WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

ЛИХТЕР АНАТОЛИЙ МИХАЙЛОВИЧ

УПРАВЛЕНИЕ БИОФИЗИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ
В СИСТЕМАХ ЛОВА РЫБЫ

Специальность 05.13.06. Автоматизация и управление
технологическими процессами и производствами (промышленность)

Специальность 05.18.17. Промышленное рыболовство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Астрахань 2008

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Астраханский государственный технический университет» (ФГОУ ВПО АГТУ)

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Надеев Альмансур Измайлович

Официальные оппоненты: Заслуженный деятель науки РФ,

  доктор технических наук, профессор

  Микитянский Владимир Владимирович

доктор технических наук, профессор

Сердобинцев Юрий Павлович

доктор технических наук

Кудрявцев Валерий Иванович

Ведущая организация: – Саратовский государственный технический университет.

Защита состоится « 6 » мая 2008 года в 14 часов на заседании диссертационного Совета Д 307.001.01 в Астраханском государственном техническом университете по адресу: 414056, Астрахань, Татищева, 16, главный корпус, ауд. Г. 305.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью, просим направлять по адресу: 414025, Астрахань, Татищева, 16, АГТУ, секретарю диссертационного совета.

       С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «____»  2008 г.        

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор технических наук,

профессор                                                                        Г.А. Попов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ



Актуальность темы

Одной из актуальных проблем в теории управления процессами с высокой степенью неопределённости поведения объекта управления является разработка теоретических основ анализа и методов моделирования и совершенствования систем управления с биологическим объектом как управляемой подсистемой. В свою очередь, одной из основных задач промышленного рыболовства является повышение эффективности управления системами лова рыбы  и их автоматизация.

Для решения этих проблем важное значение имеет обоснование и разработка биофизических методов расчета характеристик промысловых физических полей и параметров структурных звеньев рыбопромысловых систем для совершенствования на биофизической основе управления системами лова рыбы и их автоматизации.

Как известно, системы управления с биологическим объектом в качестве управляемой подсистемы относятся к сложным кибернетическим системам. Управление в таких системах и подходы к изучению таких систем значительно отличаются от управления в технических системах (работы Н. Винера, В.И. Габрюка, А.В. Когана, Б.П. Мантейфеля, Дж. Милсула, Н.П. Наумова, В.Н. Новосельцева, Д.С. Павлова, В.Г. Рошабека, А.В. Рубина, О.Г. Чораяна и др.). Эти исследования привели к формированию биотехнического направления промышленного рыболовства и рыбохозяйственной кибернетики, которые основаны и развиваются в  Астраханском государственном техническом университете (работы В.Н. Мельникова). Большое количество работ посвящено физическим полям в водоемах, рецепции и ориентации рыб, оценке действия промысловых физических полей на рыбу, поведению рыб под действием физических раздражителей (работы Н.Н. Андреева, Ф.И. Баранова, В.А. Ионаса, В.И. Кудрявцева, В.Н. Лукашова, В.Н. Мельникова, И.В. Никонорова, Д.С. Павлова, Э.Т. Преля, В.Р. Протасова, А.И. Трещева и других авторов).

За последние годы появились новые работы по биофизическим проблемам промышленного рыболовства, существенно поднялся уровень фундаментальных и биотехнических исследований в рыболовстве, изменились условия рыболовства, повысились требования к эффективности лова, возникли новые аспекты биофизических проблем, связанные с разработкой информационно-измерительных комплексов АСУ процессами лова, которые необходимо решать в современных условиях и на современной научной базе.

Анализ ранее выполненных работ показывает, что в них в недостаточной степени проявляется практическая направленность исследований, не в полной мере отражается значение управления биофизическими процессами при лове различными способами, не на должном уровне и не всегда с учетом современных условий лова дана количественная характеристика физических полей элементов систем управления ловом и оценка их энергетического и информационного воздействия на объект лова, отсутствуют новые данные о поведении и распределении объекта лова, а также управляющей способности физических полей в зоне действия орудий лова, не всегда показано влияние промысловых физических полей на выбор вида, области применения и показатели эффективности технических средств и способов лова рыбы, а также уловистость, производительность и селективность лова. Но основной недостаток этих исследований состоит в несистемном подходе к решению задач, связанных с комплексным воздействием промысловых физических полей на рыбу, с оценкой и совершенствованием управления процессами лова рыбы на биофизической основе. Вот почему в современных условиях исследования, посвящённые проблеме повышения эффективности управления биофизическими процессами и автоматизации в системах лова с биологическим объектом как управляемой подсистемой с учетом действия на него промысловых физических полей, весьма актуальны.

Диссертационная работа выполнена в рамках научного направления кафедры «Электрооборудование и автоматика судов» (ЭАС) ГОУ ВПО Астраханский государственный технический университет (АГТУ) и является составной частью научных исследований, которые проводятся во ВНИРО, АГТУ, АГУ, бассейновых научно-исследовательских и учебных институтах рыбного хозяйства России и за рубежом.

Цель и задачи диссертации

Цель диссертации – разработка теоретических основ анализа, методов моделирования, совершенствования управления биофизическими процессами и автоматизации в системах лова рыбы.

Соответствующая указанной цели научно-техническая проблема может быть сформулирована следующим образом – обоснование комплексных методов оценки влияния промысловых физических полей на процесс лова рыбы, исследование и выбор эффективных параметров управляющих воздействий на различные виды рыб и разработка перспективных автоматизированных систем управления процессами лова рыбы из условия улучшения промысловых, экологических и экономических показателей.

Основные задачи диссертации:

  • разработка методологических основ управления биофизическими процессами в системах лова рыбы на основе решения задач и алгоритмов оперативного управления;
  • разработка систем автоматизированного управления биофизическими процессами при лове рыбы с комплексным применением промысловых физических полей;
  • разработка общих принципов биофизического обоснования эффективности способов и технических средств лова с учетом системного подхода к управлению биофизическими процессами при лове рыбы;
  • оптимизация устройств и каналов для измерения и передачи текущей информации при реализации алгоритмов оперативного управления биофизическими процессами в системах лова рыбы;
  • разработка методов математического моделирования промысловых физических полей с целью уточнения и оптимизации их действия на объект лова при управлении биофизическими процессами в системах лова рыбы;
  • исследование энергетических и информационных характеристик и параметров промысловых физических полей различной модальности как факторов, определяющих эффективность управления объектом лова;
  • оценка и оптимизация влияния управляющего действия промысловых физических полей на выбор вида, области применения и параметров технических средств и способов лова рыбы;
  • исследование и оптимизация влияния промысловых физических полей при управлении биофизическими процессами в системах лова рыбы на производительность и селективность лова.

Методы исследований

Поставленные в диссертации задачи решены на основе теоретических и экспериментальных исследований с применением основных идей и методов теории управления процессами, рыбохозяйственной кибернетики, математического моделирования, теории операций, теории вероятностей и математической статистики, биофизических и биотехнических основ промышленного рыболовства, физики моря и т.д.

Проверку и оценку результатов теоретических исследований проводили путем сравнения с результатами модельных и натурных экспериментальных исследований по специально разработанным методикам.

Научная новизна и теоретическая ценность работы

Научная новизна и теоретическая ценность работы в целом заключается в разработке основ анализа и обосновании параметров систем управления, в которых в качестве управляемой подсистемы выступает биологический объект – рыба.

В том числе:

  • уточнены теоретические основы автоматизации и управления процессами с биологическим объектом как управляемой подсистемой;
  • разработаны промысловые системы управления биофизическими процессами на основе решения задач и алгоритмов оперативного управления;
  • разработаны общие методы анализа биофизических процессов в системах управления ловом рыбы;
  • разработаны методы оптимизации устройств и каналов для измерения и передачи текущей информации при реализации алгоритмов оперативного управления биофизическими процессами в системах лова рыбы;
  • разработаны общие принципы и методы биофизического обоснования эффективности способов и технических средств лова рыбы при системном подходе к процессу лова;
  • получены математические модели промысловых физических полей различной модальности в зоне орудий лова, адаптированные к анализу и синтезу систем управления процессом лова;
  • уточнены методы энергетической и информационной оценки и оптимизации действия промысловых физических полей на объект лова как элемент системы управления процессом лова рыбы;
  • разработаны способы и алгоритмы оперативного управления биофизическими процессами в системах лова с комплексным применением промысловых физических полей;
  • уточнены способы и результаты оценки влияния и оптимизации управления биофизическими процессами в системах лова с комплексным применением промысловых физических полей на выбор вида, области использования, эффективных параметров технических средств и способов лова рыбы;
  • дана оценка влияния и оптимизации характеристик промысловых физических полей на производительность и селективность лова.

Практическая ценность и реализация результатов работы

Практическая ценность результатов работы состоит в повышении эффективности лова рыбы путем совершенствования управления биофизическими процессами и автоматизации в системах лова рыбы.

В частности, можно использовать:

  • методы анализа биофизических процессов в системах лова рыбы – на всех стадиях научно-исследовательских работ, для подготовки технической документации при разработке способов, технических средств и систем управления ловом рыбы;
  • общие принципы биофизического обоснования эффективности способов и технических средств лова рыбы как элементов систем управления ловом – на всех стадиях проектирования технических средств лова;
  • энергетические и информационные характеристики промысловых физических полей в зоне орудий лова – для выбора места и времени лова, эффективных параметров орудий и средств интенсификации лова как источников промысловых физических полей;
  • усовершенствованные методы оценки действия промысловых физических полей на объект лова, количественной оценки поведения объекта лова, новые способы и алгоритмы управления биофизическими процессами в системах лова с комплексным применением промысловых физических полей – в практике научно-исследовательских работ при разработке АСУ процессами лова;
  • результаты количественной оценки влияния и оптимизации действия промысловых физических полей на выбор вида, области применения и эффективных параметров технических средств и способов лова рыбы – в практике проектно-конструкторских работ, работы органов рыбоохраны и непосредственно в практике лова;
  • результаты исследований и оптимизации управляющего действия промысловых физических полей на уловистость, производительность и селективность лова – для улучшения промысловых, экологических и экономических показателей в практике лова и разработке рыбоохранных мероприятий;
  • результаты расчета оптимальных параметров каналов передачи информации объекту управления и оптико-электронных устройств информационно-измерительных комплексов АСУ процессами лова рыбы - для улучшения промысловых, экологических и экономических показателей в практике лова и разработке рыбоохранных мероприятий.

Результаты исследований внедрены на Астраханской сетевязальной фабрике для совершенствования проектирования и постройки орудий лова; в ОАО «Мурманская фабрика орудий лова» для проектирования новых конструкций разноглубинных тралов для различных районов Мирового океана, а также для совершенствования систем управления режимами их работы; в дельте Волги и на Северном Каспии в системе организаций Астрыбакколхозсоюза для совершенствования лова речными закидными неводами, сетями, крупными и мелкими ловушками; на Астраханской базе морского лова, в ОАО «Камызякская рыбопромышленная компания», ООО РК «Каспрыбфлот», ООО «Каспрыбпром» для повышения эффективности лова каспийской кильки рыбонасосными установками и конусными подхватами; в ООО «Рыбколхоз Волна Революции» для оптимизации параметров операций лова кошельковыми неводами, длины кошельковых неводов, а также для определения характеристик акустических излучателей в воротах кошельковых неводов; в ООО «Центр развития рыболовства и аквакультуры» (ТРАЛ ЦЕНТР ВЕСТ) для разработки конструкции донных и разноглубинных тралов, оценки их эффективности, выбора оптимальных параметров трала; при подготовке инженерных и научных кадров по различным специальностям в Астраханском государственном техническом университете и по физико-математическим, естественнонаучным и инженерным образовательным программам и специальностям в Астраханском государственном университете. Акты о применении результатов диссертационной работы приведены в Приложении.

Апробация работы

Основные результаты диссертации доложены и обсуждены на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Астраханского государственного технического университета и Астраханского государственного университета за период с 2000 года по 2007 год, на Всероссийской конференции «Методы и средства измерения в системах контроля и управления» (Пенза, 2001), на Международной конференции, посвященной 70-летию АГТУ (Астрахань, 2001), на Межрегиональной конференции "Научные разработки ученых - решению социально-экономических задач Астраханской области" (Астрахань, 2001), на IV Международной научно-практической конференции "Новые информационные технологии в региональной инфраструктуре и образовании" (Астрахань, 2001), на Международной научно-технической конференции, посвященной 20-летию Атырауского университета (Атырау, 2001), на Международной конференции, посвященной памяти профессора В.Н. Войниканис-Мирского (Астрахань, 2003), на Международной конференции "Водные биоресурсы России: решение проблем их изучения и рационального использования" (Москва, 2003), на Международной конференции" Математическое моделирование процессов промышленного рыболовства" (Астрахань, 2004), на Международной конференции "Повышение эффективности использования водных биологических ресурсов Мирового океана" (Москва, 2005), на Международной конференции "Перспективы Международного рыболовства и рыболовства Каспийского бассейна" (Астрахань, 2005), на семинаре «Совершенствование лова и управления запасами промысловых рыб» (Астрахань, 2006).

Публикации

По теме диссертации опубликована 61 печатная работа, в том числе 3 монографии, 3 учебных пособия для вузов и 15 работ в изданиях, в которых ВАК РФ рекомендуется публикация основных результатов диссертации на соискание ученой степени доктора наук.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, девяти глав, основных результатов и выводов, списка использованной литературы, составляющего 246 наименований, и приложения. Основная часть диссертации изложена на 332 страницах, включает 63 рисунка и 8 таблиц, приложение – 13 страниц.

На защиту выносятся:

  • теоретические основы автоматизации и управления процессами с биологическим объектом как управляемой подсистемой;
  • промысловые системы управления биофизическими процессами на основе решения задач и алгоритмов оперативного управления;
  • общие методы анализа биофизических процессов в системах управления ловом рыбы;
  • общие принципы и методы биофизического обоснования эффективности способов и технических средств лова рыбы при системном подходе к процессу лова;
  • результаты оптимизации устройств и каналов для измерения и передачи текущей информации при реализации алгоритмов оперативного управления биофизическими процессами в системах лова рыбы;
  • математические модели промысловых физических полей различной модальности в зоне орудий лова, адаптированные к анализу и синтезу систем управления процессом лова;
  • методы энергетической и информационной оценки и оптимизации действия промысловых физических полей на объект лова как элемент системы управления процессом лова рыбы;
  • способы и алгоритмы оперативного управления биофизическими процессами в системах лова с комплексным применением промысловых физических полей;
  • способы и результаты оценки влияния и оптимизации управления биофизическими процессами в системах лова с комплексным применением промысловых физических полей на выбор вида, области использования, эффективных параметров технических средств и способов лова рыбы;
  • результаты оценки влияния и оптимизации характеристик промысловых физических полей на производительность и селективность лова.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность темы, определены цели и задачи диссертации, дана оценка ее научной новизны, теоретической и практической ценности, приведена общая методика, апробация, объем и содержание работы, положения диссертации, которые выносятся на защиту.

ПЕРВАЯ ГЛАВА диссертации посвящена общему анализу биофизических процессов в системах лова рыбы. В отличие от других исследований анализ выполнен, прежде всего, с учетом системного подхода к процессу лова, управляющей способности промысловых физических полей естественного и искусственного происхождения в зоне орудий лова и задач повышения эффективности управления биофизическими процессами в системах лова рыбы.

Дана характеристика современных аспектов биофизических проблем промышленного рыболовства при системном подходе к процессу лова. Установлены основные задачи биофизических исследований как задач анализа и управления биофизическими процессами в системах лова рыбы с учетом действия на объект лова промысловых физических полей.

Выявлены общие особенности объекта лова, технических средств лова, условий внешней среды в промысловых водоемах в связи с задачами управления биофизическими процессами в системах лова с применением физических полей (рис.1). Исследованы общие показатели физических полей орудий лова, физических средств интенсификации лова и естественного происхождения в зоне орудий лова с учетом их управляющей способности. Описаны источники этих полей, особенности образования, существования, регулирования и исследования полей расчетными и другими методами.

Рис. 1. Схема системы управления процессом лова рыбы.

Обобщены данные об особенностях рецепции рыб, приведена энергетическая и информационная оценка действия физических полей на рыбу, исследовано влияние этих особенностей на управление техническими средствами лова и объектом лова.





Разработаны или уточнены способы количественной оценки энергетического и информационного воздействия полей на рыбу, предложена методика структурной и параметрической оптимизации канала передачи оптического сигнала при воздействии на рыбу световых полей естественного или искусственного происхождения с применением информационных критериев качества и метода внешней фильтрации.

Рис. 2. Биофизические процессы (БФП) в системе управления ловом рыбы.

Получены новые данные об ориентации и поведении объекта лова в зоне действия промысловых физических полей, об управлении поведением рыбы в процессе лова. Предложены способы математического описания поведения объекта лова в физических полях орудий лова и средств интенсификации лова как элемента системы управления процессом лова. Установлены общие особенности определения размеров, формы и структуры промысловых физических полей в зоне орудий лова с учетом характера биофизических процессов (БФП) в системе управления ловом рыбы (рис.2). Уточнены особенности управления системами лова с использованием направляющих, задерживающих и дезориентирующих функций физических полей, управления по принципу наименьшего воздействия, путем изменения двигательной активности рыбы и уменьшения влияния на рыбу вредных посторонних воздействий.

ВТОРАЯ ГЛАВА диссертации посвящена общей характеристике обоснования показателей эффективности (критериев качества) функционирования систем управления ловом с учетом действия на рыбу промысловых физических полей. В этой главе уточнены общие принципы обоснования показателей эффективности технических средств лова и способов промышленного рыболовства с учетом действия физических полей на рыбу. Исследованы особенности выбора при таком обосновании модальности физических полей, интенсивности (мощности, производительности) источников образования полей, качественного состава излучения или массы управляющего сигнала, модуляций сигнала, применения нескольких источников поля, выбора времени и места лова, показателей перемещения источников физических полей и т.д.

Для оценки влияния различных биофизических процессов в системах управления ловом на уловистость орудий лова и производительность лова предложено использовать общие математические модели производительности лова. Такие модели в развернутом виде после преобразований содержат показатели взаимосвязи физических и биологических процессов в системах управления ловом и могут быть использованы для решения задач текущего управления этими процессами. Рассмотрены наиболее перспективные схемы управления БФП в системах лова (рис. 3 а, б). Разработаны способы оценки влияния биофизических процессов в системе управления ловом на величину обловленного объема водоема и обловленного объема скопления. Показаны особенности такого влияния для основных случаев образования обловленного пространства при различных способах лова и управления БФП в системах лова рыбы.

Рис. 3, а. Схема управления БФП в системах лова с хорошо определяемыми статическими процессами без обратной связи с ограничениями или без ограничений.

Исследовано влияние биофизических процессов на улавливающую способность орудий лова. Показано, что изучение такого влияния особенно эффективно с применением общих и частных статистических моделей уловистости. Приведены примеры влияния биофизических процессов на вероятность ухода рыбы из зоны облова и коэффициент уловистости орудий лова при различных способах лова. Установлено, как управление объектом лова влияет на коэффициент уловистости орудий лова.

Рис. 3, б. Схема адаптивного управления БФП в системах лова без обратной связи с применением улучшаемой модели процесса.

Показано, что результирующая селективность комплексного действия нескольких видов физических полей в зоне орудия лова при управлении этими полями в общем случае не является суммой селективного действия отдельных полей.

На основе методов статической оптимизации сформулирована задача управления биофизическими процессами в системах лова рыбы в виде:

найти такой вектор               (1)

при котором, с учётом ограничений

                               (2)

показатель эффективности процесса лова (критерий качества управления) принимает экстремальное значение согласно

или

,                                        (3)

где - соответственно регулируемые и нерегулируемые переменные; - параметры, которые могут меняться во время лова.

Эту задачу предложено решать путем декомпозиции систем управления ловом на отдельные подсистемы, в каждой из которых функционирует тот или иной биофизический процесс управления объектом лова, с последующим их синтезом с учетом комплексного воздействия на рыбу промысловых физических полей различной природы. В соответствии с предложенной методикой решения задачи управления БФП в конкретных системах лова дальнейшие главы диссертации посвящены анализу управления биофизическими процессами с учётом действия на объект управления тех или иных физических полей.

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ рассмотрены особенности влияния на управление БФП в системах лова рыбы световых полей естественного происхождения. Показано ключевое биологическое и промыслово-биологическое значение естественного светового режима в водоемах для рыб различных экологических групп с учётом особенностей их световосприятия, а также определяющее влияние естественной освещенности на управляющее действие промысловых физических полей других модальностей, что проявляется в существенной зависимости от режима естественной освещённости характеристик каналов передачи информации объекту управления. Так, на рис. 4 представлен пример такой зависимости функции «отношение сигнал-шум» (С/Ш) канала передачи объекту управления оптической информации для водоёмов с различной прозрачностью Xс.

       Рис. 4. Влияние режима естественной освещенности в водоеме на информационные и метрологические характеристики канала передачи оптической информации объекта управления: источник света – лампа с вольфрамовой нитью накала при температуре T = 2500 K; объект управления – килька; – коэффициент, учитывающий изменение светового режима в течение суток; глубина лова Н = 15 м; расстояние между источником света и объектом управления L = 10 м.

       Исследованы различные типы светового режима в водоемах, условия их существования и колебаний в различных промысловых водоемах, влияние типа светового режима на возможность лова вообще, выбор вида орудий лова, времени и горизонта лова, управляющую способность других видов физических полей.

Для повышения эффективности управления биофизическими процессами в системах лова при реализации алгоритмов управления с учетом результатов спектрофотометрических измерений подповерхностной освещённости и освещённости в водной среде на глубине лова предложено использовать методику оптимизации параметров оптико-электронной системы на основе информационных критериев качества и оптической фильтрации сигнала.

Так, например, при измерении подповерхностной освещенности Е0() целевая функция «отношение сигнал – шум» выражается формулой:

,                        (4)

где – коэффициент, учитывающий изменение светового режима в течение суток, – функция Планка, описывающая распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела, , ; – функция относительной спектральной чувствительности фотоприемника, – угол зрения приемника, – его площадь, – диапазон длин волн, принимаемый фотоприемником.

В качестве оптических фильтров рассматривались прямоугольный фильтр, фильтры Лоренца и Гаусса в сочетании с различными селективными фотоприемниками. На рис. 5 а, б приведены примеры зависимостей (в отн. ед.) функции = от положения центра 0 и ширины полосы пропускания фильтра при Т = 6000 К для различных пар «оптический фильтр - селективный  фотоприёмник».        

Дана количественная оценка влияния уровня естественной освещенности в водоемах на распределение промысловых рыб по глубине, структуру и размеры скоплений промысловых рыб, а также на показатели вертикальных миграций рыбы и управление процессом лова. Рассмотрены примеры такого влияния. Приведены математические модели для оценки глубины расположения рыбы, высоты слоя и скорости перемещения рыбы при вертикальных миграциях и выполнены расчеты по этим моделям. Эти модели использованы для определения управляющего воздействия при реализации алгоритмов управления БФП в различных системах лова (например, в системе тралового лова).

Рассмотрена задача оптимизации параметров канала считывания оптической информации при определении естественной освещенности в водной среде с прозрачностью Xс и средним значением спектрального коэффициента поглощения света на глубинах от 0 до H из условия максимума целевой функции «отношение сигнал – шум» :

а)

б)

Рис. 5 а, б. Зависимость функции от параметров оптико – электронной системы:

а) приемник – ФЭУ-112, прямоугольный фильтр; б) приемник – ФЭУ-69, фильтр Гаусса.

,                                        (5)

где        ,                       (6)

,                                (7)

– вектор оптимальных параметров, – угол зрения приемника излучения (глаза рыбы), Sр – его площадь, – функция относительной спектральной чувствительности глаза рыбы, – диапазон длин волн, принимаемый глазом рыбы.

Задача решена для рыб различных экологических групп. Некоторые результаты её решения приведены на рис. 6. Установлены особенности влияния естественной освещенности в водоемах на выбор вида и эффективные показатели различных орудий и способов лова рыбы с учетом управляющего действия физических полей на рыбу при различном уровне освещенности. Определены особенности влияния естественной освещенности в водоёмах на различные показатели эффективности управления процессом лова для основных способов лова – обловленный объем, коэффициент уловистости, производительность лова, улов на усилие. Установлено, что селективные свойства световых полей естественного происхождения связаны, в основном, с распределением естественной освещенности по глубине и, как следствие этого, с возможным расслоением рыбы по размеру, виду и полу. Соответственно, естественная освещенность в водоеме влияет на селективность управления промыслом.

Рис. 6. Зависимость функции при определении освещенности в водной среде (приёмник – ФЭУ-112, фильтр Гаусса, 0 = 0,67 мкм, = 0,01 мкм; с = 3,5 м, для ставриды в состоянии световой адаптации).

Показано также, что естественный световой режим в водоёмах влияет на селективность действия всех других видов промысловых физических полей и что с уменьшением естественной освещенности в водоёмах селективные свойства других полей обычно становятся менее выраженными, а их управляющая способность падает.

В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ рассмотрены проблемы управления БФП в системах лова с применением световых полей контрастов, изменения дальности и степени видимости элементов систем управления ловом. Исследованы условия образования яркостного контраста элементов орудий лова в воде и рассмотрены особенности его количественной оценки для основных случаев образования контраста в толще воды, у поверхностей раздела и в зоне действия источников искусственного освещения. Получены данные об особенностях управления яркостным контрастом орудий лова в различных условиях его образования.

Уточнены расчетные формулы для определения дальности видимости элементов орудий лова в системе управления ловом, дана оценка влияния на нее различных факторов. Установлено, когда управление объектом лова наиболее эффективно при наименьшей, наибольшей и некоторой средней дальности видимости элементов. Разработаны способы управления видимостью орудий лова путем окраски их элементов в различный цвет и применения полупрозрачных материалов из мононитей.

Показано, что влияние световых полей контрастов на управление биофизическими процессами в системах лова рыбы и выбор вида орудий лова аналогично влиянию световых полей освещенности. Однако чаще основные особенности управления и вид орудий лова принимают с учетом светового режима в водоемах, а параметры световых полей контрастов позволяют лишь изменить область применения выбранного вида орудия лова и эффективность управления ловом.

Уточнены характер и степень влияния световых полей контрастов на оптимальные показатели элементов орудий лова – размеры, форму, относительное расположение, показатели сетного полотна. Рассмотрено такое влияние на примере ставных неводов, разноглубинных и донных тралов, донных неводов. Так, например, зависимость расчетной длины крыла ставного невода от оптимальной дальности видимости имеет вид:

,                                        (8)

где a и b – эмпирические коэффициенты, - фактическая дальность видимости крыла. Ширину входа в ловушку H предложено определять по формуле:

,                                        (9)

где - ширина косяка, - минимальное расстояние, на котором рыба держится от сетного полотна при заходе в ловушку.

Предложен способ количественной оценки влияния дальности видимости элементов орудий лова на вероятность ухода рыбы из зоны облова разноглубинными тралами и ставными неводами, что позволяет оценить влияние этого параметра на эффективность управления БФП в системах лова рыбы путем воздействия на улавливающую способность и производительность рыболовной системы.

На основе синтеза управляющих подсистем промысловых физических полей естественной освещённости и контрастов решена задача управления биофизическими процессами в системе лова разноглубинными тралами в следующем виде:

найти такой вектор

,        (10)

при котором, с учетом ограничений:

,                 (11)

производительность лова (целевая функция) принимает максимальное значение согласно условию:

.                                                (12)

Предложен алгоритм управления БФП в системе лова разноглубинными тралами (рис.7). Показано влияние световых полей контрастов и особенностей их восприятия объектом лова на селективность лова. Приведены примеры получения заданной селективности путём выбора эффективных параметров световых полей контрастов в системе управления ловом. Так, при разноглубинном траловом лове, в соответствии с математической моделью лова, уход рыбы любых размеров из предустьевого пространства трала зависит от размеров устья трала, скорости траления, условий зрительной ориентации, степени подвижности рыбы и определяется общей вероятностью по формуле:

,                                        (13)

где - функция распределения плотности вероятности нахождения

Рис. 7. Алгоритм уп-равления БФП в системе тралового лова (цикл лова).

рыбы длиной в заданной точке водоёма; – коэффициент, характеризующий уход рыбы данного размера из этой зоны.

ПЯТАЯ ГЛАВА посвящена проблемам управления БФП в системах лова с применением световых полей источников искусственного освещения. Уточнены показатели положительной и отрицательной реакции рыбы на свет, а также основные управляющие функции искусственных световых полей. Исследованы световые поля точечных и совокупности подводных и надводных источников. Приведены на неспектральном и спектральном уровне способы определения параметров световых полей и зоны их действия, в т.ч. с учетом ослабления света рыбой и сетным полотном. Решена задача оптимизации параметров канала передачи оптической информации объекту лова при использовании полей источников искусственного света для управления биофизическими процессами в системах лова рыбы в условиях шумов. При этом целевая функция «отношение сигнал-шум» имеет вид:

,                         (14)

где для подводных источников света:

,                (15)

,                                                 (16)

,                         (17)

αср(λ) – среднее значение показателя ослабления света на участке от 0 до L, – спектральная функция пропускания оптического фильтра с границами [ λ3, λ4 ], – функция спектральной пространственной плотности излучения источника искусственного света.

Соответственно, для надводных источников света величину сигнала предложено определять по формуле:

,(18)

где τφ() – отношение яркости преломленного луча к яркости луча, падающего на поверхность воды под углом φ; ()– угол преломления, град; h – высота подвеса источника; Iφ(λ) – сила света источника в направлении угла φ; Sм – метеорологическая дальность видимости. На рис. 8 а, б, в, г показано влияние на изменение функции и пропускной способности П канала передачи оптической информации объекту управления таких факторов, как режим естественной освещённости в водоеме (параметр K’), прозрачность воды Xс, глубина расположения объекта лова H, расстояние между источником света и объектом лова L. Дан анализ влияния различных факторов на картину и управляющую способность световых полей надводных и подводных источников.

                       а)                                                        б)

Рис 8 а, б. Влияние режима естественной освещенности в водоеме на значение функций и П. Источник света – лампа с вольфрамовой нитью накала при T = 2500 K; объект управления – каспийская килька; оптический фильтр - фильтр Гаусса; 02= 0,54 мкм, 2 = 0,01 мкм, Н = 15 м, L = 10 м. Здесь .

Определены общие особенности влияния световых полей искусственного происхождения на выбор вида, области применения и эффективных параметров орудий и способов лова с использованием света.

Исследованы способы оптимизации световых трасс и световых заграждений при изменении условий лова. Рассмотрены примеры обоснования параметров и управления БФП в системах лова кошельковыми неводами и бортовыми подхватами с использованием искусственных световых полей.

                       в)                                                        г)

Рис 8 в, г. Зависимость функции при передаче оптического сигнала в водной среде от: в) глубины лова Н; г) расстояния между источником света и объектом лова L; объект управления – килька в состоянии темновой адаптации, источник света - лампа с вольфрамовой нитью накала при температуре 2500 К, фильтр Гаусса, 02 = 0,54 мкм, 2 = 0,01 мкм. (Для E0 приёмник – ФЭУ-112, фильтр Гаусса, 01 = 0,67 мкм, 1= 0,01 мкм).

       Установлены общие особенности влияния искусственных световых полей на уловистость и производительность лова. Рассмотрены примеры управления этими показателями при лове конусными подхватами с применением математической модели улова за ночь:

       (19)

где r1 – средняя концентрация в слое рыбы в пределах зоны действия манилок и источников света у залавливающего устройства в момент их включения; r2 – средняя концентрация рыбы в объеме, из которого рыба поступает за ночь в освещенную зону при ее активных и пассивных миграциях; LM – расстояние между подводными манилками, обычно равное длине судна; RM – радиус зоны действия манилок; Нс – высота скопления рыбы; tH – время лова за ночь; tM – время работы манилок за ночь; R3 – радиус зоны действия источников света у залавливающего устройства; υp – скорость миграций рыбы; α – угол между направлением миграций рыбы и нормалью с линией, соединяющей подводные манилки; υT – скорость течения; kт – коэффициент; ki – эмпирический коэффициент, зависящий прежде всего от силы света источников в основании конусного подхвата; kd – эмпирический коэффициент, учитывающий распределение рыбы вокруг источника в основании конусного подхвата, в том числе при опускании конусного подхвата перед подъемом для выливки улова; D – диаметр конусного подхвата; D0 – максимальный диаметр конусного подхвата, при котором улов равен 0; DM – диаметр конусного подхвата, при котором производительность лова близка к максимальной в данных условиях; KI – отношение силы света источников I к силе света источников I0, при которой получают максимальную величину улова.

Показаны особенности применения подобных моделей для управления БФП в системах лова рыбы с применением световых полей, в т.ч. для автоматизации лова. Адекватность модели подтверждена в процессе экспериментальных исследований на судах Астраханской базы морского лова.        На основе синтеза управляющих подсистем полей естественной освещённости, контрастов и искусственных источников света решена задача управления биофизическими процессами в системе лова конусными подхватами с применением искусственных световых полей в виде:

найти такой вектор

,                (20)

при котором, с учетом ограничений:

       (21)

производительность лова за ночь (целевая функция) принимает максимальное значение согласно условию:

                                       (22)

Некоторые результаты решения задачи управления БФП в системах лова конусными подхватами с применением искусственных световых полей приведены на рис.9. Показан характер и степень влияния ряда факторов на селективные свойства световых полей в различных условиях лова. Приведены примеры управления селективностью лова с применением таких полей. Предложен алгоритм управления БФП в системах лова конусными подхватами с применением искусственных световых полей (рис.10).

Рис.9. Зависимость целевой функции QН от силы света источников в основании подхвата I и диаметра основания подхвата D.

В ШЕСТОЙ ГЛАВЕ рассмотрены особенности управления БФП в системах лова с применением промысловых электрических полей. При анализе управления БФП в системах лова с применением электрических полей рассмотрены виды промысловых электрических полей, особенности их действия на объект лова, управляющие функции и область применения электрических полей в рыболовстве. Выявлены общие особенности влияния электрических полей на выбор вида, области применения, эффективных параметров орудий и способов лова, уловистость и производительность лова. Рассмотрены примеры такого влияния в системах лова тралами, закидными неводами и рыбонасосными установками.

Рис.10. Алгоритм управления БФП в системах лова конусными подхватами с применением искусственных световых полей.

На основе анализа зависимостей порогового значения условного напряжения тела рыбы, пороговой напряженности поля от пороговой плотности тока в воде (В. Н. Мельников, А. В. Мельников, 1991):

,                (23)

,                        (24)

,        (25)

где γВ и γр – электрическая проводимость воды и тела рыбы; – максимальное значение порогов реакций, которое наблюдается при малых значениях γотн = γр/γВ; k – эмпирический коэффициент; δмин – минимальная пороговая плотность тока при больших значениях γотн; α – угол между направлением силовой линии поля и продольной осью тела рыбы, установлена нелинейная связь между этими величинами. При этом пороговая напряженность электрического поля и пороговая плотность тока в воде для различных реакций рыбы зависит от длины рыбы, откуда следует вывод о влиянии этих показателей на pазмеpную селективность действия электрического поля.

Получены новые данные о селективности подвижных электрических полей и при перемещении рыбы в электрическом поле. В частности, установлено, что с увеличением времени перемещения рыбы в электрическом поле благодаря утомляемости рыбы его селективное действие снижается. Показано также, что селективность действия неподвижного электрического поля выше, когда рыба подходит к полю по течению, и слабее, когда подходит против течения. Селективность в большой степени зависит также от скорости течения и интенсивности поля. Таким образом, эффективность управления селективностью лова с применением электрических полей во многом зависит от интенсивности поля, электрической проводимости воды и тела рыбы, скорости и направления течения, ориентации рыбы в электрическом поле и т.д.

В СЕДЬМОЙ ГЛАВЕ рассмотрены особенности управления БФП в системах лова с применением промысловых гидродинамических полей.

.

Рис. 11. Структурная схема управления процессом лова рыбонасосной установкой с комплексным применением гидродинамического, светового и электрического полей: ОЛ – объект лова; РНУ – устройство управления рыбонасосной установкой; СО - световое оборудование; СЛ – судовая лебедка; РН – рыбонасос; ЭУ – устройство для образования электрических полей; УКУ – устройство контроля и управления; ПК - звено привлечения и концентрации; ЗЗ – звено залавливания; УЗУ – звено управления перемещением залавливающего устройства: 1 – датчик положения залавливающего устройства по глубине, 2 – датчик напряжения на электродах; 3 – датчик концентрации рыбы у залавливающего устройства, 4 – датчик величины улова Qл.

Дана количественная оценка гидродинамических полей естественного происхождения, сетных орудий лова, всасывающих и нагнетающих насосов. Расстояние, на котором возможен различный характер управляющего действия прямого потока нагнетающего насоса на рыбу, предложено определять с учетом порогового значения скорости потока для той или иной реакции:

,                                        (26)

где KV – отношение скорости потока при истечении из насадка нагнетающего насоса V0 к пороговому значению скорости VП, d0 –диаметр насадка нагнетающего насоса.

Описаны особенности влияния гидродинамических полей различного происхождения на выбор вида, области применения, параметров орудий и способов лова рыбы, а также на показатели управления техническими средствами лова. В качестве примера синтеза управляющих подсистем при комплексном воздействии на объект лова гидродинамического, светового и электрического полей рассмотрена одна из возможных схем автоматизации лова рыбонасосными установками на промысле каспийской кильки (рис.11).

Повышение эффективности работы информационно-измерительного комплекса АСУ процессом лова рыбонасосными установками достигается в результате структурной и параметрической оптимизации оптико-электронной системы (ОЭС) для отбора текущей информации о параметрах процесса (рис. 12 а, б).

а) Схема прямого отсчета

б) Двухканальные дифференциальные схемы

Рис. 12 а, б. Структурные схемы оптико-электронных систем с оптической фильтрацией сигнала: И – источник света, ВС – внешняя среда, Фр и Фср, ФПр и ФПср – оптические фильтры и фотоприемники соответственно рабочего и сравнительного каналов.

Выражение для функции «отношение сигнал-шум» в ОЭС, работающей по схеме прямого отсчёта, имеет вид:

,                (27)

где , а для двухканальной дифференциальной схемы:

,                                         (28)

где                        .                                                 (29)

Оптимизация заключалась в выборе пар «излучатель-приёмник» и параметров оптико-электронной системы, максимизирующих значение целевой функции «отношение сигнал-шум» (рис. 13 а, б).

       

а) при L = 10 м                                        б) при H = 15 м

Рис. 13 а, б. Зависимость функции для схемы прямого отсчета при различной прозрачности водной среды Xс от: а) глубины лова Н; б) расстояния между источником света и фотоприёмником L. Оптимальные параметры оптического фильтра Гаусса 0р = 0,7 мкм, р = 0,01 мкм; источник света – СТИ; фотоприемник – CCD.

Кроме того, когда излучателем является лампа накаливания с вольфрамовой нитью, исследовано влияние на величину С/Ш его температуры T. Функцию спектральной плотности излучения лампы с вольфрамовой нитью накала предложено описывать формулой:

.                        (30)

Рис. 14. Зависимость функции от температуры вольфрамовой нити T источника света.

       На рис. 14 представлены некоторые результаты исследования влияния температуры T на помехоустойчивость канала передачи измерительной информации АСУ процессом лова при тех же параметрах её структурных элементов и H = L =15 м. Аналитические зависимости коэффициентов разложения от температуры , , в (30) были получены на основе экспериментальных данных. Примеры решения задачи оптимизации параметров ОЭС, работающей по двухканальной дифференциальной схеме, представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Излучатель

Приемник

Хс, м

L, м

H, м

Тип фильтра

1 фильтр

Рабочий канал

2 фильтр Сравнительный канал

,
отн. ед.

0р, мкм

р, мкм

0ср, мкм

ср, мкм

Вольфрам

ФЭУ-112

3,5

10

15

Лоренца

0,5

0,1

0,71

0,1

144,33

Вольфрам

ФЭУ-112

3,5

10

15

Гаусса

0,6

0,03

0,68

0,3

47,95

Предложен алгоритм оперативного управления биофизическими процессами в системе лова рыбонасосной установкой с комплексным применением гидродинамического, светового и электрического полей (рис.15).

В ВОСЬМОЙ ГЛАВЕ рассмотрены проблемы управления БФП в системах лова с применением промысловых акустических полей. Показано значение и дана общая характеристика применения акустических полей давления и смещения элементов орудий лова, средств интенсификации лова и влияния акустического фона водоема в рыболовстве. Уточнен энергетический метод оценки воздействия на рыбу акустических полей с различным спектральным характером излучения. Определена целесообразность применения существующего метода энергетической оценки действия на рыбу акустических полей для управления БФП в системах лова. Подтверждены особенности управляющего действия на рыбу в ближнем и дальнем акустическом поле. В том числе рассмотрены направляющие и задерживающие функции таких полей, уменьшения и увеличения двигательной активности рыбы и управления по принципу наименьшего воздействия.

Рис. 15. Алгоритм управления БФП в системе лова рыбонасосной установкой с комплексным применением светового, гидродинамического и электрического полей.

Показано, что при выполнении акустическими полями различных управляющих функций, прежде всего, имеет значение выбор качественного состава, временных параметров сигнала и характера амплитудной модуляции акустического сигнала. Относительно меньшее значение имеет образование зоны действия заданных размеров, формы и структуры.

Дана общая характеристика и уточнены выражения для количественной оценки акустических полей сетных орудий лова, средств интенсификации лова и акустического фона в водоеме. Особое внимание уделено изучению распространения тональных и спектральных сигналов в мелком водоеме при наличии акустических шумов. Так, если изменение уровня звукового давления происходит в соответствии с достаточно общей закономерностью комбинированного закона спадания тонального и спектрального сигнала в водоемах по мере удаления от источника поля, а пороговое значение задано в виде отношения сигнал-шум N, можно определить размеры зон и участков акустических полей:

,                         (31)

где Т(L1) – уровень звукового давления на расстоянии одного метра от источника поля, дБ; L2 – расстояние от источника звука, на котором сферическое распространение звука переходит в полуцилиндрическое; L3 – расстояние от источника звука, начиная с которого наблюдается цилиндрическое распространение звука; L – расстояние от источника звука; Тш – уровень шума, дБ.

Если закон изменения с расстоянием шума таков же, как и сигнала, то соответствующий размер зон и участков акустического поля можно определить по формуле:

,                                (32)

где Lш – расстояние до источника шума.

Показано, что в отличие от других видов промысловых физических полей, акустические поля чаще всего не выполняют основных управляющих функций в процессе лова и обычно лишь в некоторой степени влияют на выбор способов лова и их параметров. Установлены особенности управления БФП в системах лова с применением акустических полей с учетом их влияния на выбор некоторых показателей лова тралами, кошельковыми неводами, обкидными сетями, при использовании акустических заграждений и привлечении рыбы в зону облова орудий лова. Так, при лове кошельковыми неводами зависимость длины невода LH от дальности реакции косяка на шумы судна LP предложено описывать формулой:

,                                                (33)

где – коэффициент, равный отношению скорости косяка к скорости судна при замёте.

Исследованы общие особенности влияния акустических полей на эффективность лова. Дан анализ количественной и качественной оценки влияния акустических полей на уловистость и производительность лова кошельковыми неводами, тралами, обкидными сетями с учетом их управляющей способности в различных условиях лова. Подтверждена видовая и размерная селективность действия акустического поля, обусловленная различным сигнальным значением поля и, следовательно, вида сигнала. Установлено, что меньшей селективностью обладают звуки механической природы, которые способны вызывать у рыбы в основном ориентировочную и оборонительную реакцию, значительно большей, особенно для рыб разного вида, - акустические сигналы, имитирующие биосигналы с различным сигнальным значением.

В ДЕВЯТОЙ ГЛАВЕ рассмотрены особенности управления БФП в системах лова с применением полей растворенных и взвешенных веществ, а также тепловых полей. Исследованы поля растворенных и взвешенных веществ естественного происхождения, орудий лова и средств интенсификации лова, тепловые поля. Предложена методика определения размеров, формы и структуры зоны действия таких полей. Так, если коэффициент турбулентного обмена в направлениях, перпендикулярных потоку, постоянен и равен некоторому среднему значению , то для расчета поля можно использовать следующее уравнение в частных производных:

,                                (34)

где – скорость течения, – плотность воды, – концентрация
вещества.

Показано, что поля растворенных и взвешенных веществ, тепловые поля способны выполнять почти все управляющие функции, свойственные другим видам полей, иногда при совместном действии с этими видами полей. Однако благодаря плохой ориентирующей способности полей переноса массы и энергии, сложности образования полей нужных размеров, формы и структуры управление рыбой с применением таких полей обычно затруднено.

Определена область применения воздушно-пузырьковых завес как средства управления объектом лова, в том числе с участием полей плотности массы. Предложена методика оценки основных параметров завес, обеспечивающих наилучшее управляющее действие на рыбу. Уточнены математические модели полей растворенных и взвешенных веществ, тепловых полей для анализа и управления параметрами источников таких полей для основных случаев их применения в рыболовстве. Некоторые из них получены с применением уравнения баланса вещества для стационарного поля:

Св v + Cu Qu t = Cp(v + Qu t),                                (35)

где Св – естественная концентрация вещества в водоеме, кг/м3; Qu – расход подаваемого в водоем раствора с концентрацией вещества Cu, м3/с; t – время подачи раствора с концентрацией вещества Cu, с; Ср – концентрация вещества в водоеме после перемешивания в объеме v.

Рассчитав из уравнения (35) концентрацию вещества в водоеме после перемешивания (например, как средства интенсификации лова), определим соответствующее управляющее действие поля.

Установлено влияние полей растворенных и взвешенных веществ, тепловых полей на выбор вида, области применения, эффективных параметров различных орудий и способов лова рыбы, на уловистость, производительность и селективность орудий лова, а также на управление этими показателями лова. Если в первом приближении пренебречь процессами эффективного излучения, испарения и конвекции, то уравнение баланса тепловой энергии имеет вид:

,                                (36)

где – удельная теплоёмкость воды при постоянном давлении, – масса воды в пределах рассматриваемого теплового поля, – разница между температурами воды в искусственном и естественном тепловых полях, – плотность воды, – площадь поверхности переноса, – скорость переноса, – время переноса, – расход тепла для получения теплового поля заданных размеров и интенсивности. Уравнение (36) позволяет оценить с учётом явлений переноса или без него, а также определить , , и .

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В диссертации изложены методологические основы автоматизации и управления биофизическими процессами в системах лова рыбы на основе решения задач и разработки алгоритмов оперативного управления.

2. Установлены общие особенности анализа систем управления ловом рыбы с учетом взаимосвязи физических полей орудий лова, средств интенсификации лова, поведения объекта лова и условий внешней среды в водоемах. На этой основе определены области управления объектом лова в различных условиях работы систем управления ловом.

3. Разработаны общие принципы биофизического обоснования выбора параметров технических средств и способов лова рыбы при системном подходе к процессу лова с целью повышения эффективности управления ловом и рационального использования запасов рыб.

4. Получены уточненные математические модели промысловых физических полей, удобные для описания биофизических процессов в системах управления ловом рыбы.

5. Разработаны более совершенные способы оценки действия основных видов промысловых физических полей на объект лова для повышения эффективности управления биофизическими процессами и автоматизации в системах лова.

6. Разработаны способы и алгоритмы управления биофизическими процессами в системах лова рыбы при комплексном воздействии на объект лова промысловых физических полей различной модальности с учетом особенностей их управляющего действия.

7. Установлены особенности влияния полей различной модальности, структуры и интенсивности в зоне орудий лова и их управляющего действия на выбор вида, области применения и эффективных параметров орудий и способов лова рыбы с учетом ограничений на характеристики источников промысловых физических полей и других технических средств лова.

8. Установлен характер и степень влияния параметров промысловых физических полей естественного и искусственного происхождения на уловистость, производительность и селективность лова различными орудиями и пути повышения эффективности лова совершенствованием управления биофизическими процессами и автоматизации в системах лова.

9. Разработана методика расчета оптимальных параметров каналов передачи информации объекту управления и оптико-электронных устройств информационно-измерительных комплексов АСУ процессами лова рыбы.

10. Разработаны теоретические основы анализа, методы моделирования и совершенствования систем управления ловом для повышения эффективности управления биофизическими процессами и автоматизации процесса лова рыбы. Реализация разработанных алгоритмов управления биофизическими процессами в системах  лова, а также рекомендаций по выбору вида, области применения и параметров орудий и средств интенсификации лова позволила в среднем  на 5-8% повысить уловы, что подтверждено актами о внедрении результатов диссертационной работы как на Каспии, так и в других рыбопромысловых регионах.

11. Выполненные исследования способствуют совершенствованию теории управления и автоматизации процессов в системах, где в качестве объекта управления выступает биологический объект, развивают теорию лова рыбы, направлены на создание обобщенной теории промышленного рыболовства на системной основе, повышение эффективности и качества проектирования орудий и способов лова рыбы, средств интенсификации лова, а также уровня подготовки специалистов в вузах.

Содержание диссертации отражено в следующих работах:

Монографии и учебные пособия

  1. Лихтер, А. М. Моделирование систем управления процессами лова рыбы: монография / А. М. Лихтер. Астрахань : Издательский дом «Астраханский университет», 2007. 314 с. ISBN 978-5-9926-0054-4.
  2. Лихтер, А. М. Управление физическими полями в рыболовстве: монография / А. М. Лихтер, А. В. Мельников. – Астрахань : Издательский дом «Астраханский университет», 2005. – 204 с. – ISBN 5-88200-836-0.
  3. Лихтер, А. М. Оптимальное проектирование оптико-электронных систем : монография / А.М. Лихтер. – Астрахань : Издательский дом «Астраханский университет», 2004. – 241 с. – ISBN 5-88200-759-3.
  4. Лихтер, А. М. Физические основы оптико-электронных измерений : учебное пособие для вузов / А. М. Лихтер, В. В. Смирнов. – Астрахань : Издательский дом «Астраханский университет», 2005. – 288 с. – ISBN 5-88200-849-2.
  5. Лихтер, А. М. Основы автоматики и вычислительной техники : учебное пособие / А. М. Лихтер, В. В. Смирнов. – Астрахань : Изд-во АГПИ, 1995. – 189 с. – ISBN 5-88200-059-9.
  6. Лихтер, А. М. Лекции по физике. Электричество и магнетизм : учебное пособие для вузов / А. М. Лихтер. – Астрахань : Изд-во АГПИ, 1993. – 201 с.

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

  1. Лихтер, А. М. Оптимизация параметров каналов передачи оптической информации и оптико-электронных устройств в системах управления ловом рыбы / А. М. Лихтер, А. И. Надеев // Датчики и системы. – 2007. – №8 (99). – С. 40–43.
  2. Лихтер, А. М. Информационное обеспечение управления биофизическими процессами в системах лова рыбы / А. М. Лихтер, М. Д. Элькин // Вестник СГТУ. – 2007. – №2(25) . –Выпуск 2. – С. 156–160.
  3. Лихтер, А. М. Управление физическими полями в рыбопромысловых системах / А. М. Лихтер, В. Н. Мельников, А. И. Надеев // Датчики и системы. – 2006. – № 8. – С. 26–29.
  4. Лихтер, А. М. К выбору параметров источников света и залавливающих устройств в системах управления ловом каспийской кильки / А. М. Лихтер // Южно-Российский вестник геологии, географии и глобальной энергии. – 2006. – № 1 (14). – С. 198–203. – ISSN 1818-5169.
  5. Лихтер, А. М. Эффективность систем управления процессом лова рыбы с применением физических полей / А. М. Лихтер // Южно-Российский вестник геологии, географии и глобальной энергии. – 2006. – № 1 (14). – С. 242–246. – ISSN 1818-5169.
  6. Лихтер, А. М. Уточнение системы основных понятий и показателей интенсивности работы систем управления промышленным рыболовством / А. М. Лихтер // Южно-Российский вестник геологии, географии и глобальной энергии. – 2006. – № 2 (15). – С. 88–92. – ISSN 1818-5169.
  7. Лихтер, А. М. Показатели улавливающей способности и обловленного пространства систем управления ловом рыбы с применением физических полей / А. М. Лихтер // Южно-Российский вестник геологии, географии и глобальной энергии. – 2006. – № 2 (15). – С. 135–138. – ISSN 1818-5169.
  8. Лихтер, А. М. Повышение эффективности лова рыбы путем совершенствования управления биофизическими процессами / А. М. Лихтер // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Сер. Технические науки. – 2006. – Прил. к № 2. – С. 137–140.
  9. Лихтер, А. М. Влияние естественного светового режима в водоемах на лов рыбы / А. М. Лихтер, А. В. Мельников // Южно-Российский вестник геологии, географии и глобальной энергии. – 2006. – № 9 (22). – С. 48–50. – ISSN 1818-5169.
  10. Лихтер, А. М. Общая характеристика биофизических и биомеханических аспектов промышленного рыболовства / А. М. Лихтер // Рыбное хозяйство.– 2006. – № 6. – С. 108.
  11. Лихтер, А. М. Селективные свойства гидродинамических полей / А. М. Лихтер // Южно-Российский вестник геологии, географии и глобальной энергии. – 2006. – № 9 (22). – С. 136–138. – ISSN 1818-5169.
  12. Мельников, А. В. Общая характеристика элементов систем управления объектом лова / А. В. Мельников, А. М. Лихтер, О. В. Григорьев // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Сер. Технические науки. – 2006. – Прил. к № 4. – С. 130–132.
  13. Мельников, В. Н. Особенности управления объектом лова с применением физических полей / А. В. Мельников, А. М. Лихтер, О. В. Григорьев // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Сер. Технические науки. – 2006. – Прил. к № 4. – С. 132–135.
  14. Ильяшенко, Е. И. Оптимизация канала считывания информации с магнитного носителя, использующего эффекты Фарадея и Керра / Е. И. Ильяшенко, А. А. Козлов, А. М. Лихтер // Известия вузов. Сер. Материалы электронной техники. – 2002. – № 1. – С. 64–68.
  15. Козлов, А. А. Сравнительный анализ измерительных схем магнитооптических установок на основе аморфных пленок состава TbFe / А. А. Козлов, А. М. Лихтер // Известия вузов. Сер. Материалы электронной техники. – 2000. – № 3. – С. 44–47.

Публикации в других изданиях

  1. Лихтер, А. М. Особенности управления гидродинамическими полями рыбонасосных установок / А. М. Лихтер // Совершенствование лова и управление запасами промысловых рыб : материалы семинара. – Астрахань : Изд-во ООО «ЦНТЭП», 2006. – С. 62–64.
  2. Лихтер, А. М. Биофизические предпосылки управления гидродинамическими полями нагнетающих насосов в рыболовстве / А. М. Лихтер // Совершенствование лова и управление запасами промысловых рыб : материалы семинара. – Астрахань : Изд-во ООО «ЦНТЭП», 2006. – С. 64–66.
  3. Лихтер, А. М. Совершенствование управления ловом рыбы с применением одновременно всасывающих и нагнетающих насосов / А. М. Лихтер // Совершенствование лова и управление запасами промысловых рыб : материалы семинара. – Астрахань : Изд-во ООО «ЦНТЭП», 2006. – С. 66–68.
  4. Лихтер, А. М. Влияние течения и волнения на работу систем управления ловом рыбы / А. М. Лихтер // Совершенствование лова и управление запасами промысловых рыб : материалы семинара. – Астрахань : Изд-во ООО «ЦНТЭП», 2006. – С. 68–71.
  5. Лихтер, А. М. Особенности систем управления ловом с применением физических полей / А. М. Лихтер // Перспективы Международного рыболовства и рыболовства Каспийского бассейна : материалы Международной конференции. – Астрахань : АГТУ, 2005. – С. 31–34.
  6. Лихтер, А. М.Общие проблемы управления действием физических полей на рыбу / А. М. Лихтер // Перспективы Международного рыболовства и рыболовства Каспийского бассейна : материалы Международной конференции. – Астрахань : АГТУ, 2005. – С. 28–31.
  7. Лихтер, А. М. Сравнительная оценка действия физических полей на рыбу / А. М. Лихтер, Мак Енг // Повышение эффективности использования водных биологических ресурсов Мирового океана : труды Международной конференции. – М. : ВНИРО, 2005. – С. 25–29.
  8. Лихтер, А. М. Оценка качества математических моделей для управления процессами лова рыбы / А. М. Лихтер, В.Г. Коняев, Леопольд Чам // Перспективы Международного рыболовства и рыболовства Каспийского бассейна : материалы Международной конференции. – Астрахань : АГТУ, 2005. – С. 26–28.
  9. Лихтер, А. М. Некоторые проблемы управления ловом рыбы / А. М. Лихтер, А. В. Мельников, В. Н. Мельников // Перспективы Международного рыболовства и рыболовства Каспийского бассейна : материалы Международной конференции. – Астрахань : АГТУ, 2005. – С. 4–6.
  10. Лихтер, А. М. Влияние полей растворенных и взвешенных веществ, тепловых полей на селективность лова / А. М. Лихтер // Математическое моделирование процессов промышленного рыболовства : материалы Международной конференции. – Астрахань : АГТУ, 2004. – С. 7–9.
  11. Лихтер, А. М. Влияние полей растворенных и взвешенных веществ, тепловых полей на уловистость и производительность лова / А. М. Лихтер // Математическое моделирование процессов промышленного рыболовства : материалы Международной конференции. – Астрахань : АГТУ, 2004. – С. 9–11.
  12. Лихтер, А. М. Влияние электрических полей на выбор вида, области применения, параметров орудий и способов лова рыбы / А. М. Лихтер // Математическое моделирование процессов промышленного рыболовства : материалы Международной конференции. – Астрахань : АГТУ, 2004. – С. 12–15.
  13. Лихтер А.М. Особенности влияния гидродинамических полей на эффективность лова рыбы / А. М. Лихтер // Математическое моделирование процессов промышленного рыболовства : материалы Международной конференции. – Астрахань : АГТУ, 2004. – С. 15–19.
  14. Лихтер, А. М. Селективность действия гидродинамических полей на рыбу / А. М. Лихтер, А.В. Мельников // Математическое моделирование процессов промышленного рыболовства : материалы Международной конференции. – Астрахань : АГТУ, 2004. – С. 19–23.
  15. Лихтер, А. М. Уточнение параметров кошельковых неводов для лова каспийской кильки / А. М. Лихтер, А. И. Феоктистов // О приоритетных задачах рыбохозяйственной науки в развитии рыбной отрасли России до 2020 года : доклады Международной научно-практической конференции. – М. : ВНИРО, 2004. – С. 48–52.
  16. Лихтер, А. М. Выбор длины кошельковых неводов для лова каспийской кильки / А. М. Лихтер, А. И. Феоктистов // О приоритетных задачах рыбохозяйственной науки в развитии рыбной отрасли России до 2020 года : доклады Международной научно-практической конференции. – М. : ВНИРО, 2004. – С. 60–64.
  17. Лихтер, А. М. Управление биофизическими процессами в рыболовстве / А. М. Лихтер // Естественные науки. – 2004. – № 3. – С. 80–83.
  18. Лихтер, А. М. Информационные системы управления рыболовством Каспийского бассейна / А. М. Лихтер, В. Н. Руденко, Т. Н. Руденко // Наука: поиск 2003 : сборник научных статей. – Астрахань : АГТУ, 2004. – Вып. 2. – С. 15–16.
  19. Лихтер, А. М. Информационные проблемы промыслово-экономического обоснования показателей рыболовства / А. М. Лихтер, Т. Н. Руденко // Наука: поиск 2003 : сборник научных статей. – Астрахань : АГТУ, 2004. – Вып. 2. – С. 13–15.
  20. Стаханов, В. А. Оценка и оптимизация коэффициента уловистости и селективности разноглубинных тралов / В. А. Стаханов, А. М. Лихтер // Наука: поиск 2003 : сборник научных статей. – Астрахань : АГТУ, 2004. – Вып. 2. – С. 60–63.
  21. Мельников, А. В. Совершенствование лова каспийской кильки / А. В. Мельников, А. М. Лихтер, О. В. Григорьев, В. Н. Руденко // Наука: поиск 2003 : сборник научных статей. – Астрахань : АГТУ, 2004. – Вып. 2. – С. 99–103.
  22. Мельников, В. Н. Многовариантное проектирование орудий лова Каспийского бассейна / В. Н. Мельников, О. В. Григорьев, В. Н. Руденко, А. М. Лихтер // Наука: поиск 2003 : сборник научных статей. – Астрахань : АГТУ, 2004. – Вып. 2. – С. 40–42.
  23. Лихтер, А. М. Управление ловом рыбонасосными установками с применением ЭВМ / А. М. Лихтер, О. В. Григорьев, В. Н. Руденко // Наука: поиск 2003 : сборник научных статей. – Астрахань : АГТУ, 2004. – Вып. 2. – С. 118–120.
  24. Мельников, А. В. Биофизические процессы в системах управления ловом рыбы / А. В. Мельников, А. М. Лихтер // Вестник АГТУ. Сер. Рыбное хозяйство. Экология. – 2004. – С. 36–38.
  25. Лихтер, А. М. Селективность лова каспийской кильки подхватами / А. М. Лихтер, О. В. Григорьев // Водные биоресурсы России: решение проблем их изучения и рационального использования : доклады Международной конференции. – М. : ВНИРО, 2003. – С. 38–41.
  26. Лихтер, А. М. Особенности лова рыбонасосными установками / А. М. Лихтер, О. В. Григорьев // Водные биоресурсы России: решение проблем их изучения и рационального использования : доклады Международной конференции. – М. : ВНИРО, 2003. – С. 65–83.
  27. Лихтер, А. М. Общая характеристика промысловых акустических полей / А. М. Лихтер // Материалы Международной конференции, посвященной памяти профессора В.Н. Войниканис-Мирского. – Астрахань : АГТУ, 2003. – С. 36–39.
  28. Лихтер, А. М. Управляющее действие акустических полей на рыбу / А. М. Лихтер // Материалы Международной конференции, посвященной памяти профессора В.Н. Войниканис-Мирского. – Астрахань : АГТУ, 2003. – С. 89–91.
  29. Лихтер, А. М. Характеристика акустических полей сетных орудий лова / А. М. Лихтер // Материалы Международной конференции, посвященной памяти профессора В.Н. Войниканис-Мирского. – Астрахань : АГТУ, 2003. – С. 81–83.
  30. Лихтер, А. М. Влияние акустических полей на эффективность лова / А. М. Лихтер // Материалы Международной конференции, посвященной памяти профессора В.Н. Войниканис-Мирского. – Астрахань : АГТУ, 2003. – С. 11–14.
  31. Лихтер, А. М. Некоторые способы управления поведением рыб с применением физических полей / А. М. Лихтер // Наука: поиск 2003 : сборник научных статей. – Астрахань : АГТУ, 2003. – Вып. 1. – С. 278–281.
  32. Лихтер, А. М. Дезориентация рыбы в зоне орудий лова / А. М. Лихтер // Наука: поиск 2003 : сборник научных статей. – Астрахань : АГТУ, 2003. – Вып. 1. – С. 281–284.
  33. Лихтер, А. М. Общая характеристика физических полей в зоне орудий лова / А. М. Лихтер // Наука: поиск 2003 : сборник научных статей. – Астрахань : АГТУ, 2003. – Вып. 1. – С. 284–286.
  34. Лихтер, А. М. Общие особенности действия физических полей на рыбу / А. М. Лихтер, А. В. Мельников // Естественные науки. – 2003. – № 6. – С. 183–187.
  35. Лихтер, А. М. Управление рыбой с применением задерживающих и направляющих функций физических полей / А. М. Лихтер, А. В. Мельников // Естественные науки. – 2003. – № 6. – С. 187–189.
  36. Лихтер, А. М. Общая характеристика элементов систем управления объектом лова при решении биофизических и биомеханических задач / А. М. Лихтер // Аналитическая и реферативная информация ВНИЭРХа. Рыбное хозяйство. Сер. Промышленное рыболовство и флот. – М. : ВНИЭРХ, 2002. – Вып. 4. – С. 22–25.
  37. Лихтер, А. М. Особенности определения размеров, формы и структуры физических полей в зоне орудий лова / А. М. Лихтер // Аналитическая и реферативная информация ВНИЭРХа. Рыбное хозяйство. Сер. Промышленное рыболовство и флот. – М. : ВНИЭРХ, 2002. – Вып. 4. – С. 25–28.
  38. Лихтер, А. М. Особенности оценки ориентации и поведения объекта лова в зоне действия физических полей / А. М. Лихтер // Аналитическая и реферативная информация ВНИЭРХа. Рыбное хозяйство. Сер. Промышленное рыболовство и флот. – М. : ВНИЭРХ, 2002. – Вып. 4. – С. 28–31.
  39. Лихтер, А. М. Оптимальное проектирование излучателей инфракрасных анализаторов / А. М. Лихтер // Химическое машиностроение : сборник статей. – М. : МИХМ, 1977. – Вып. 8.
  40. Лихтер, А. М. Об основных характеристиках метода получения текущей информации при оперативном управлении / А. М. Лихтер, Ю. М. Быков, В. Г. Дюков // Химическое машиностроение : сборник статей. – М. : МИХМ, 1974. – Вып. 2. – С. 35–44.





© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.