[发明专利]一种大数据控制的鱼快速脆化环境控制方法

权利要求书

1.一种大数据控制的鱼快速脆化环境控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S100，在若干个试验养殖池中放养若干条同规格批次的待脆化鱼；

S200，每日分别获取各个试验养殖池中随时刻变化的水体环境参数大数据，以及每日的养殖参数变量；

S300，在不同养殖天数分别在各个试验养殖池中随机取样获得待脆化鱼样本，对待脆化鱼样本进行定量分析并测定对应的鱼脆化指标；

S400，根据各个试验养殖池中随着养殖天数递增对应的水体环境参数大数据构成水体环境参数变化数据库；并结合不同养殖天数对应的鱼脆化指标和养殖参数变量计算得到对应的脆化环境参数变化序列；

S500，根据各个试验养殖池中的脆化环境参数变化序列智能调控人工增氧设备和养殖加热恒温系统达到最佳脆化环境；

在S200中，以每日对应测定时刻为记录最小单位，对各个试验养殖池在第d日对应t时刻分别测定各个水体环境参数，并按预设顺序构成随时刻变化的水体环境参数大数据，其中各个水体环境参数按预设顺序分别为钙离子Ca²⁺浓度记作Ca2，化学需氧量记作COD，溶解氧含量记作DO，酸碱度记作pH，盐度记作Sali，水体温度记作Temp，水流速度记作Speed；各个养殖参数随着养殖天数变化，构成养殖参数变量记作Breed(d) ={Feed(d), ADG(d), SD(d)}，其中，Feed(d)表示为第d日的平均摄食量，ADG(d)表示为第d日的平均鱼净增重量，SD(d)表示为第d日的养殖密度；d值为养殖天数，d∈[1, N]，N为养殖总天数，N∈[85, 127]；t值为测定时刻；

在S300中，在不同养殖天数分别在各个试验养殖池中随机取样获得待脆化鱼样本，对待脆化鱼样本进行定量分析并测定对应的鱼脆化指标的方法为：

S301，在各个试验养殖池中分别随机取样获得对应在不同养殖天数的待脆化鱼样本，并记录当前养殖天数和取样次数；其中，将取样次数记为p，p∈[1,Psum]，Psum为总取样次数，Psum = cell((N-1)/deta)，cell函数为向上取整，N为养殖总天数，deta为取样间隔，deta∈[7, 28]日；当p≠Psum时，若第p次取样对应的养殖天数为第d日，则第p+1次取样对应的养殖天数为第d+deta日，其中p=1时d=1；当p=Psum时对应的养殖天数为第N日；

S302，对各个试验养殖池的待脆化鱼样本进行血液采集，每次抽取尾部静脉血液5mL，利用肝素抗凝得到若干个脆化鱼全血样本；

S303，分别定量测定各个试验养殖池中实验组和对照组对应的脆化鱼全血样本的葡萄糖-6-磷酸脱氢酶含量、血红蛋白含量、红细胞计数以及白细胞计数；并计算在第p次取样时实验组和对照组对应的脆化鱼全血样本的葡萄糖-6-磷酸脱氢酶含量的绝对差值记作dvG6PD(p)，以及其血红蛋白含量的绝对差值记为dvHb(p)、红细胞计数的绝对差值记为dvRBC(p)和白细胞计数的绝对差值记为dvWBC(p)；其中，测定葡萄糖-6-磷酸脱氢酶含量的方法为定量比值法、Zinkham法、硝基四氮唑蓝法中任一种方法；测定血红蛋白含量的方法为氰化高铁血红蛋白测定法、十二烷基月桂酰硫酸钠血红蛋白法、溴代十六烷基三甲胺血红蛋白测定法、碱羟高铁血红素法中任一种；

S304，切取各个试验养殖池的待脆化鱼样本的肌肉组织得到呈长条形状的肌肉样品，测定实验组中第p次取样的肌肉样品的肌肉单位弹性度记作Fm (p)，测定对照组中第p次取样的肌肉样品的肌肉单位弹性度记作stdFm (p)；肌肉单位弹性度的计算方法为弹簧测力计拉断肌肉样品时测定的拉力与肌肉样品的横截面积和长度的乘积之间的比值；其中所述肌肉组织为背鳍肌、腹直肌、大侧肌、上棱肌、下棱肌中任意一种；

S305，计算各个试验养殖池中第p次取样的待脆化鱼样本对应的鱼脆化指标记作embrit(p)，其计算公式为：，其中Bi(p)为第p次取样的脆化鱼全血样本对应的血液指标系数，表达式为：，其中ln为以常数e为底数的自然对数；

在S400中，根据各个试验养殖池中随着养殖天数递增对应的水体环境参数大数据构成水体环境参数变化数据库；并结合不同养殖天数对应的鱼脆化指标和养殖参数变量计算得到对应的脆化环境参数变化序列的方法为：

S401，根据各个试验养殖池中随着养殖天数递增对应的水体环境参数大数据构成水体环境参数变化数据库，将水体环境参数变化数据库设为三阶张量记作WE^d (index,t)，其中第一维度为水体环境参数大数据中各个水体环境参数变量记作index，其中index为Ca2,COD, DO, pH, Sali, Temp, Speed中任意一项，第二维度为每日测定的对应t时刻，第三维度为养殖天数第d日；

S402，以第p次取样的鱼脆化指标对应的养殖天数作为第p个阶段分隔点，将第p个阶段分隔点对应的养殖天数记为第d1日，第p+1个阶段分隔点对应的养殖天数记为第d2日，则第d1日与第d2日之间的养殖天数记作第j个脆化时间段，j值为第p个阶段分隔点对应的脆化时间段序号，j∈[1,Psum-1]；结合第p次取样的鱼脆化指标，分别计算各个试验养殖池对应的养殖参数变量在第j个脆化时间段中随着d值变化的变量构成一条曲线作为脆化养殖趋向曲线，其计算公式为：

， d∈[d1,d2], p=j+1；

，

d1=deta×(j-1)+1，

；

其中，Trend(Breed(d), j)是脆化养殖趋向曲线在第j个脆化时间段对应的各个养殖参数在第d日的脆化养殖参数趋向值，Breed(d)是在第d日各个养殖参数构成的养殖参数变量，Breed(d) ={Feed(d), ADG(d), SD(d)}，δ为脆化养殖趋向曲线对应的变化系数，d1为第p个阶段分隔点对应的养殖天数，d2为第p+1个阶段分隔点对应的养殖天数，ln为以常数e为底数的自然对数；

S403，遍历j值取值范围，分别计算各个试验养殖池中第j个脆化时间段中第d日的养殖生长系数记作SGR(d, j)，SGR(d, j) = Trend(ADG(d), j)×Trend(SD(d), j) / (d-d1)，其中Trend(ADG(d), j)为第j个脆化时间段对应的平均鱼净增重量在第d日的脆化养殖参数趋向值，Trend(SD(d), j) 为第j个脆化时间段对应的养殖密度在第d日的脆化养殖参数趋向值；分别计算第j个脆化时间段中第d日的养殖摄食系数记作FCR(d, j)，FCR(d, j) =Trend(ADG(d), j) / Trend(Feed(d), j)，其中Trend(Feed(d), j)为第j个脆化时间段对应的平均摄食量在第d日的脆化养殖参数趋向值；

S404，遍历j值和d值的取值范围，分别计算各个试验养殖池的SGR(d, j)的一阶导数记为deSGR(d, j)，查找deSGR(d, j)的数值从大于0变为小于或等于0时对应的d值记为转折点，若第j个脆化时间段中存在一个或多个转折点，则令j1=j，将第j1个脆化时间段对应的养殖天数标记为质变阶段，并将所有转折点对应的d值按从小到大顺序排列分别记为第k_j1个脆化转折点，k_j1∈[1, K_j1]，K_j1为第j1个脆化时间段中存在的转折点个数；若第j个脆化时间段中不存在转折点，则令j2 = j，第j2个脆化时间段对应的养殖天数标记为量变阶段，并计算在第j2个脆化时间段内所有d值对应的Trend(Feed(d), j)的算术平均值作为第j2个量变摄食量记作avFeed(j2)，以及对应的SGR(d, j)的算术平均值作为第j2个生长系数阈值记作avSGR(j2)；其中，j1是脆化时间段为质变阶段的序号，j2是脆化时间段为量变阶段的序号，j1∈[0,P1]，j2∈[0,P2]，P1为质变阶段个数，P2为量变阶段个数，Psum=P1+P2+1；

S405，遍历j值和d值的取值范围，分别计算各个试验养殖池的Trend(Feed(d), j)的二阶导数记作sdeFeed(d,j)，以及计算FCR(d, j)的二阶导数记作sdeFCR(d, j)；进一步判断P1×P2是否等于零，确定第一脆化点、第二脆化点和第三脆化点对应的养殖天数；其中，当P1×P2=0时，计算QC(d,j)=sdeFeed(d,j)×sdeFCR(d,j)，若QC(d,j)＞0时j值最小对应的d值记作第一脆化点，若QC(d,j)＜0时j值最小对应的d值记作第二脆化点，取第一脆化点和第二脆化点之间的养殖天数内对应的sdeFCR(d, j)数值最小对应的d值记作第三脆化点；当P1×P2≠0时，遍历j1值的取值范围，计算各个试验养殖池中第j1个脆化时间段内所有d值对应的FCR(d, j)的算术平均值记作avFCR(j1)，取avFCR(j1)值最小对应的第j1个脆化时间段的d值记作第一脆化点；遍历j2值的取值范围，计算第j2个脆化时间段内所有d值对应的sdeFCR(d, j)的算术平均值记作avsdeFCR(j2)，取avsdeFCR(j2)值最大对应的第j2个脆化时间段的d值记作第二脆化点，取avsdeFCR(j2)值最小对应的第j2个脆化时间段的d值记作第三脆化点；

S406，将d=1至第一脆化点之间的养殖天数记作第一脆化阶段，第一脆化点至第二脆化点之间的养殖天数记作第二脆化阶段，第二脆化点至第三脆化点之间的养殖天数记作第三脆化阶段，第三脆化点至d=N之间的养殖天数记作第四脆化阶段；结合对应养殖天数的水体环境参数变化数据库的数据，分别计算第i个试验养殖池对应在第一脆化阶段、第二脆化阶段、第三脆化阶段和第四脆化阶段的脆化环境参数变化序列，分别记作EM1ⁱ (index, d)、EM2ⁱ (index, d)、EM3ⁱ (index, d)和EM4ⁱ (index, d)，其计算公式分别为：

；

；

；

；

其中，WE^d (index,t)表示为水体环境参数变化数据库中在养殖天数第d日对应t时刻的各个水体环境参数index的数值；ds1为第一脆化点，ds2为第二脆化点，ds3为第三脆化点，t1为初始时刻，t2为结束时刻，time为测定总次数，index表示为水体环境参数变量，index为Ca2, COD, DO, pH, Sali, Temp, Speed中任意一项。