一、技术背景 东海近岸海域易受台风和风暴潮等不利天气的影响，故建设海洋牧场时需充分考虑人工鱼礁的安全性。该海域传统的人工鱼礁投放以沉底式为主，在以软相泥地为主的区域设置后往往会出现滑移、倾覆和掩埋的现象从而影响鱼礁稳定性和功能的持续发挥。此外，东海区海洋牧场基本以资源养护型为代表，几乎没有产业带动能力。 在此背景下，设计一套既能抵抗强台风又能保证效能的鱼礁系统显得颇为重要，而融入产业服务功能又是维持海域海洋牧场活力的必由之路。为此，上海海洋大学海洋牧场工程研究中心设计团队经过多年酝酿和探索性试验，研发了一套抗风浪全水层平台礁系统构建技术。 二、技术要素组成 抗风浪全水层平台礁系统由锚礁系统和台礁系统两部分组成。锚礁系统通过高强度缆绳连接底部鱼礁和上层筏式构件（图1），形成浮式藻场的着生介质系统。由表层大型天然海藻、养殖海藻和浮游植物共同构成强大的固能传质网络，为海洋牧场资源增殖打下基础。   图1 每20个锚礁构成一个锚礁群（225m×25m）  锚礁系统中形成的能量和物质将通过牧食和碎屑食物链从表层传向底层，发挥海洋生物泵和表底层耦合的综合效应。在锚礁系统区形成的资源增量将通过大型平台礁系统进行回收利用（图2）。 平台礁由高强度钢桩、鱼礁底座、多层圆盘礁、柔性鱼礁和上层镂空廊道五大要素构成（图2）。首先根据地质调查情况确定打桩的数量和深度。钢桩设置好之后，在其上套入鱼礁底座和圆盘礁，使底部周围形成三型鱼类活动的主要生息场。上层柔性鱼礁可作为大型海藻附着基而用，从而增加上层水体空间异质性，丰富微生境格局，为中上层附着生物和游泳生物提供栖息和摄食场所。最后设置上层廊道，为休闲海钓和海上观光等产业活动的融入提供平台。休闲海钓是牧场区鱼类资源回收的主要方式，而企业承包锚礁系统是拓展其海水养殖的重要方式。由此，构建出一套在东海区具有极大推广价值的海洋牧场构建模式（图3）。   图2 大型平台礁系统的结构要素   图3 锚礁系统和台礁系统组合布置后的效果示意图 三、技术创新点 （1）新的鱼礁系统是以初级生产力调控为核心目标，强化表层水体生物群落稳定性、提升生物多样性为重要目标的全水层锚礁系统。该系统通过功能型环保构件的有机结合，营造大规模浮式藻场，形成饵料生物聚集区、幼鱼庇护区、成鱼育肥区和附着生物生长区；并通过生物泵作用影响调控底层水体的能流和物质循环，为增殖底栖鱼类和大型无脊椎动物、优化其群落结构创造条件。 （2）沉底鱼礁的设计根据表层浮礁系统的物理特性和生态功能辐射效能，选用抗沉陷锚式鱼礁和大型平台礁。这两种鱼礁结构均为首创，前者在发挥礁体本身对三型鱼类聚集效果的基础上，同时起到固定上层浮礁构件的锚系作用；后者以钢桩打底、嵌套分层固体构件并环绕柔性构件的方式，在中下层水体形成较大规模的底鱼礁系统。这两种鱼礁系统的设计在工程上以安全和效率为核心，生态上以环保性和可持续性为原则，社会效益上以产业需求为导向，综合构建出适合东海区等高海况海域的全新海洋牧场建设模式。该模式的一大优点是将鱼礁易在淤泥底下陷的缺陷变为功能性优势，以台礁方式避免礁体偏移走位，确保人工生境系统的稳定性，无需进行鱼礁抗滑移倾覆方面的工程核算，提高了工程效率。 （3）以整体打桩方式进行台面立柱布局，礁体穿孔套入钢桩，用热铸法固定圆形钢板控制鱼礁位置，两层钢板相隔1m，可控制组合鱼礁底部的台礁支脚插入底泥层1m左右。这种组合下可实现鱼礁系统抵抗几十年一遇的强台风，使之长时间发挥渔业资源养护和产业服务的功能。

本项目通过创新数据获取方法、创新区块 链性能分阶段评估指标，建立了耦合度较低的 后端数据获取、云端数据处理、前端数据可视 化的性能评估平台原型

本发明公开了一种实时监测细胞行为和状态的装置和方法，该装置包括：第一微量注射泵、第二微量注射泵、第一注射器、第二注射器、塑料Y型接头管、加热片、传感器检测单元和检测仪器；本发明的装置和方法可以确定细胞和离子在样品溶液中的存在、行为、数量和变化情况；可用于实时监测细胞贴附、增殖和伸展形成致密连接的行为过程。亦可用于实时监测此过程中氢离子的代谢情况；还可用于实时监测调节物作用下的细胞行为和状态，从而鉴别分析调节物。

本技术的理论基础和技术路线与现有各种地震前兆监测完全不同，其特点是在可能的孕震断裂内钻 探，在钻孔中放置仪器，实时和连续监测断裂深部应力集聚区（潜在 震源区）应力变化而产生的压电效应（见附图）；在一条或相邻的多 条断裂上建站组成监测网，通过来自不同站点的区域数据对比，利用 反向模拟等方法，寻找断裂深部的应力集聚区（前者震源区）及计 算、模拟断裂失衡的临界点。

本发明公开了一种气流流速流向实时监测装置，该装置包括气流杆，连接柱，关节轴承、底座，多个拉伸弹簧，二维 PSD 位移传感器，以及数据处理器，连接柱内设有激光驱动模块、激光二极管和准直透镜；工作时，气流杆在气流的推动下发生偏转，带动连接柱沿关节轴承内球的中心发生转动，并朝向与气流流动相同的方向；连接柱内的激光二极管发射的激光，到达准直透镜，经准直处理后散射的激光汇聚形成一个激光束，通过导光孔投射到二维 PSD 位移传感器，二维 PSD 位移传感器得到光斑中心的位置信息，并提供给数据处理器；数据处理器根

本实用新型公开了一种气流流速流向实时监测装置，该装置包括气流杆，连接柱，关节轴承、底座，多个拉伸弹簧，二维 PSD 位移传感器，以及数据处理器，连接柱内设有激光驱动模块、激光二极管和准直透镜；工作时，气流杆在气流的推动下发生偏转，带动连接柱沿关节轴承内球的中心发生转动，并朝向与气流流动相同的方向；连接柱内的激光二极管发射的激光，到达准直透镜，经准直处理后散射的激光汇聚形成一个激光束，通过导光孔投射到二维 PSD位移传感器，二维 PSD 位移传感器得到光斑中心的位置信息，并提供给数据处理器；数据处理器

本发明公开了一种气流流速流向实时监测装置，该装置包括气 流杆，连接柱，关节轴承、底座，多个拉伸弹簧，二维 PSD 位移传感 器，以及数据处理器，连接柱内设有激光驱动模块、激光二极管和准直透镜；工作时，气流杆在气流的推动下发生偏转，带动连接柱沿关 节轴承内球的中心发生转动，并朝向与气流流动相同的方向；连接柱 内的激光二极管发射的激光，到达准直透镜，经准直处理后散射的激 光汇聚形成一个激光束，通过导光孔投射到二维 PSD 位移传感器，二 维 PSD 位移传感器得到光斑中心的位置信息，并提供给数据处理器；

（1）主要功能和应用领域 本成果面向环境与灾害监测预警需求，可在地形复杂、通信条件受限、运营维护困难的复杂环境下，建立监测预警信息传输系统，实现监测预警工作的持续、可靠运行，解决现有监测预警网络中的覆盖面受限、长期持续监测难度高、信息传输可靠性低等问题。 本成果可应用于自然灾害监测预警与应急处理、各种类型的环境监测等领域。 （2）特色及先进性 基于三大核心（新型组网架构、高效节能机制、可靠传输保障）机制，设计八项创新技术。提出了基于监测事件预测的节能机制和能量均衡消耗机制，设计了支持中继转发、双信道汇聚式接入的组网架构，研发了集自动重传、自适应传输、机会通信于一体的滑坡泥石流监测预警可靠传输技术，提升了监测预警网络的稳定性和可靠性。 本成果申请国家发明专利10余项，除正在受理部分，目前已获得国家发明专利授权8项。 （3）技术指标 本成果已示范应用于龙门山地震带小流域滑坡泥石流灾害监测预警技术研究与示范系统。根据示范系统运行效果，本成果与灾害监测传统方式技术参数相比，可达到如下技术指标： ？ 丢失/出错数据恢复率提高约30%，现场通信质量越差，优势越明显； ？ 视频和图像传输实时性可提高约1/3； ？ 传感节点能耗10%-50%，监测系统有效工作时间延长20-30%； ？ 网络故障对监测预警影响极大降低，网络故障带来的数据时延趋向于0。 （4）解决问题与实施效果 当前问题 解决方案与效果 技术状态 监测点部署受限于区域通信条件 中继转发技术： 采用中继转发技术，可在无信号覆盖区域建设监测点，通过中继转发技术将监测数据转移到具备GPRS/3G/卫星信号的位置。 示范系统应用 监测点的信息传输存在数据丢失、甚至意外中断的风险 集自动重传、自适应传输、机会通信于一体的传输保障技术： （1）研发低开销、高能效自动重传技术，恢复丢失数据，较传统方式的丢失/出错数据恢复率提高约30%，现场通信质量越差，优势越明显； （2）研发视频与图像自适应传输方法，提高视频、图像传输效率与可靠性，在网络信号较差时，视频和图像传输实时性可提高约1/3； （3）设计机会通信技术，传输网络中断处监测节点的数据，在邻近节点可替代传输时，可实现网络中断带来的时延效应趋于0。 授权专利2件 示范系统应用 监测点持续工作能力受到能量供应的约束 基于监测事件预测和能量均衡消耗的节能机制： （1）研发基于监测事件预测的休眠机制，降低传感节点能耗10%-50%； （2）研发能量均衡消耗方法，监测设备有效工作时间延长24.3%。 授权专利5件 示范系统应用 监测预警系统存在故障或破坏的问题 双信道、汇聚式接入的组网架构： （1）设计双信道、汇聚式接入的组网架构，支持系统部分故障时的网络自愈能力，保障监测数据传输不中断； （2）所设计组网架构下的设备可互相自动查询工作状态，设备故障可由其邻居设备主动上报，同时保留的传统设备状态查询方式，提高及时发现失效设备的能力。 授权专利2件 示范系统应用

技术分析（创新性、先进性、独占性） 本项目的科研成果以底层监控终端为起点，引入数据挖掘与数据分析技术，实现了对监测数据的有效处理与应用，涵盖渔业环境信息采集、分析与应用，提供兼顾时效性与有效性的数据服务业务。 ① 渔业环境信息采集终端（智能装置） 团队研发了多款适用于渔业环境监测的信息采集终端（无人船、浮标），其具备渔业水质参数采集、GPS/北斗双模定位、WIFI/4G复合网络通信功能。无人船采用视频/激光雷达避障、可采用自动寻塘、航迹设定以及手动操控等多种模式，配合远程人机界面完成针对渔业环境的全面监测。 团队研发的渔业环境信息采集终端（无人船+浮标） ②渔业环境信息分析服务（大数据分析） 团队基于已有监测框架，结合水质扩散反问题模型、神经网络模型以及信息化技术，以大数据支撑水环境评价与预警，并对水生物适养环境进行评估，提供最优辅助养殖策略、预测最佳捕捞区域。   接入环境信息分析服务的水域监管系统 ③ 渔业环境信息应用系统（物联网系统） 团队基于大数据分析技术，实现基于远程、多终端养殖的智慧服务与管理，研究并建立养殖质量评价的量化数据，发现影响养殖质量、产量的关键因素；对不同质量经济鱼的生理生化指标与养殖成活率和增重率的关系进行研究，通过海量数据分析，发现影响养殖效果的主要指标；通过相关知识的数据挖掘，提供数据综合服务。与此同时，通过记录喂养情况、经济鱼类成长情况，评估养殖鱼类经济价值为保险索赔提供依据。   为实现上述系统方案，团队在整个渔业环境信息采集、分析与应用环节均进行了系统化的设计与创新。

本成果面向环境与灾害监测预警需求，可在地形复杂、通信条件受限、运营维护困难的复杂环境下，建立监测预警信息传输系统，实现监测预警工作的持续、可靠运行，解决现有监测预警网络中的覆盖面受限、长期持续监测难度高、信息传输可靠性低等问题。本成果可应用于自然灾害监测预警与应急处理、各种类型的环境监测等领域。