战

［Ｊ］．海岸工程，２０２２，４１（４）：１⁃１７．

［１８］许婷婷，王颖．基于人工智能技术的海洋渔业生态自动化监

测［Ｊ］．制造业自动化，２０２０，４２（７）：１５３⁃１５６．

［１９］李道亮，刘畅．人工智能在水产养殖中研究应用分析与未来

展望［Ｊ］．智慧农业（中英文），２０２０，２（３）：１⁃２０．

［２０］纪毓昭，王志勇．我国深远海养殖装备发展现状及趋势分析

［Ｊ］．船舶工程，２０２０，４２（增刊 ２）：１⁃４，８２．

［２１］ＪＩＮ Ｊ Ｚ，ＳＵ Ｂ，ＤＯＵ Ｒ，ｅｔ ａｌ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ ｏｆ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ

ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｏｆ Ｏｃｅａｎ Ｆａｒｍ １ ｉｎ ｗａｖｅｓ ａｎｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｎｄ ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ

ａｇａｉｎｓｔ ｍｏｄｅｌ ｔｅｓｔ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ［ Ｊ］． Ｍａｒｉｎｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，２０２１， ７８

（７）：１０３０１７．１⁃１０３０１７．２８．

［２２］上观新闻．全球首艘！ １０ 万吨级大型养殖工船“国信 １ 号”

交付［ ＥＢ／ ＯＬ］． （ ２０２２⁃０５⁃２３） ［ ２０２２⁃０９⁃１５］． ｈｔｔｐｓ： ／ ／ ｅｘｐｏｒｔ．

ｓｈｏｂｓｅｒｖｅｒ．ｃｏｍ／ ｂａｉｊｉａｈａｏ ／ ｈｔｍｌ ／ ４８９９１２．ｈｔｍｌ．

［２３］中国日报网．全球首艘十万吨级智慧渔业大型养殖工船“国

信 １ 号”亮相 ２０２２ 全国农业高新技术成果交易活动［ ＥＢ／

ＯＬ］．（２０２２⁃０８⁃２７） ［ ２０２２⁃０９⁃１５］．ｈｔｔｐｓ： ／ ／ ｓｄ． ｃｈｉｎａｄａｉｌｙ． ｃｏｍ．

ｃｎ ／ ａ ／ ２０２２０８ ／ ２７ ／ ＷＳ６３０９６４ｅｆａ３１０１ｃ３ｅｅ７ａｅ５ｄｆ９．ｈｔｍｌ．

［２４ ］ ＢＩＬＥＮ Ｓ， ＫＩＺＡＫ Ｖ， ＢＩＬＥＮ Ａ Ｍ． Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｆｉｓｈ Ｆａｒｍ Ｕｎｉｔ

（３ＦＵ）， Ｉｓ ｉｔ ａｎ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｓａｌｍｏｎｉｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ？

［Ｊ］．Ｍａｒｉｎｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，２０１３（２）：８⁃１２．

［２５］ＦＲＡＮＣＩＳＣＯ Ｄ Ｂ，ＡＢＥＬ Ｍ．Ｔｈｅ ｔｕｎａ ｏｆｆｓｈｏｒｅ ｕｎｉｔ： ｃｏｎｃｅｐｔ ａｎｄ

ｏｐｅｒａｔｉｏｎ［ Ｊ］． ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｃｅａｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ２００５， ３０

（１）：２０⁃２７．

［２６］欧深海洋开发咨询．５１７５ 吨！ 挪威 Ｅｉｄｓｆｊｏｒｄ Ｓｊｆａｒｍ 三文鱼养殖

工船获 批 开 发 许 可 ［ ＥＢ／ ＯＬ］． （ ２０２１⁃１１⁃２６） ［ ２０２２⁃０９⁃１５］．

ｈｔｔｐｓ：／ ／ ｂａｉｊｉａｈａｏ．ｂａｉｄｕ． ｃｏｍ／ ｓ？ ｉｄ ＝ １７１７４５３３５３１４３５３５５６１＆ｗｆｒ ＝

ｓｐｉｄｅｒ＆ｆｏｒ＝ｐｃ．

［２７］石建高，余雯雯，赵奎，等．海水网箱网衣防污技术的研究进

展［Ｊ］．水产学报，２０２１，４５（３）：４７２⁃４８５．

［２８］闫国琦，倪小辉，莫嘉嗣．深远海养殖装备技术研究现状与发

展趋势［Ｊ］．大连海洋大学学报，２０１８，３３（１）：１２３⁃１２９．

［２９］蔡计强，张宇雷，李建宇，等．１０ 万吨级深远海养殖平台总体

技术研究［Ｊ］．船舶工程，２０１７，３９（增刊 １）：１９８⁃２０３．

［３０］王程，张露，金东东，等．基于高通量卫星的深远海网箱智能

化养殖检测系统［Ｊ］．卫星应用，２０２２（６）：６１⁃６６．

［３１］张建波，王宇，聂雪军．等．智慧渔业时代的深远海养殖平台

控制系统［Ｊ］．物联网学报，２０２１，５（４）：１２０⁃１３６．

［３２］张新昊．大型深海养殖网箱平台设计及单点系泊系统设计研

究［Ｄ］．镇江：江苏科技大学，２０２０．

［３３］黎建勋．基于船联网技术的智慧渔船体系研究［ Ｊ］．２０２０，４２

（增刊 ２）：２４⁃２９，３９．

［３４］李国栋，陈军，汤涛林，等．渔业船联网关键技术发展现状和

趋势研究［Ｊ］．渔业现代化，２０１８，４５（４）：４９⁃５８．

［３５］黄温赟，鲍旭腾，蔡计强，等．深远海养殖装备系统方案研究

［Ｊ］．渔业现代化，２０１８，４５（１）：３３⁃３９．

［３６］崔铭超，鲍旭腾，王庆伟，等．我国深远海养殖设施装备发展

研究［Ｊ］．船舶工程，２０２１，４３（４）：Ｎ２１⁃Ｎ２８．

１３

渔 业 现 代 化 ２０２２ 年

Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ

ｄｅｅｐ ｓｅａ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｉｎ Ｃｈｉｎａ

ＢＡＯ Ｘｕｔｅｎｇ，ＣＨＥＮ Ｚｈｉｘｉｎ，ＣＵＩ Ｍｉｎｇｃｈａｏ， ＨＵＡＮＧ Ｗｅｎｙｕｎ

（Ｆｉｓｈｅｒｙ Ｍａcｈｉｎｅｒｙ ａｎｄ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｒｅｓｅａｒcｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａcａｄｅｍｙ ｏｆ Ｆｉｓｈｅｒｙ Ｓcｉｅｎcｅ，Ｓｈａｎgｈａｉ ２０００９２，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｅｅｐ ｓｅａ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｗａｙ ｔｏ ｅｘｐａｎｄ ｎｅｗ ｓｐａｃｅ ｆｏｒ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ａｎｄ

ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｎ ｏｆｆｓｈｏｒｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ． Ｉｔ ｉｓ ｏｆ ｇｒｅａｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ

ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ，ｔｏ ｍｏｄｅｒｎｉｚｅ ｆｉｓｈｅｒｉｅｓ，ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｗｏｒｌｄ ｆｏｏｄ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｎｄ ｔｏ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ

ｏｆ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ． Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｄｅｅｐ ｓｅａ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ａｒｅ ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｏ ｓｕｐｐｏｒｔ ａｎｄ

ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ ｄｅｅｐ ｓｅａ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｂｒｉｅｆｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ

ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｄｅｅｐ ｓｅａ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｖｅｓｓｅｌｓ ａｎｄ ｄｅｅｐ ｓｅａ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｃａｇｅｓ，ａｎｄ ｐｏｉｎｔｓ ｏｕｔ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ ｉｓ

ｓｔｉｌｌ ａ ｂｉｇ ｇａｐ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｃｈｉｎａ＇ｓ ｄｅｅｐ⁃ｓｅａ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ ｆｏｒｅｉｇｎ ｆｉｓｈｅｒｙ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ

ａｎｄ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｍａｉｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ ｆｕｔｕｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ

ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｄｅｅｐ ｓｅａ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｖｅｓｓｅｌｓ ａｎｄ ｄｅｅｐ ｓｅａ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｃａｇｅｓ， ａｎｄ ｍａｋｅｓ

ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｈｏｕｇｈｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｄｅｅｐ ｓｅａ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｐｌａｎｎｉｎｇ

ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ，ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ， ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｕｐｐｏｒｔ ｏｆ ｄｅｅｐ ｓｅａ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ． Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｉｓ

ｅｘｐｅｃｔｅｄ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｄｅｅｐ ｓｅａ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｆｕｔｕｒｅ ｍａｒｉｎｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｈｉｎａ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｅｅｐ ｓｅａ ｃｕｌｔｕｒｅ； ｄｅｅｐ ｂｌｕｅ ｆｉｓｈｅｒｙ； ｃａｇｅ ｃｕｌｔｕｒｅ； ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｖｅｓｓｅｌ

１４

第 ４９ 卷第 ５ 期 渔 业 现 代 化 Ｖｏｌ．４９ Ｎｏ．５

２０２２ 年 １０ 月 ＦＩＳＨＥＲＹ ＭＯＤＥＲＮＩＺＡＴＩＯＮ Ｏｃｔ．２０２２

ＤＯＩ：１０．３９６９ ／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００７⁃９５８０．２０２２．０５．０１２

收稿日期：２０２２⁃０９⁃２０

基金项目：山东省重点研发计划（科技示范工程）“游弋式大型智慧工船深远海养殖示范工程（２０２１ＳＦＧＣ０７０１）”；中国水产科学研究院基

本科研业务费（２０２０ＴＤ７９）

作者简介：黄温赟（１９８５—），男，硕士，工程师，研究方向：深远海养殖装备研究。 Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｈｕａｎｇｗｅｎｙｕｎ＠ ｆｍｉｒｉ．ａｃ．ｃｎ

工船养殖集中控制系统研发与应用

黄温赟１，２

，于得水３

，董晓妮１

，姜 勇４

，王鹏昌４

，郭海涛５

（１ 中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所 农业农村部远洋渔船与装备重点实验室，上海 ２０００９２；

２ 海洋国家实验室 深蓝渔业工程联合实验室，山东 青岛 ２６６２３７；

３ 国信中船（青岛）海洋科技有限公司，山东 青岛 ２６６０６１；

４ 中国船舶集团有限公司第七一一研究所，上海 ２０１１０８；

５ 青岛蓝色粮仓科技发展中心有限公司，山东 青岛 ２６６０７１）

摘要：随着海洋工程装备与养殖技术的不断融合，养殖工船已成为中国现阶段深远海重要的养殖平台之一。

为了实现对深远海养殖工业化生产的过程管控，满足实时监测和自动控制；针对工船的特点及养殖需求，基

于深远海养殖基本流程，通过分析养殖集控系统功能，构建信息层、管理层、控制层和设备层的四层网络构

架，配备冗余服务器和控制器等硬件设施，针对性地开发自动阀控、溶氧自动调节和海水泵故障自动处理等

控制逻辑，编写上位机界面，研发了一套工船集中控制系统，实现了对养殖参数的监测和集中显示、水体交换

和溶氧的自动控制以及生产管理等功能，并经过了实船验证，极大地减轻了人员作业负荷，减少了人为出错

概率，保障了养殖生产的正常开展。

关键词：养殖工船；养殖集控系统；控制逻辑

中图分类号：Ｕ６６２．３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００７⁃９５８０（２０２２）０５⁃００８９⁃００８

全球首艘 １０ 万吨级智慧渔业大型养殖工船

“国信 １ 号”已于 ２０２２ 年 ５ 月 ２０ 日交付并投入使

用［１］

。 “国信 １ 号”工船共 １５ 个养殖舱，可提供 ８

万 ｍ

３ 养殖 水 体， 预 计 年 产 优 质 大 黄 鱼 ３ ７００

ｔ

［２⁃３］

。 养殖工船在深远海适宜海域进行长期游弋

式养殖［４⁃６］

，移动躲避台风、赤潮等自然灾害，开

创了“船载舱养” 模式，开启了深远海规模化、工

业化养殖新篇章［７⁃１０］

。

随着工业化养殖的迅速发展，实现自动化程

度高、安全高效的生产方式是养殖生产的必然趋

势，实时的集中控制系统成为自动化养殖的主要

管理方式［１１］

。 苗雷等［１２］ 设计了标准化池塘养殖

集中智能控制系统，并投入了使用；张红燕等［１３］

根据池塘养殖一般流程以及自动控制需求，设计

了一种池塘养殖自动控制系统；李家俊等［１４］ 基于

单片机设计了智能养殖控制系统，通过控制、监测

养殖场内环境的温湿度、明亮程度，以及水和料，

来更好地管理养殖场，提高生产效率和产品质量；

金靖淋［１５］ 设计了一套将传感器技术、嵌入式技

术、自动化技术、无线通信技术、云平台、安卓等技

术相结合的鱼塘智能控制原型系统；张建波等［１６］

建立起深远海养殖平台的分布式智能控制模式，

提出了深远海养殖平台控制系统的开发思路、云

中心控制和边缘智能的实现方案。 孟广玮等［１７］

构建了一套应用于 １０ 万吨级养殖工船的船岸一

体化系统，实现了船岸信息交互和协同管理。

海上环境恶劣，工船养殖体量又大，而船上人

员有限，需要建立新型管控系统。 养殖集中控制

系统，简称养殖集控系统，综合全船养殖装备和系

统集中管控。 基于深远海养殖工艺流程，通过功

能分析、框架构建、硬件配备、逻辑开发和界面设

计，研发了一套养殖集控系统，实现了养殖参数监

测和集中显示、自动控制和生产管理等功能。

１ 养殖集控系统功能

根据大黄鱼养殖工艺流程［１８］

，通过养殖集控

渔 业 现 代 化 ２０２２ 年

系统对养殖舱进行集中监测、控制和生产管理，满

足养殖人员日常养殖及生产管理的要求，实现对

鱼苗计量入舱、养殖水体交换、溶氧供应、饲料投

喂、聚拢起捕、加工生产、冷藏仓储、水质监测和舱

壁清理等养殖全过程管控。

①监测。 对养殖舱内外水质、养殖舱内水上

水下视频、管路压力流量和冷藏箱等状态，鱼苗计

量和加工生产等数据以及养殖机电设备主要参数

进行监测。

②控制。一键开启／ 关闭换水，手动养殖泵／

压载泵／ 联合排水，溶氧自动调控，自动定时定量

投喂、养殖光照、远程遥控起捕等。

③生产管理。 精准记录每天养殖情况，包括

规格、投饵、摄食、死鱼等情况；全程记录水质监

测、药物检测、重金属检测、消毒等日常数据［１９］

，

提供高效安全数据储存和报表系统。

２ 养殖集控系统构架及硬件

２．１ 系统构架

系统网络分 ４ 层构架［２０］

，分别为信息层、管

理层、控制层和设备层。 信息层和管理层设备间

的数据主要通过工业以太网／ 光纤传播［２１］

，提高

数据传输速率，部分受限制的设备之间采用了

４８５ ／ ４２２ 总线通讯［２２］

；控制层内部设备之间采用

Ｐｒｏｆｉｎｅｔ 环网总线［２３］

，增强系统的稳定性和兼容

性，制氧机、投饲机和养殖光照控制器等设备内部

已配备独立的控制单元，即直接与管理层网络相

连接；设备层与控制层设备之间主要为 Ｉ／ ０ 接

口［２４］

。 养殖集控系统图如图 １ 所示。

船岸一体化 液位遥测

阀门遥控 机舱监测 气象 船舶姿态

信息层网络

养殖监控室 监控显示

视频工作站

管理层网络

CCTV冗余服务器

485总线

485总线

485总线

485总线

422总线

核心交换机

视频监控

网络

制氧

系统

光照

系统

投饲

系统

成鱼起

捕系统

液氧

系统

加工冷藏

系统

清洁

机器人 控制层网络

Profinet环网

设备层网络

冗余同步线

冗余集中

控制器

s7-CPU1515R 管理型交换具

NVR

集控系统冗余服务器

船舶

监测站

阀门遥控

液位遥测站

生产

管理站 养殖

操作站

养殖

监控站

养殖集控室 机舱集控室

阀门遥控

液位遥测站

无线网络

交换

养殖

操作站

移动终端

设备

海水泵 海水泵 海水泵 海水泵

水质

监测

传感器

水质

监测

传感器

水质

监测

传感器

水质

监测

传感器

养锥泵 养锥泵 养锥泵 养锥泵

信号

采集箱

信号

采集箱

信号

采集箱

信号

采集箱 动力柜 动力柜 动力柜 动力柜 动力柜 动力柜 动力柜 动力柜

图 １ 养殖集控系统图

Ｆｉｇ．１ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ

①信息层。 信息层为对外连接的窗口［２５］

，收

集外部数据并外发数据。 该层网络对外连接有船

岸一体化系统［２６］

、液位遥测与阀门遥控系统、机

舱监测报警系统、船舶姿态系统和外界气象数据

系统。 船岸一体化系统直接从核心交换机处获取

岸基所需的养殖生产数据、各养殖设备状态参数

和视频监控图文数据等；其他各系统和设备接入

各控制站，给养殖监控系统提供必需的外界环境

和船舶参数。

②管理层。 管理层为人机界面的窗口［２７］

，提

供养殖监控室、养殖集控室和机舱集控室等地集

中管理和控制整船养殖系统和装备的界面；该层

网络通过核心交换机连接养殖操作站、养殖监控

站、视频工作站、生产管理站、船舶监测站、阀门遥

９０

第 ５ 期 黄温赟等：工船养殖集中控制系统研发与应用

控 ＆ 液位遥测站和数据储存服务器，并通过无线

网络交换机接连移动终端，配备声光报警和打印

记录等功能。 该层控制站为上位机，包含养殖自

动控制程序。

③控制层。 控制层为管理层和设备层之间的

桥梁［２８］

，配备 ２ 套互为备用的集中控制器和多套

分布式信号采集箱。 动力柜和水质监测等设备的

数据通过物理接口或通信接口进入信号采集箱进

行转码交互，再通过 Ｐｒｏｆｉｎｅｔ 环网进入集中控制

器，最后进入管理层终端显示；管理层终端控制指

令陆续通过控制器和信号采集箱下达到设备层，

实现远程遥控和自动控制。

④设备层。 设备层由传感器、阀门、执行器和

电机水泵等组成，完成系统的执行和状态反馈。

２．２ 硬件构成

①管理层硬件。 ２ 套 ＤＥＬＬ Ｒ７４０ 机架式服务

器构成冗余服务器［２９］

，５ 套研华 ＡＲＫ⁃２２３０ 配套

显示单元和嵌入式键盘鼠标分别为生产管理站、

船舶监测站和养殖操作站，Ｌａｓｅｒ ＮＳ ＭＦＰ １００５ 打

印机，ＵＰＳ 不间断电源，西门子 ＸＣ⁃２０８ 工业以太

网交换机，ＲＧ⁃ＷＳ７２０４⁃Ａ 多业务无线控制器，多

套 ＲＧ⁃ＡＰ６３０⁃Ａ 室外无线 ＡＰ 和 ＲＧ⁃ＡＰ７２０⁃Ａ 室

内无线 ＡＰ，１０ 英寸 ＩＰＳ 触摸屏移动终端等。

②控制层硬件。 ＰＬＣ 主控柜包含一套 Ｓ７⁃

１５００ 系列冗余控制器［３０］

，包括串口站、模拟量输

入输出模块、数字量输入输出模块和基本电源模

块等；分布全船的多套信号采集箱，内含模拟量输

入输出模块、数字量输入输出模块和基本电源等；

分布全船的多套动力柜，内含断路器、接触器、保

护单元等模块。

３ 养殖系统自动化控制

３．１ 水体交换自动阀控

为满足各养殖舱均可独立养殖的要求，每个

养殖舱配备独立的养殖水泵和遥控阀，实现舱与

外界海水的交换，整船 １５ 个养殖舱即配备了 １５

套水体交换系统。 为减轻劳动负荷和减少出错

率，设置自动泵阀联动，只需一键操作即可实现单

舱海水交换的开启／ 停止，简化操作流程，流程图

见图 ２。

“一键开启”流程是由控制中心的操控人员

通过操作站集控上位机软件执行开启操作，集控

系统给主管工作站（移动终端）发出开启请求；在

获得同意后，系统开始检查需开启泵的前后通海

阀和入舱阀状态，先开启泵前通海阀，确保泵不抽

空，再开启泵后入舱阀，确保泵后海水有去处，避

免泵启动后管路水压过高；相关阀在关闭状态时，

系统触发阀门开启命令，经延时后再次检查阀门

状态，确保阀在开启状态；再启动海水泵，经过延

时后检查泵的运行状态，并进行状态反馈；阀门开

启失败和泵未能正常运行均触发故障报警，自动

程序结束，提醒人工介入。

“一键关闭”流程与“一键开启”的类似，仅泵

和阀控制顺序有差异。

每套水体交换系统海水管路中均设置多套压

力传感器，在养殖操作站和移动终端中显示，并设

有高压声光报警，便于操控人员实时掌握管路

状态。

３．２ 养殖舱溶氧自动调控

养殖舱内的溶氧浓度是养殖对象安全保障的

重要因素，当溶氧值过低时会引起养殖对象惊恐

乱窜进而造成擦伤，甚至窒息而亡，因而要时刻保

证养殖舱内溶氧值在合理的范围内。 全船设置多

套供氧和溶氧设备：主制氧机、备用制氧机和液氧

装置为供氧端设备，互为备用；增压泵、氧锥装置

和应急增氧设备为溶氧设备，冗余配备；还设计有

互相独立的管路系统。

养殖集控系统通过水质传感器时刻获取养

殖舱内水体中的溶氧浓度值，当该值低于设定

值后就触发溶氧调控程序：自动控制程序通过

控制氧锥设备、应急曝气设备以及阀门遥控系

统进行增氧操作；实时采集运行参数，通过移动

终端展现给养殖控制人员；可依据实际情况调

整的人工控制策略实时修正；并将所有数据存

储在信息系统中以备查看。 自动控制系统关系

如图 ３ 所示。

当舱内溶氧值低于标准值时，系统先判定舱

内是否处于养殖状态，非养殖状态对溶氧无要求，

而养殖状态下溶氧低将影响养殖对象安全。 在养

殖状态下，海水泵和增压泵是处于运行状态，系统

９１

渔 业 现 代 化 ２０２２ 年

通过阀门遥控系统调大海水阀开度—加大换水

量、调大增压阀开度—加大氧气量等方式来增加

溶氧值，并再一次检查舱内溶氧浓度。 如溶氧浓

度还是异常，系统将检查正常增压设备—增压泵

和氧锥的状态，启动应急增氧以应对正常增氧设

备的异常状况；而当正常增压设备正常时，即可判

定溶氧低为供氧端出了故障，启动备用制氧机或

液氧装置。 溶氧自动控制流程如图 ４ 所示。

渔 业 现 代 化 2022 年

通过阀门遥控系统调大海水阀开度-加大换水

量、调大增压阀开度-加大氧气量等方式来增加

溶氧值,并再一次检查舱内溶氧浓度。 如溶氧浓

度还是异常,系统将检查正常增压设备-增压泵

和氧锥的状态,启动应急增氧以应对正常增氧设

备的异常状况;而当正常增压设备正常时,即可判

定溶氧低为供氧端出了故障,启动备用制氧机或

液氧装置。 溶氧自动控制流程如图 4 所示。

a.一键开启换水流程图

开始

一键开启

开启阀门 检查阀门状态 故障报错

主管确认

检查通海阀 关闭

关闭

关闭

延时 关闭

延时

开启

开启

同意

不同意

停止

运行

检查入舱阀

启动海水泵

检查泵状态

结束

开启阀门 检查阀门状态 故障报错

故障报错

延时

b.一键关闭换水流程图

开始

一键关闭

主管确认

关停海水泵

运行

延时

停止

延时

同意

不同意

开启

运行

检查泵状态

检查通海阀和入舱阀

检查阀门状态

结束

故障报错

故障报错

图 2 自动阀控流程图

Fig. 2 Flow chart of automatic valve control

92

图 ２ 自动阀控流程图

Ｆｉｇ．２ Ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｖａｌｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ

９２

第 ５ 期 黄温赟等：工船养殖集中控制系统研发与应用

图 ３ 溶氧自动控制关系图

Ｆｉｇ．３ Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ ｏｘｙｇｅｎ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｄｉａｇｒａｍ

图 ４ 溶氧自动控制流程图

Ｆｉｇ．４ Ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ ｏｘｙｇｅｎ

３．３ 海水泵故障自动处理

海水泵故障直接影响养殖对象的存活，需要

单独设置自动处理逻辑，在其故障时先保障养殖

对象生存，然后人工现场故障处理。一旦监测发

现某一海水泵故障报警了，信息自动生成并推送

该养殖舱主管移动终端。 当海水泵完全故障停止

运行时，舱内海水与外界停止交换，正常增氧失

效，系统自动开启液氧紧急增氧并启动应急曝气

装置，提示停止当下的投饲并调整投饲计划，并推

送数据信息至养殖总监的移动终端，等待确认／ 修

正处理方式。 当海水泵部分故障，海水交换量减

少，但舱内溶氧未持续下降，舱内养殖对象生存可

以得到保障，系统将保持报警状态直至故障消除；

如舱内溶氧浓度持续下降，系统就会认定为养殖

对象生存受到了危害，将与海水泵完全故障时一

样处理。

９３

渔 业 现 代 化 ２０２２ 年

图 ５ 海水泵故障自动处理流程图

Ｆｉｇ．５ Ｔｒｏｕｂｌｅｓｈｏｏｔｉｎｇ ｆｌｏｗｃｈａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅａ ｐｕｍｐ ｆａｉｌｕｒｅ

４ 人机界面设置

生产管理主界面如图 ６ 所示。

图 ６ 生产管理主界面

Ｆｉｇ．６ Ｍａｉｎ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ

①养殖状态监测

为了操作人员更好掌控养殖舱状态，养殖集

控系统通过水泵启动器、压力传感器、流量传感

器、水质传感器以及遥控阀控制箱等监测系统中

的各类参数信息，部分监视界面见图 ６。

水体交换系统管系：海水泵运行／ 停止状态、

海水泵进出口压力、海水总管压力、养殖舱进水柱

压力等。 增氧系统管系：增压泵运行／ 停止状态、

增压泵进出口压力、应急增氧进出口压力、正常增

氧气体流量、应急增氧气体流量、氧锥压力等。 养

殖舱水质参数：溶氧、温度、ｐＨ、盐度等。 遥控阀

状态：开关状态、遥控／ 本地、手动／ 自动、故障等。

②养殖状态控制

养殖状态控制界面包含全部 １５ 个养殖舱的

“养殖请求”“养殖开启”勾选和状态显示、图例说

明和“请求确认” “养殖确认” “复位” 等按钮，当

养殖舱养殖开启成功后，“养殖开启” 将转换为

“养殖停止”。 养殖状态控制界面图见图 ６。

９４

第 ５ 期 黄温赟等：工船养殖集中控制系统研发与应用

如需要开启某一／ 某些养殖舱的养殖模式，在

养殖操作站勾选对应舱室的“养殖请求”后点击

“请求确认”按钮，进行养殖模式请求，待主管工作

站（移动终端）同意；对应图例说明，通过指示灯闪

烁情况可查看目前养殖请求的反馈情况。 待请求

得到确认后，获得养殖请求确认的养殖舱“养殖开

启”的勾选被激活，勾选所需养殖舱“养殖开启”并

点击“养殖确认”，对养殖舱进行养殖模式开启，系

统调用“一键开启”操作启动海水泵、开启氧气供

给、启动增压泵等相应控制逻辑；当执行正常时，该

舱室正常养殖前的指示灯为绿色。

③生产管理

养殖生产管理主界面左侧为功能清单：日常

生产管理、库存管理、监测管理、成本费用管理、报

表统计分析、基础信息维护和用户权限管理（根

据登录账号权限而定）；右侧主要展示养殖整体

情况：当前的存池数量、存池重量、总投饵量及损

失鱼总数，近期投饵量统计，存池重量统计（显示

登录账号权限对应的养殖池情况），成本统计分

析和死鱼统计。 主界面见图 ６。

５ 结语

针对养殖工船养殖管控需求，搭建了系统框

架，研发了工船养殖集控系统：多处控制站的配置

和服务器控制器的冗余设计提高了养殖集控系统

的安全性；针对养殖过程中最重要的养殖水体和

溶氧，开发了自动处理逻辑，在特殊情况下保障养

殖对象安全；编写了人机界面软件，方便了操控人

员掌握养殖状态并进行远程管控。 目前系统已在

工船养殖生产中获得实船应用，并长时间稳定运

行，成为了工船养殖生产核心系统之一，为安全生

产保驾护航；系统创新深远海工业化养殖过程集

中管控模式，避免了紧急情况下人工干预不及时

而对养殖对象造成的不可逆伤害，解决了深远海

养殖人员有限的问题，填补了国内深远海养殖管

控系统的空缺，促进了养殖工船自动化和智能化

进程，助力深远海养殖发展。 □

参考文献

［１］ 山东省农业农村厅渔业渔政处．全球首艘 １０ 万吨级智慧渔

业大型养殖工船“国信 １ 号”正式交付运营［ Ｊ］．科学养鱼，

２０２２（６）：８５．

［２］ 初英杰．走向深蓝的“海上粮仓”［Ｎ］．中国纪检监察报，２０２２⁃

０６⁃０６（８）．

［３］ 王伟．逐梦海洋牧场，“渔业养殖航母” 起航［Ｎ］．青岛日报，

２０２２⁃０５⁃２１（３）．

［４］ 纪毓昭，王志勇．我国深远海养殖装备发展现状及趋势分析

［Ｊ］．船舶工程，２０２０，４２（增刊 ２）：１⁃４，８２．

［５］ 徐皓，谌志新，蔡计强，等．我国深远海养殖工程装备发展研

究［Ｊ］．渔业现代化，２０１６，４３（３）：１⁃６．

［６］ 黄温赟，鲍旭腾，蔡计强，等．深远海养殖装备系统方案研究

［Ｊ］．渔业现代化，２０１８，４５（１）：３３⁃３９．

［７］ 徐皓，刘晃，徐琰斐．我国深远海养殖发展现状与展望［ Ｊ］．中

国水产，２０２１（６）：３６⁃３９．

［８］ 崔铭超，鲍旭腾，王庆伟．我国深远海养殖设施装备发展研究

［Ｊ］．船舶工程，２０２１，４３（４）：３１⁃３８．

［９］ 徐琰斐，徐皓，刘晃，等．中国深远海养殖发展方式研究［ Ｊ］．

渔业现代化，２０２１，４８（１）：９⁃１５．

［１０］黄一心，丁建乐，鲍旭腾，等．中国渔业装备和工程科技发展

综述［Ｊ］．渔业现代化，２０１９，４６（５）：１⁃８．

［１１］唐荣，沈逸，许鹏，等．池塘养殖全自动精准投饲系统设计与

应用［Ｊ］．农业工程学报，２０２１，３７（９）：２８９⁃２９６．

［１２］苗雷，田昌凤，汤涛林，等．标准化池塘养殖集中智能控制系

统设计与应用［Ｊ］．科学养鱼，２０１３（１０）：８１⁃８２．

［１３］张红燕，袁永明，马晓飞，等． 池塘养殖自动控制系统研发

［Ｊ］．微型机与应用，２０１７，３６（１）：９９⁃１０２．

［１４］李家俊，范英，樊祺超，等．基于单片机智能养殖控制系统设

计与实现［Ｊ］．电子测试，２０２０（１６）：２８⁃３０．

［１５］金靖淋．智能水产养殖之鱼塘控制系统的设计与实现［Ｄ］．重

庆：重庆三峡学院，２０２０．

［１６］张建波，王宇，聂雪军，等．智慧渔业时代的深远海养殖平台

控制系统［Ｊ］．物联网学报，２０２１，５（４）：１２０⁃１３６．

［１７］孟广玮，张青亮，姜旭阳．深远海养殖工船船岸一体化系统构

建［Ｊ］．船舶工程，２０２０，４２（增刊 ２）：８３⁃８５，１２６．

［１８］刘家富． 大黄鱼养殖与生物学［ Ｍ］． 厦门：厦门大学出版

社，２０１３．

［１９］陈峻青．工厂化养殖大菱鲆质量安全控制策略研究与体系建

立［Ｄ］．青岛：中国海洋大学，２０１１．

［２０］李维富，卞丽，李伟．四层网络通讯技术在转炉控制中的应用

［Ｊ］．冶金动力，２００８（２）：６９⁃７１．

［２１］吴琼．基于工业以太网的集散控制系统的设计与实现［Ｄ］．南

昌：南昌航空大学，２０１３．

［２２］蒋雪昀．基于 ＲＳ４８５ 总线的远程数据采集模块的构建设计

［Ｊ］．中小企业管理与科技，２０２２（３）：１５９⁃１６４．

［２３］智莹，刘旭．基于 ＰＲＯＦＩＮＥＴ 的冗余环网设计与实现［ Ｊ］．鞍

山师范学院学报，２０１８，２０（２）：６４⁃６７，９０．

［２４］王基亮．Ｐｒｏｆｉｎｅｔ ＩＯ 从站接口在工业称重设备中的实现［ Ｊ］．

中国仪器仪表，２０１３（增刊 １）：７６⁃７９．

［２５］谢钧，谢希仁．计算机网络教程［ Ｍ］．北京：人民邮电出版

社，２０１４．

［２６］杨鑫，袁科琛，刘芳．智能船舶船岸一体化系统应用［ Ｊ］．船海

工程，２０１９，４８（２）：４５⁃４７．

［２７］杜建国．管理信息系统研发及其应用［Ｍ］．南京：东南大学出

版社，２０１８．

［２８］邬江兴，兰巨龙，程东年，等．新型网络体系结构［Ｍ］．北京：

人民邮电出版社，２０１４．

［２９］沈杰．航标船作业管理系统设计与实现［Ｄ］．上海：上海交通

大学，２０２０．

［３０］王祖迅，程玉龙．基于 Ｓ７⁃１５００Ｒ 冗余技术的瓦斯抽采监控系

统设计［Ｊ］．煤矿安全，２０２２，５３（２）：１２０⁃１２４．

９５

渔 业 现 代 化 ２０２２ 年

Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ

ＨＵＡＧＮ Ｗｅｎｙｕｎ

１，２

，ＹＵ Ｄｅｓｈｕｉ

３

，ＤＯＮＧ Ｘｉａｏｎｉ

１

，ＪＩＡＮＧ Ｙｏｎｇ

３

，ＷＡＮＧ Ｐｅｎｇｃｈａｎｇ

３

，ＧＵＯ Ｈａｉｔａｏ

４

（１ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｏcｅａｎ Ｆｉｓｈｉｎg Ｖｅｓｓｅｌ ａｎｄ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ａgｒｉcｕｌｔｕｒｅ，Ｆｉｓｈｅｒｙ Ｍａcｈｉｎｅｒｙ

ａｎｄ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｒｅｓｅａｒcｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａcａｄｅｍｙ ｏｆ Ｆｉｓｈｅｒｙ Ｓcｉｅｎcｅ，Ｓｈａｎgｈａｉ ２０００９２，Ｃｈｉｎａ；

２ Ｊｏｉｎｔ Ｒｅｓｅａｒcｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｄｅｅｐ Ｂｌｕｅ Ｆｉｓｈｅｒｙ Ｅｎgｉｎｅｅｒｉｎg，Ｐｉｌｏｔ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｍａｒｉｎｅ Ｓcｉｅｎcｅ

ａｎｄ Ｔｅcｈｎｏｌｏgｙ （Ｑｉｎgｄａｏ），Ｑｉｎgｄａｏ２６６２３７，Ｓｈａｎｄｏｎg，Ｃｈｉｎａ；

３ ＣＯＮＳＯＮ ＣＳＳＣ （Ｑｉｎgｄａｏ） Ｏcｅａｎ Ｔｅcｈｎｏｌｏgｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｄｏｎg Ｑｉｎgｄａｏ ２６６０６１，Ｃｈｉｎａ；

４ ７１ｓｔ Ｒｅｓｅａｒcｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｓｔａｔｅ Ｓｈｉｐｂｕｉｌｄｉｎg Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｈａｎgｈａｉ２０１１０８，Ｃｈｉｎａ；

５ Ｑｉｎgｄａｏ Ｂｌｕｅ Ｇｒａｎａｒｙ Ｔｅcｈｎｏｌｏgｙ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｅｎｔｅｒ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｑｉｎgｄａｏ２６６０７１，Ｓｈａｎｄｏｎg，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｆｕｓｉｏｎ ｏｆ ｏｃｅａｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｔｈｅ

ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｓｈｉｐ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｐｌａｔｆｏｒｍｓ ａｔ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｔａｇｅ ｉｎ ｏｕｒ

ｃｏｕｎｔｒｙ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｆａｒ⁃ｒｅａｃｈｉｎｇ Ｍａｒｉｎｅ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｒｅａｌ⁃

ｔｉｍｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ； Ｉｎ ｔｈｅ ｌｉｇｈｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｓｈｉｐ ａｎｄ ｂｒｅｅｄｉｎｇ

ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ， ｂａｓｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｅｐ ｓｅａ ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ， ｔｈｅ ｆｏｕｒ⁃ｌａｙｅｒ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｏｆ

ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ，ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｌａｙｅｒ，ｃｏｎｔｒｏｌ ｌａｙｅｒ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｌａｙｅｒ ｉｓ ｂｕｉｌｔ ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ

ｆａｒｍｉｎｇ ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ，ｅｑｕｉｐｐｅｄ ｗｉｔｈ ｒｅｄｕｎｄａｎｔ ｓｅｒｖｅｒｓ，ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｈａｒｄｗａｒｅ ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ，ｓｕｃｈ ａｓ

ｔａｒｇｅｔｅｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｖａｌｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ ｏｘｙｇｅｎ ａｎｄ ｓｅａ ｗａｔｅｒ ｐｕｍｐ ｆａｕｌｔ ａｕｔｏｍａｔｉｃ

ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｌｏｇｉｃ，Ｗｒｉｔｅ ｔｈｅ ＰＣ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ａ ｓｅｔ ｏｆ ｓｈｉｐ ｃｅｎｔｒａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ，ｒｅａｌｉｚｅ

ｔｈｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ ｄｉｓｐｌａｙ ｏｆ ｂｒｅｅｄｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｗａｔｅｒ ｅｘｃｈａｎｇｅ ａｎｄ ｔｈｅ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｅ

ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ ｏｘｙｇｅｎ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ，ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｔｅｓｔｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｇｒｅａｔｌｙ

ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｓｔａｆｆ ｗｏｒｋｌｏａｄ，ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｈｕｍａｎ ｅｒｒｏｒ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ，ｇｕａｒａｎｔｅｅ ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｆｉｓｈｅｒｙ

ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ ｓｈｉｐ； ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ； ｃｏｎｔｒｏｌ ｌｏｇｉｃ

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