УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЧЕТА ЛОСОСЕЙ, ИДУЩИХ НА НЕРЕСТ

Полезная модель относится к промышленному рыболовству, в частности к устройствам для контроля подходов дальневосточных лососей к прибрежным районам для последующего нереста.
Лососевые являются наиболее массовым видом ценные рыб, имеют очень важное промысловое значение для многих районов Дальнего Востока, а также и для всей российской рыбной отрасли.
Однако, несмотря на длительное изучение лососей и многолетний опыт использования их ресурсов, а также удовлетворительный уровень общих представлений об их биологии, взгляды различных исследователей по многим принципиальным вопросам, имеющим выход в практику (единицы запаса, закономерности флюктуации численности, оперативное и долгосрочное прогнозирование величины подходов лососей к районам нереста, управление промыслом и ресурсами и др.), не только отличаются, но зачастую носят альтернативный характер.
Хорошо известно, что лососи далеко не всегда (а, скорее всего, только частично) выходят из открытых вод прямо к устью своей нерестовой реки, т.е. вдоль берегов перемещаются совокупности рыб из разных стад. По многим причинам, влияющим на выживание поколений лососей, прогнозируемое соотношение их видов в подходах, да и величина подходов, далеко не всегда бывают и будут близкими к реальным. / Шунтов В.П. О некоторых нерешенных научных и прикладных вопросах изучения тихоокеанских лососей в ближайшие годы. Владивосток, 2006, ТИНРО-центр. Бюллетень №1 реализации «Концепции дальневосточной бассейновой программы изучения тихоокеанских лососей», с.3-11; Каев А.М. Горбуша Сахалина: взгляд через путину. - 2007. М. Рыбное хозяйство, 2008, №2, с.50-52./.
Прогнозирование масштабов подходов лососей к конкретным местам воспроизводства никогда не отличалось удовлетворительной оправдываемостью, хотя пути миграций на нерест многих популяций лососей во многом изучены.
В настоящее время для уточнения прогнозов подхода мигрирующих лососевых к прибрежным районам Дальнего Востока в основном используются технические средства - устройства промышленного рыболовства, а именно, дрифтерные сети. Данные об уловах дрифтерных сетей с соответствующих промысловых судов с наблюдателями, ведущими лов в море, формируют (создают) информационную базу для таких прогнозов, в том числе и для оперативного прогнозирования /Шунтов В.П., Темных О.С., Куренкова Е.В. Дальневосточная лососевая путина - 2007: ожидаемый рекордный результат. М. Рыбное хозяйство, 2008, №2, с.46-49/.
Основным недостатком дрифтерных сетей являются экологические проблемы. Это попадание и гибель в сетях птиц, млекопитающих. От этих попаданий нелегко избавиться. В свое время это привело к запрету на международном уровне японского дрифтерного промысла лососей в открытом море.
Известны также гидроакустические устройства для учета приходящих на нерест ценных видов рыб. Так, гидроакустический комплекс по патенту №52647 /RU U1 G06M 3/00 (2006.01)/ включает в себя набор двухчастотных акустических антенн, установленных в направлении от поверхности к дну и в направлении от дна к поверхности воды на заякоренных придонных и плавучих поверхностных платформах и соединенных сигнальными кабелями с береговой контрольно-измерительной системой хранения, визуализации и анализа данных (эхосигналов). Основным его недостатком является малая зона акустического учета каждой отдельной из двухчастотных гидроакустических антенн набора, сложность практического использования и эксплуатации в связи с необходимостью обеспечения заякоренения на дне каждой из антенн набора, особенно при больших глубинах зоны учета, и наличием сигнальных кабелей от каждой из платформ в воде до береговой системы.
Гидроакустический высокочастотный многолучевой комплекс по патенту на полезную модель "Гидроакустический высокочастотный многолучевой программно-технический комплекс по учету проходящих на нерест ценных видов рыб NETCOR-2" РФ №73747 G06M 3/00 2006, включающий в себя набор высокочастотных (435 кГц, как указано в данном патенте) многолучевых гидроакустических антенн горизонтального направления лоцирования секторного обзора, установленных на заякоренных придонных и плавучих поверхностных платформах и соединенных сигнальными кабелями с береговой компьютеризированной контрольно-измерительной системой хранения, визуализации и анализа данных (эхосигналов). Он имеет большую зону акустического учета каждой отдельной из гидроакустических антенн набора, но также достаточно ограниченную в связи с их высокой рабочей частотой. Кроме того, в связи с секторной характеристикой направленности каждой из гидроакустических антенн возможно смещение оси зоны учета под влиянием течения, ветра и др. В результате будет сокращаться ширина общей зоны акустического учета набора антенн и, соответственно, уменьшаться эффективность и качество учета. Также остается сложность практического использования и эксплуатации в связи с необходимостью обеспечения заякоренения на дне каждой из антенн набора, особенно при больших глубинах зоны учета, и наличием сигнальных кабелей от каждой из платформ в воде до береговой системы.
Наиболее близким к предлагаемому является гидроакустический комплекс по патенту на полезную модель "Гидроакустический высокочастотный многолучевой программно-технический комплекс по учету проходящих на нерест ценных видов рыб NETCOR-3" РФ №82357 G06M 3/00 2008, включающий в себя сеть независимых заякоренных плавучих гидроакустических регистраторов с программно-управляемым генератором-приемником, нагруженным на высокочастотную (455 кГц) многоэлементную (соответственно, многолучевую) гидроакустическую антенну секторного обзора в горизонтальной плоскости, аналого-цифровым преобразователем, микроконтроллером и устройством передачи данных по радиоканалу в не лицензируемом диапазоне радиочастот на береговую компьютеризированную контрольно-измерительную систему.
В нем остается (сохраняется) недостаток, имеющийся (указанный) в предыдущем аналоге, обусловленный все же достаточно ограниченной зоной акустического учета в связи с высокой рабочей частотой (455 кГц) гидроакустических антенн, возможностью сокращения ширины общей зоны акустического учета сети под влиянием течений, ветра, остается сложность практического применения в связи с необходимостью обеспечения заякоренения на дне каждого из гидроакустических регистраторов сети, особенно при использовании в морских условиях с нередко большими глубинами и достаточно частыми волнениями моря. Кроме того, данный комплекс может использоваться лишь на небольших расстояниях от береговой системы (может быть, ненамного превышающую 1 км) в связи с весьма ограниченной дальностью действия применяемых радиоблоков не лицензируемого диапазона радиочастот. Последнее обстоятельство делает указанный комплекс практически неприменимым в морских условиях.
Технической задачей заявленной полезной модели является создание устройства, обеспечивающего более эффективный, качественный, экологически безопасный, оперативный и менее затратный контроль (учет) приходящих на нерест лососевых в реальных практических условиях дальневосточного лососевого промысла.
Поставленная задача решается в устройстве для учета лососей идущих на нерест, включающее в себя сеть независимых плавучих гидроакустических регистраторов, состоящих из программно управляемого генератора-приемника, акустической многоэлементной антенны, аналого-цифрового преобразователя, и устройства пакетной передачи данных по радиоканалу связи (радиомодуля) на внешнюю контрольно-измерительную систему, при этом в качестве акустических многоэлементных антенн берут низкочастотные акустические антенны, имеющие круговую характеристику направленности в горизонтальной плоскости, при этом гидроакустические регистраторы последовательно соединены, а концевые снабжены якорем.
Схема устройства изображена на фиг.1, 2.
Устройство состоит из n-го количества отдельных автономных плавучих гидроакустических регистраторов 1 (фиг.1), каждый из которых включает программно управляемый генератор-приемник 2, низкочастотную акустическую антенну 3 кругового обзора в горизонтальной плоскости с широкой характеристикой направленности в вертикальной плоскости, аналого-цифровой преобразователь 4, блок 5 запоминания и хранения акустической информации, радиомодуль 6 для передачи запомненной информации по радиоканалу по внешнему запросу судовую или береговую систему 7 (фиг.2) анализа и обработки информации, общий соединительный канат или трос 8 и якоря 9 на крайних регистраторах 1, при этом выход генератора генератора-приемника 2 каждого из гидроакустических регистраторов 1 подключен к акустической антенне 3, которая также подключена к входам приемника генератора-приемника 2, выход приемника генератора-приемника 2 через аналого-цифровой преобразователь 4 подключен к одному входу блока 5 запоминания и хранения данных, к второму входу которого подключен выход запуска считывания радиомодуля 6, выход блока запоминания и хранения данных 5 подключен к входу радиомодуля 6 передачи информации на судовую или береговую систему 7 анализа и обработки информации. Блоки гидроакустических регистраторов 1, кроме акустической антенны 3, размещаются на надводных частях плавучих платформ, хотя возможен вариант размещения генератора-приемника 2 вблизи акустической антенны 3, располагаемой на кабеле на некоторой глубине (фиг.2, где А - зона действия) для обеспечения возможности свободного прохода судов.
Устройство работает следующим образом.
После прихода судна в район известных или предполагаемых миграций лососей начинается установка серии из n плавучих гидроакустических регистраторов поперек ожидаемого направления миграции. После отдачи в воду первого гидроакустического регистратора из серии он заякоривается. Плавучие гидроакустические регистраторы подвязаны к общему обычному канату или тросу на расстояниях, соответствующих дальности обнаружения отдельных лососей гидроакустическим трактом горизонтальной локации регистратора или м.б. из соображений большего охвата территории контроля. При движении судна последовательно сбрасываются в воду остальные регистраторы. Последний плавучий гидроакустический регистратор также заякоривается, что обеспечивает постоянство ширины зоны учета (контроля) и положения регистраторов. После отдачи плавучих гидроакустических регистраторов в воду они автоматически включаются в работу, принимаемые отраженные от рыб эхосигналы запоминаются и сохраняются в блоках памяти автономных регистраторов.
Судно контроля или береговой центр периодически их опрашивают путем подачи соответствующих кодовых сигналов считывания для каждого из регистраторов. Сигнал считывания принимается радиомодулем регистратора, который подает сигнал на считывание с соответствующего блока памяти. Считываемые данные через тот же радиомодуль передаются по линии радиосвязи на судно или береговой центр. В результате обеспечивается практически единовременное получение акустической локационной информации со всего района контроля. Благодаря большой скорости считывания информации может быть обеспечена практически любая частота получения акустических данных с выбранного района полагаемого подхлда лососей и, соответственно, высокая оперативность их контроля. Для оценки размерного и видового состава могут выполняться лишь отдельные постановки контрольных дрифтерных сетей с судна контроля.
В зависимости от длительности работы источников электропитания гидроакустических регистраторов судно контроля периодически обеспечивает замену этих источников и производит новую постановку в том же или другом выбранном участке. Благодаря тому, что все буи серии связаны друг с другом, судно подходит лишь к первому регистратору и сразу выбирает всю серию. Небольшое количество судов с сериями таких плавучих гидроакустических регистраторов сможет обеспечить охват и оперативный контроль всех предполагаемых районов миграций лососей. При использовании спутниковой связи вся информация может оперативно передаваться непосредственно в рыбохозяйственный институт.
Благодаря применению низкочастотной акустической антенны обеспечивается значительно более широкая зона контроля (оценки) количества приходящих на нерест рыб (более чем на порядок), при использовании акустической многоэлементной антенны кругового обзора устраняются возможные флуктуации ширины зоны наблюдения гидроакустических регистраторов. Наличие механических связей между плавучими регистраторами и заякорение лишь двух крайних гидроакустических регистраторов существенно облегчает установку серии (сети) и ее выборку, что особенно важно при работе с устройством в морских условиях, где естественно, необходимо большое количество таких регистраторов. Включение в состав каждого регистратора блока запоминания и хранения акустической информации облегчает работу судна контроля, которое может лишь периодически подходить в зону установки серии (сети) для считывания данных и смены источников электропитания регистраторов. Остальное время он может вести контрольный лов. Выполнение радиомодуля с его работой в УКВ или промежуточно-волновом диапазоне частот позволяет обеспечить большую дальность передачи данных с установленного комплекса.