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基于广义加性模型研究影响罩网沉降性能的因子

李杰 张鹏 王腾 晏磊 杨炳忠 陈作志

李杰, 张鹏, 王腾, 晏磊, 杨炳忠, 陈作志. 基于广义加性模型研究影响罩网沉降性能的因子[J]. 南方水产科学. doi: 10.12131/20210070
引用本文: 李杰, 张鹏, 王腾, 晏磊, 杨炳忠, 陈作志. 基于广义加性模型研究影响罩网沉降性能的因子[J]. 南方水产科学. doi: 10.12131/20210070
Jie LI, Peng ZHANG, Teng WANG, Lei YAN, Bingzhong YANG, Zuozhi CHEN. A study on settlement performance of falling-net based on GAM[J]. South China Fisheries Science. doi: 10.12131/20210070
Citation: Jie LI, Peng ZHANG, Teng WANG, Lei YAN, Bingzhong YANG, Zuozhi CHEN. A study on settlement performance of falling-net based on GAM[J]. South China Fisheries Science. doi: 10.12131/20210070

基于广义加性模型研究影响罩网沉降性能的因子

doi: 10.12131/20210070
基金项目: 农业部财政专项 (NFZX2018);农业农村部外海渔业开发重点实验室开放基金 (LOF 2019-02)
详细信息
    作者简介:

    李杰:李 杰 (1989—),男,助理研究员,从事渔具渔法,渔具力学研究。E-mail: lijie@scsfri.ac.cn

  • 中图分类号: S 972.29

A study on settlement performance of falling-net based on GAM

  • 摘要: 为全面了解罩网网具沉降性能,为罩网模型试验的开展及渔具渔法的改进提供参考,于2016年3月在南海中南部进行海上试验,采用多项式回归和广义加性模型 (Generalized additive model, GAM) 等对罩网沉降性能进行分析研究,结果显示:1) 自由沉降是影响网具总沉降深度的更为关键的因素;2) 90.0~119.9 s是较为适宜的自由沉降时间;3) 自由沉降速度先短时间内增大后逐渐减小,最大值出现在沉降第10 秒;阻尼沉降速度在前50 s相对稳定,之后迅速降低;4) 自由沉降时间、风速、风流向夹角对自由沉降深度影响显著;自由沉降时间、风速、渔船漂流速度、风流向夹角对阻尼沉降深度影响显著。研究表明:1) 风速、风流向夹角对自由沉降深度与阻尼沉降深度的影响是复杂且非线性的,它们可能通过波浪和改变船、网相对位置影响网具沉降;2) 渔船漂流速度对阻尼沉降深度影响显著,渔船漂流速度可能会影响罩网网口的闭合程度与网具绞收。
  • 图  1  调查站点图

    Figure  1.  Survey site

    图  2  沉降深度、时间和速度分布箱型图

    a. 深度;b. 时间;c. 速度

    Figure  2.  Box figure of data distribution of main parameters

    a. Depth distribution; b. Time distribution; c. Speed distribution

    图  3  不同自由沉降时间对应的总沉降深度 (a)、速度 (b) 的箱型图

    Figure  3.  Box plots of total settlement depth (a), speed (b) among different free settlement time groups

    图  4  自由沉降深度、自由沉降速度、阻尼沉降深度、阻尼沉降速度随时间变化趋势图

    Figure  4.  Trend chart of free settlement depth, free settlement speed, damping settlement depth and damping settlement speed along with time

    图  5  自由沉降深度最优广义加性模型残差图

    Figure  5.  Residual plot of optimal GAM of free settlement depth

    图  6  自由沉降深度与4个因子间的广义加性模型分析图

    Figure  6.  GAM-derived effects of four predictors on free settlement depth

    图  7  阻尼沉降深度最优广义加性模型残差图

    Figure  7.  Residual plot of optimal GAM of damping settlement depth

    图  8  阻尼沉降深度与4个因子间的广义加性模型分析图

    Figure  8.  GAM-derived effects of four predictors on damping settlement depth

    表  1  自由沉降深度广义加性模型统计参数

    Table  1.   Statistical characteristics of GAM of free settlement depth

    公式   
    Formular   
    决定系数
    R2
    方差解释
    Deviance explained/%
    赤池信息准则
    AIC
    自由沉降深度~自由沉降时间 Df~Tf 0.873 87.600 717.038
    自由沉降深度~自由沉降时间+风速 Df~Tf+Sw 0.904 91.300 687.941
    自由沉降深度~自由沉降时间+风速+渔船漂流速度 Df~Tf+Sw+Sb 0.911 92.100 680.633
    自由沉降深度~自由沉降时间+风速+渔船漂流速度+风流向夹角 Df~Tf+Sw+Sb+$ \alpha $ 0.922 93.300 666.362
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    表  2  自由沉降深度最优广义加性模型检验值

    Table  2.   F-test for significance of non-parametric effects on optimal GAM of free settlement depth n=132

    因子
    Factor
    估计自由度
    edf
    FP
    自由沉降时间 Tf 2.917 165.030 <2.00×10−16*
    风速 Sw 7.987 8.611 9.29×10−9*
    渔船漂流速度 Sb 2.939 2.354 0.063
    风流向夹角$ \alpha $ 4.703 3.646 0.003*
    注:*. 因素对模型存在显著性影响 Note: *. The factor has a significant effect on the model.
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    表  3  阻尼沉降深度广义加性模型统计参数

    Table  3.   Statistical characteristics of GAM of damping settlement depth

    公式   
    Formular   
    决定系数
    R2
    方差解释
    Deviance explained/%
    赤池信息准则
    AIC
    阻尼沉降深度-自由沉降时间 Dd~Tf 0.706 71.700 755.699
    阻尼沉降深度-自由沉降时间+风速 Dd~Tf+Sw 0.797 82.300 716.660
    阻尼沉降深度-自由沉降时间+风速+渔船漂流速度 Dd~Tf+Sw+Sb 0.840 86.400 688.788
    阻尼沉降深度~自由沉降时间+风速+渔船漂流速度+风流向夹角 Dd~Tf+Sw+Sb+$ \alpha $ 0.846 87.000 684.163
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    表  4  阻尼沉降深度最优广义加性模型检验值

    Table  4.   F-test for significance of non-parametric effects on optimal GAM of damping settlement depth n=132

    因子
    Factor
    估计自由度
    edf
    FP
    自由沉降时间 Tf 3.007 57.289 <2.00×10−16*
    风速 Sw 7.860 6.220 6.00×10−6*
    渔船漂流速度 Sb 8.519 6.623 1.06×10−7*
    风流向夹角$ \alpha $ 1.000 5.395 0.022*
    注:*. 因素对模型存在显著性影响 Note: *. The factor has a significant effect on the model.
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-03-01
  • 修回日期:  2021-04-09
  • 网络出版日期:  2021-04-23

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