способ управления поведением морских животных при промысле рыбы

Формула изобретения

Способ управления поведением морских животных при промысле рыбы, основанный на формировании, усилении и излучении информационных сигналов, воздействии информационных сигналов на морских животных и изменении их поведенческих характеристик, отличающийся тем, что в качестве информационных сигналов используются гидроакустические сигналы, излучаемые выборочными устройствами, излучение информационных сигналов осуществляется непрерывно в период движения судна и в период постановки орудий лова в море, дополнительно формируются, усиливаются и излучаются энергетические сигналы в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна при помощи пространственно разнесенных нескольких гидроакустических излучателей, при этом в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна информационные сигналы не излучаются, а энергетические сигналы излучаются непрерывно, маскируют гидроакустические сигналы, излучаемые выборочными устройствами, воздействуют на морских животных и изменяют их поведенческие характеристики, частотный диапазон информационных и энергетических сигналов ограничен снизу верхней граничной частотой диапазона частот наибольшей акустической чувствительности рыб - объекта промысла.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в рыбной промышленности для "отвлечения" морских животных от орудий лова с рыбой.

Задача, решаемая изобретением, заключается в формировании, усилении и излучении информационных сигналов (в период движения судна и в период постановки орудий лова в море), в формировании, усилении и излучении энергетических сигналов (в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна), воздействии информационных и энергетических сигналов на морских животных и изменении их поведенческих характеристик.

Известен способ управления поведением скоплений рыб, основанный на формировании, усилении и излучении в сторону скопления рыб энергетических и информационных сигналов в широком диапазоне частот [1].

Основным недостаткам данного способа является невозможность управления поведением морских животных в процессе промысла рыбы.

Известен способ управления поведением морских животных, основанный на формировании, усилении и излучении энергетических сигналов, воздействии энергетических сигналов на морских животных и изменении их поведенческих характеристик [2].

Основными недостатками данного способа являются:

1. Недостаточная эффективность управления поведением морских животных.

2. Невозможность управления поведением морских животных в процессе промысла рыбы из-за "отпугивания" рыб от орудий лова.

3. Недостаточная эффективность процесса управления поведением морских животных из-за относительно быстрой их адаптации к излучаемым сигналам.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому относится способ (выбранный в качестве способа-прототипа) управления поведением морских животных, основанный на формировании, усилении и излучении информационных сигналов, воздействии информационных сигналов на морских животных и изменении их поведенческих характеристик [3].

К недостаткам способа-прототипа относятся:

1. Невозможность управления поведением морских животных в процессе промысла рыбы из-за "отпугивания" рыб от орудий лова.

2. Недостаточная эффективность процесса управления из-за невозможности управления поведением всех морских животных (например, косаток - не имеющих в природе естественных "хищников").

3. Недостаточная эффективность процесса управления поведением морских животных из-за быстрой их адаптации к излучаемым сигналам "хищника".

Поставленная цель достигается тем, что в способе управления поведением морских животных, основанном на формировании, усилении и излучении информационных сигналов, воздействии информационных сигналов на морских животных и изменении их поведенческих характеристик, в качестве информационных сигналов используются гидроакустические сигналы, излучаемые выборочными устройствами в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна, излучение информационных сигналов осуществляется непрерывно в период движения судна и в период постановки орудий лова в море, дополнительно формируются, усиливаются и излучаются энергетические сигналы в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна при помощи пространственно разнесенных нескольких (не менее 2-х) гидроакустических излучателей, при этом в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна информационные сигналы не излучаются, а энергетические сигналы излучаются непрерывно, маскируют гидроакустические сигналы, излучаемые выборочными устройствами в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна, воздействуют на морских животных и изменяют их поведенческие характеристики, частотный диапазон информационных и энергетических сигналов ограничен снизу верхней граничной частотой диапазона частот наибольшей акустической чувствительности рыб - объекта промысла.

Для обеспечения возможности управления поведением морских животных в процессе промысла рыбы частотный диапазон информационных и энергетических сигналов ограничен снизу верхней граничной частотой диапазона частот наибольшей акустической чувствительности рыб - объекта промысла.

Для повышения эффективности процесса управления поведением морских животных:

- в качестве информационных сигналов используются гидроакустические сигналы, излучаемые выборочными устройствами в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна;

- излучение информационных сигналов осуществляется непрерывно в период движения судна и в период постановки орудий лова в море;

- дополнительно излучаются энергетические сигналы при помощи пространственно разнесенных нескольких гидроакустических излучателей;

- энергетические сигналы излучаются непрерывно и маскируют гидроакустические сигналы, излучаемые выборочными устройствами в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна.

Для повышения эффективности управления поведением морских животных и исключения быстрой их адаптации к излучаемым сигналам:

- в качестве информационных сигналов используются гидроакустические сигналы, излучаемые выборочными устройствами в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна;

- излучение информационных сигналов осуществляется непрерывно в период движения судна и в период постановки орудий лова в море;

- дополнительно излучаются энергетические сигналы в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна при помощи нескольких пространственно разнесенных нескольких гидроакустических излучателей;

- в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна информационные сигналы не излучаются, а энергетические сигналы излучаются непрерывно и маскируют гидроакустические сигналы, излучаемые выборочными устройствами в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна.

Отличительными признаками заявляемого способа являются:

1. В качестве информационных сигналов используются гидроакустические сигналы, излучаемые выборочными устройствами в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна.

2. Излучение информационных сигналов осуществляется непрерывно в период движения судна и в период постановки орудий лова в море.

3. Дополнительно формируются, усиливаются и излучаются энергетические сигналы в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна при помощи нескольких (не менее 2-х) пространственно разнесенных гидроакустических излучателей.

4. В период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна информационные сигналы не излучаются, а энергетические сигналы излучаются непрерывно, маскируют гидроакустические сигналы, излучаемые выборочными устройствами в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна, воздействуют на морских животных и изменяют их поведенческие характеристики.

5. Частотный диапазон информационных и энергетических сигналов ограничен снизу верхней граничной частотой диапазона частот наибольшей акустической чувствительности рыб - объекта промысла.

Наличие отличительных от прототипа признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию "новизна".

Анализ известных технических решений с целью обнаружения в них указанных отличительных признаков, показал следующее.

Признаки 1-4 являются новыми и неизвестно их использование для управления поведением морских животных (включая косаток) в процессе промысла рыбы. В то же время в промысловой гидроакустике известно использование признака 3 - для энергетического управления поведением рыб и морских животных, а в прикладной гидроакустике известно использование признака 4 - для маскировки гидроакустических сигналов.

Признак 5 хорошо известен в гидроакустике. В то же время неизвестно его использование для управления поведением морских животных в процессе промысла рыбы,

Таким образом, наличие новых существенных признаков в совокупности с известными обеспечивает появление у заявляемого решения нового свойства, не совпадающего со свойствами известных технических решений, - в течение заданного интервала времени эффективно управлять поведением морских животных в процессе промысла рыбы путем формирования, усиления и излучения гидроакустических информационных и энергетических сигналов в диапазоне частот, ограниченном снизу верхней граничной частотой диапазона частот наибольшей акустической чувствительности рыб - объекта промысла.

В данном случае мы имеем новую совокупность признаков и их новую взаимосвязь, причем не простое объединение новых признаков и уже известных в гидроакустике, а именно выполнение операций в предложенной последовательности, и приводит к качественно новому эффекту.

Данное обстоятельство позволяет сделать вывод о соответствии разработанного способа критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства, с помощью которого реализуется разработанный способ управления поведением морских животных при промысле рыбы.

Устройство состоит из блока формирования информационных сигналов 1, блока формирования энергетических сигналов 2, переключателя 3 и блока управления 4; последовательно электрически соединенных первого усилителя мощности 5 и излучателя гидроакустических сигналов 6, опускаемого за борт судна, а также из последовательно электрически соединенных второго усилителя мощности 7 и излучателя гидроакустических сигналов 8, установленного на корпусе судна 9, имеющего выборочные устройства 10.

На фиг. 2 поясняется принцип действия устройства, реализующего разработанный способ управления поведением морских животных при промысле рыбы.

Устройство функционирует следующим образом (фиг.1, фиг.2).

В блоке 1 происходит формирование информационных сигналов, соответствующих гидроакустическим сигналам, излучаемых выборочными устройствами в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна. В блоке 2 происходит формирование энергетических сигналов, которые маскируют гидроакустические сигналы, излучаемые выборочными устройствами в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна. При этом частотный диапазон информационных и энергетических сигналов ограничен снизу верхней граничной частотой диапазона частот наибольшей акустической чувствительности рыб - объекта промысла.

Переключатель 3 с помощью блока управления 4 осуществляет подключение выхода блока формирования информационных сигналов 1 к входу второго усилителя мощности 7 в период движения судна и в период постановки орудий лова в море, а также осуществляет подключение выхода блока формирования энергетических сигналов 2 к входу первого усилителя мощности 5 и к входу второго усилителя мощности 7 в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна.

В первом 5 и втором 7 усилителях мощности осуществляется усиление сигналов до заданного уровня, а с помощью излучателя гидроакустических сигналов 6, опускаемого за борт судна 9, а также излучателя гидроакустических сигналов 8, установленного на корпусе судна 9, имеющего выборочные устройства 10, осуществляется излучение гидроакустических (информационных, энергетических) сигналов.

При этом излучение информационных сигналов в рабочем секторе ₂ (фиг. 2) осуществляется с помощью излучателя гидроакустических сигналов 8, установленного на корпусе судна 9, непрерывно в период движения судна и в период постановки орудий лова в море, в то время как излучение энергетических сигналов осуществляется как с помощью излучателя гидроакустических сигналов 8, установленного на корпусе судна 9, так и с помощью излучателя гидроакустических сигналов 6, опускаемого за борт судна 9, в рабочем секторе ₁ (фиг. 2) в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна 9.

Излученные информационные сигналы воздействуют на морских животных и изменяют их поведенческие характеристики - морские животные подходят к рыбопромысловому судна и ожидают (напрасно) подъема рыбы в орудиях лова. Излученные энергетические сигналы маскируют гидроакустические сигналы, излучаемые выборочными устройствами в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна, воздействуют на морских животных и изменяют их поведенческие характеристики - морские животные "не слышат" характерных звуков выборочных устройств в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна и не подходят к рыбопромысловому судну.

Для примера на фиг.3 представлены диапазоны частот наибольшей акустической чувствительности некоторых промысловых рыб Дальневосточного региона [4] . Как видно из фиг.3, диапазон частот информационных сигналов управления поведением морских животных в процессе промысла рыбы должен быть ограничен снизу верхней граничной частотой диапазона частот наибольшей акустической чувствительности рыб - конкретного объекта промысла. В частности: ~0,5 кГц для трески, ~3 кГц для сельди.

На фиг. 4, исключительно только для пояснения принципа действия разработанного способа, представлены спектры гидроакустического поля рыбопромыслового судна с работающими выборочными устройствами (ВУ) без излучения (фиг. 4а) и с излучением (пунктирная линия) энергетических сигналов (фиг.4б) при помощи нескольких (двух) пространственно разнесенных гидроакустических излучателей.

Как видно из фиг.4а, диапазон частот у данного рыбопромыслового судна с работающими выборочными устройствами (ВУ) находится в пределах от 4 до 8 кГц. Данное обстоятельство использовалось в дальнейшем при формировании, усилении и излучении информационных сигналов.

Как видно из фиг.4б, излучение энергетических сигналов при помощи нескольких (двух) пространственно разнесенных гидроакустических излучателей замаскировало (уровень энергетических сигналов на 8-10 дБ превышает уровень гидроакустических сигналов, излучаемых ВУ рыбопромыслового судна) гидроакустические сигналы, излучаемые ВУ в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна.

Учитывая, что в качестве объекта испытаний была выбрана треска, имеющая верхнюю граничную частоту диапазона максимальной акустической чувствительности ~ 500 Гц (фиг.3), то нижняя граничная частота информационных сигналов составляла 4 кГц (фиг. 4а), а нижняя граничная частота энергетических сигналов составляла 1 кГц (фиг.4б). При этом верхняя граничная частота энергетических сигналов, учитывая акустическую чувствительность морских животных и технические характеристики используемых в процессе испытаний излучателей гидроакустических сигналов, составляла 50 кГц (фиг.4б).

Морские промысловые испытания разработанного способа управления поведением морских животных при промысле рыб проводились в 2000 и 2001 годах и показали его высокую эффективность. В качестве объекта промысла использовались треска и палтус (диапазон акустической чувствительности палтуса близок к диапазону акустической чувствительности камбалы, фиг.3), а в качестве морских животных использовались сивучи и косатки.

Обеспечение управления поведением морских животных в процессе промысла рыбы обеспечивалось тем, что частотные диапазоны информационных и энергетических сигналов были ограничены снизу верхней граничной частотой диапазона частот наибольшей акустической чувствительности рыб - объекта промысла.

Повышение эффективности процесса управления поведением морских животных достигалось тем, что:

- в качестве информационных сигналов использовались гидроакустические сигналы, излучаемые выборочными устройствами в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна;

- излучение информационных сигналов осуществляется непрерывно в период движения судна и в период постановки орудий лова в море;

- дополнительно излучались энергетические сигналы при помощи пространственно разнесенных нескольких (двух) гидроакустических излучателей;

- энергетические сигналы излучались непрерывно и маскировали гидроакустические сигналы, излучаемые выборочными устройствами в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна.

Для повышения эффективности управления поведением морских животных и исключения быстрой их адаптации к излучаемым сигналам:

- в качестве информационных сигналов использовались гидроакустические сигналы, излучаемые выборочными устройствами в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна;

- излучение информационных сигналов осуществлялось непрерывно в период движения судна и в период постановки орудий лова в море;

- дополнительно излучались энергетические сигналы в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна при помощи пространственно разнесенных нескольких (двух) гидроакустических излучателей;

- в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна информационные сигналы не излучались, а энергетические сигналы излучались непрерывно и маскировали гидроакустические сигналы, излучаемые выборочными устройствами в период подъема орудий лова на борт рыбопромыслового судна.

Литература

1. Шишкова Е.В. Физические основы промысловой гидроакустики. М.: Пищевая промышленность, 1977, с.233-239.

2. Murchison A.E. and Pepper R.L. Escape conditioning in the bottlenosed dolphin. / Cetology, 1972, 8, p.1-5.

3. Cummings W.C. and P.O. Thompson, 1971. Gray whales, Eschrichtius robustus, avoid the underwather sounds of killer whales. Fishery Bulletion, v. 69, 3, p.525-530.

4. Сорокин М.А. Слуховые способности некоторых дальневосточных рыб. // Автореферат диссертации к.б.н. - М.: ИЭМЭЖ, 1984, 28 с.