The environmental model was designe

The environmental model was designed to simulate the factors in aquaculture production environments known to affect fish performance and behaviour, and includes representations of the cage/tank structure, water temperature, light intensity and feed distribution. With the exception of the cage/tank structure, which is formulated as a set of static parameters bounding the spatial movement of the fish, all environmental factors may vary along all three spatial axes and with time.

When simulating, spatial and temporal scales and resolutions of environmental datasets primarily depended on the total duration of the simulation and the physical scale (i.e. size) of the simulated production unit. In addition, the spatial and temporal sampling frequencies of any experimentally obtained data series used as inputs to the simulation influenced the resolutions and scales of the datasets derived from these measurements. For simulations including datasets with different spatial resolutions, the dataset with the highest spatial resolution was first identified. The other datasets were then conformed to this resolution by using interpolation and extrapolation so that spatial variations in all environmental datasets were on the same level of detail. A 3D grid of cells was then generated based on the common spatial resolution, with each cell relating to distinct data values in all datasets. The only dataset not subjected to this conformation was feed distribution, which maintained a separate spatial 3D grid as a realistic representation of pellet distribution may require a higher spatial resolution than other factors (e.g. temperature, light). Interaction between fish and environment was thus more efficient as the fish then only needed to relate to two spatial cell structures to access all environmental datasets rather than using separate cell structures for each environmental factor.

When a fish requested the environmental conditions at its present location, it conveyed its position to the environmental model, which then used the position to find out which cell in the 3D structures the fish resided within. The values returned to the fish were obtained by interpolating in space (3D trilinear interpolation) between the present cell and adjacent cells, and interpolation in time (linear interpolation). This ensured that the environmental factors facing the fish were continuous and smooth in time and space, and prevented spikes or jumps in their values which might in turn elicit unrealistic responses from the fish.

To capture how the salmon interacted with the environment with sufficient resolution, the behavioural and environmental submodels were simulated and updated using a fixed timestep of 1 s. However, in cases where the spatial resolution of feed distribution was high (i.e. small cell sizes in the 3D grid structure for feed), the pellet distribution model had to be simulated using timesteps < 1 s to ensure that the mass balance and dynamics within the feed distribution were maintained. Dynamics of the energetic states of fish tend to vary more slowly than behaviour, thus a larger timestep was allowed in the energetic model than in the behavioural model. Since the main aim of this model was to evaluate growth performance over time, we set no upper limit to the duration of simulations.

2.2. Process overview and scheduling

The equation system defining a population of individual fish interacting with a dynamic environment will contain a set of complex and non-linear equations that is difficult or impossible to solve analytically. Hence, we solved our model using numerical modelling techniques, in which solutions are found through simulations in the time domain. The main processes occurring within the individuals in our model were growth, feeding (behaviour and assimilation) and movement, while the main environmental processes were to update the present environmental state and compute the pellet distribution within the production unit. For each numerical iteration of the model, these processes were executed in a fixed sequence starting with the update of the environmental states (Fig. 1). The model then iterated through all individual fish which executed their respective tasks, starting by submitting their current position to the environmental model. Based on this position, the environmental model computed local environmental conditions and supplied these back to the fish. The fish computed its behavioural response toward these conditions, resulting in an updated position and swimming speed. If the fish decided to ingest feed, it sent a request for feed intake to the environmental model. The environmental model then evaluated whether there was sufficient feed in the vicinity of the fish to cover the requested amount. If there was sufficient feed, the environmental model returned the amount originally requested by the fish. Otherwise, a feed intake reduced in accordance to local feed concentration was returned to th

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

แบบจำลองสิ่งแวดล้อมถูกออกแบบมาเพื่อจำลองปัจจัยในสภาพแวดล้อมการผลิตสัตว์น้ำที่รู้จักกันจะมีผลต่อพฤติกรรมและประสิทธิภาพการทำงานของปลา และรวมถึงตัวโครงสร้างรถถังกรง อุณหภูมิน้ำ ความเข้มแสง และจำหน่ายอาหารสัตว์ ยกเว้นโครงสร้างรถถังกรง ซึ่งเป็นสูตรที่เป็นชุดคงพารามิเตอร์ขอบเขตการเคลื่อนไหวเชิงพื้นที่ของปลา ปัจจัยแวดล้อมทั้งหมดอาจแตกต่างกัน ไปทั้งสามแกนของปริภูมิ และเวลาเมื่อจำลอง เครื่องชั่งเชิงพื้นที่ และกาลเวลาและความละเอียดของชุดข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อมเป็นหลักขึ้นอยู่กับระยะเวลารวมของการจำลองและขนาดทางกายภาพ (เช่นขนาด) ของหน่วยผลิตจำลอง นอกจากนี้ ความถี่การสุ่มตัวอย่างเชิงพื้นที่ และกาลเวลาใด ๆ ทดลองรับชุดข้อมูลที่ใช้เป็นปัจจัยการผลิตเพื่อการจำลองอิทธิพลความละเอียดและเครื่องชั่งของชุดข้อมูลที่ได้จากการวัดเหล่านี้ สำหรับจำลองรวมถึงชุดข้อมูล มีความละเอียดเชิงพื้นที่ที่แตกต่างกัน แรกพบชุดข้อมูลที่ มีความละเอียดเชิงพื้นที่สูง การ datasets ถูกแล้วควรทำตามเพื่อแก้ปัญหานี้ โดยใช้การแก้ไขและการหามวลอะตอมเพื่อให้รูปแบบ spatial ในชุดข้อมูลสิ่งแวดล้อมทั้งหมดอยู่ในระดับเดียวกันรายละเอียด ตาราง 3D ของเซลล์แล้วสร้างอิงความละเอียดเชิงพื้นที่ทั่วไป แต่ละเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับค่าข้อมูลที่แตกต่างกันในชุดข้อมูลทั้งหมด ชุดข้อมูลเท่านั้นไม่ต้องโครงสร้างนี้ถูกกินกระจาย ซึ่งรักษาตาราง 3 มิติเชิงพื้นที่แยกต่างหากเป็นการแสดงที่สมจริงของการกระจายเม็ดอาจต้องใช้ความละเอียดเชิงพื้นที่สูงกว่าปัจจัยอื่น ๆ (เช่นอุณหภูมิ แสง) ปฏิสัมพันธ์ระหว่างปลาและสิ่งแวดล้อมจึงมีประสิทธิภาพมากกว่าที่เป็นปลาแล้ว เท่านั้นจำเป็นที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างเชิงพื้นที่เซลล์สองถึงชุดข้อมูลทั้งหมดที่สิ่งแวดล้อม แทนการใช้โครงสร้างเซลล์ที่แยกต่างหากสำหรับแต่ละปัจจัยสิ่งแวดล้อมได้เมื่อปลามีสภาพแวดล้อมที่ตำแหน่งปัจจุบัน มันถ่ายทอดตำแหน่งของรูปแบบสิ่งแวดล้อม ซึ่งใช้ตำแหน่งเพื่อหาเซลล์ซึ่งในโครงสร้าง 3D ปลาอยู่ภายในแล้ว ค่าส่งกลับให้ปลาได้รับ โดย interpolating ในพื้นที่ (3D trilinear แก้ไข) ระหว่างเซลล์อยู่ และเซลล์ที่ติดกัน และแก้ไขในเวลา (การแก้ไขเชิงเส้น) มั่นใจว่า ปัจจัยแวดล้อมที่เผชิญกับปลาอย่างต่อเนื่อง และราบรื่นในเวลาและพื้นที่ และป้องกัน spikes หรือกระโดดในค่าของพวกเขาซึ่งอาจจะล้วงเอาการตอบสนองที่ไม่สมจริงจากปลาการจับภาพวิธีปลาแซลมอนที่โต้ตอบกับสภาพแวดล้อมที่มีความละเอียดเพียงพอ จำลองพฤติกรรม และสิ่งแวดล้อมถูกจำลอง และปรับปรุงโดยใช้การ timestep ถาวร 1 s อย่างไรก็ตาม ในกรณีที่ความละเอียดเชิงพื้นที่ของการกระจายอาหารเป็นสูง (เช่นขนาดเล็กขนาดของเซลล์ในโครงสร้างตาราง 3D สำหรับตัวดึงข้อมูล), รูปแบบการกระจายของเม็ดมีการจำลองโดยใช้ timesteps < 1 s เพื่อให้แน่ใจว่า ได้รักษาสมดุลมวลและ dynamics ภายในการกระจายอาหาร Dynamics ของรัฐมีพลังของปลามักจะ แตกช้ากว่าพฤติกรรม ดังนั้น timestep มีขนาดใหญ่ได้รับอนุญาตในแบบจำลองมีพลังกว่าในแบบจำลองพฤติกรรม ตั้งแต่จุดมุ่งหมายหลักของรุ่นนี้เป็นการ ประเมินการเจริญเติบโตตลอดเวลา เราตั้งไม่จำกัดจำนวนระยะเวลาของสถานการณ์จำลอง2.2. การประมวลผลภาพรวมและการจัดกำหนดการระบบสมการที่กำหนดประชากรของปลาแต่ละตัวมีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมแบบไดนามิกจะประกอบด้วยชุดของคอมเพล็กซ์และสมการเชิงเส้นที่มี การแก้ analytically ดังนั้น เราสามารถแก้ไขรูปแบบของเราใช้เทคนิคแบบจำลองเชิงตัวเลข ที่โซลูชั่นพบผ่านแบบจำลองในโดเมนเวลา กระบวนการหลักที่เกิดขึ้นภายในบุคคลในรูปแบบของเราได้เติบโต ให้อาหาร (พฤติกรรมและดูดซึม) และการเคลื่อน ไหว ในขณะที่กระบวนการด้านสิ่งแวดล้อมหลักการ ปรับปรุงสถานะสิ่งแวดล้อมปัจจุบัน และคำนวณการกระจายเม็ดภายในหน่วยการผลิต สำหรับการเกิดซ้ำแต่ละตัวเลขของรูปแบบ กระบวนการเหล่านี้ถูกดำเนินการในลำดับคงเริ่มต้น ด้วยการปรับปรุงสถานะสิ่งแวดล้อม (รูปที่ 1) แบบทวิภาควนซ้ำผ่านปลาแต่ละตัวทั้งหมดที่ดำเนินงานเกี่ยวข้อง เริ่มต้น โดยการส่งตำแหน่งปัจจุบันกับรูปแบบสิ่งแวดล้อม แล้ว ตามตำแหน่งนี้ แบบจำลองสิ่งแวดล้อมคำนวณสภาพแวดล้อมในท้องถิ่น และจัดปลาเหล่านี้ไป ปลาคำนวณการพฤติกรรมตอบสนองต่อเงื่อนไขเหล่านี้ เป็นผลในการปรับปรุงตำแหน่ง และว่ายน้ำเร็ว ถ้าปลาตัดสินใจในการกินอาหาร ส่งคำร้องขอกินแบบสิ่งแวดล้อม แบบจำลองสิ่งแวดล้อมที่ประเมินแล้ว ว่ามีเพียงพอกินใกล้ปลาเพื่อครอบคลุมจำนวนที่ขอ ถ้ามีอาหารเพียงพอ แบบจำลองสิ่งแวดล้อมคืนยอดเงินที่ร้องขอตั้งแต่แรก โดยปลา มิฉะนั้น กินลดลงตามความเข้มข้นของอาหารท้องถิ่นถูกส่งกลับไปที่

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

รูปแบบสิ่งแวดล้อมได้รับการออกแบบเพื่อจำลองปัจจัยในสภาพแวดล้อมการผลิตเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำที่รู้จักกันจะส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงานและพฤติกรรมปลาและรวมถึงการแสดงของโครงสร้างกรง / ถังอุณหภูมิของน้ำ, ความเข้มของแสงและการจัดจำหน่ายอาหารสัตว์ ด้วยข้อยกเว้นของโครงสร้างกรง / ถังซึ่งเป็นสูตรที่เป็นชุดของพารามิเตอร์คงวิ่งการเคลื่อนไหวเชิงพื้นที่ของปลาที่ปัจจัยแวดล้อมทั้งหมดอาจแตกต่างกันไปตามทั้งสามแกนเชิงพื้นที่และมีเวลา.

เมื่อจำลอง, เครื่องชั่งน้ำหนักพื้นที่และเวลาและมติ ชุดข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อมเป็นหลักขึ้นอยู่กับระยะเวลารวมของการจำลองและขนาดทางกายภาพ (เช่นขนาด) ของหน่วยผลิตจำลอง นอกจากนี้ในพื้นที่และเวลาความถี่สุ่มของชุดข้อมูลใด ๆ ที่ได้รับการทดลองใช้เป็นปัจจัยการผลิตที่จะจำลองอิทธิพลมติและเครื่องชั่งน้ำหนักของชุดข้อมูลที่ได้จากการวัดเหล่านี้ สำหรับการจำลองรวมทั้งชุดข้อมูลที่มีความละเอียดเชิงพื้นที่ที่แตกต่างกันชุดข้อมูลที่มีความละเอียดเชิงพื้นที่สูงสุดที่ถูกระบุว่าเป็นครั้งแรก ชุดข้อมูลอื่น ๆ ที่ถูกขืนใจแล้วจะแก้ปัญหานี้โดยใช้การแก้ไขและการคาดการณ์เพื่อให้รูปแบบเชิงพื้นที่ในชุดข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อมทุกคนในระดับเดียวกันของรายละเอียด ตาราง 3 มิติของเซลล์ถูกสร้างขึ้นแล้วขึ้นอยู่กับความละเอียดเชิงพื้นที่ร่วมกันโดยแต่ละเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับค่าของข้อมูลที่แตกต่างกันในชุดข้อมูลทั้งหมด ชุดข้อมูลเดียวที่จะไม่อยู่ภายใต้โครงสร้างนี้ที่กินกระจายซึ่งยังคงแยกต่างหากตาราง 3 มิติเชิงพื้นที่เป็นตัวแทนที่เป็นจริงของการกระจายเม็ดอาจต้องใช้ความละเอียดเชิงพื้นที่สูงกว่าปัจจัยอื่น ๆ (เช่นอุณหภูมิแสง) ปฏิสัมพันธ์ระหว่างปลาและสิ่งแวดล้อมจึงมีประสิทธิภาพมากขึ้นปลาแล้วจำเป็นเท่านั้นที่จะเกี่ยวข้องกับสองโครงสร้างของเซลล์เชิงพื้นที่ในการเข้าถึงชุดข้อมูลสิ่งแวดล้อมมากกว่าการใช้โครงสร้างของเซลล์ที่แยกต่างหากสำหรับแต่ละปัจจัยสิ่งแวดล้อม.

เมื่อปลาที่ร้องขอสภาพแวดล้อมในสถานที่ปัจจุบัน มันบ่งบอกจุดยืนของตนในรูปแบบสิ่งแวดล้อมซึ่งจากนั้นจะใช้ตำแหน่งที่จะหาที่เซลล์ในโครงสร้าง 3D ปลาอาศัยอยู่ภายใน ค่าส่งกลับไปยังปลาที่ได้จาก interpolating ในพื้นที่ (3D trilinear แก้ไข) ระหว่างเซลล์ในปัจจุบันและเซลล์ที่อยู่ติดและการแก้ไขในเวลาที่ (เชิงเส้น) ซึ่งจะทำให้มั่นใจว่าปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมหันหน้าไปทางปลาได้อย่างต่อเนื่องและราบรื่นในเวลาและพื้นที่และป้องกันไม่ให้แหลมหรือกระโดดในค่าของพวกเขาซึ่งอาจหันล้วงเอาการตอบสนองที่ไม่สมจริงจากปลา.

ในการจับภาพว่าปลาแซลมอนมีความสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมที่มีความละเอียดเพียงพอ โมเดลย่อยพฤติกรรมและสิ่งแวดล้อมจำลองและปรับปรุงการใช้ timestep คงที่ของ 1 วินาที อย่างไรก็ตามในกรณีที่ความละเอียดเชิงพื้นที่ของการกระจายฟีดอยู่ในระดับสูง (เช่นขนาดของเซลล์ขนาดเล็กในโครงสร้างตาราง 3 มิติสำหรับอาหาร) รูปแบบการกระจายเม็ดจะต้องมีการจำลองโดยใช้ timesteps <1 วินาทีเพื่อให้แน่ใจว่าสมดุลและการเปลี่ยนแปลงภายใน กระจายฟีดได้รับการดูแล พลวัตของรัฐที่มีพลังของปลามีแนวโน้มที่จะแตกต่างกันไปช้ากว่าพฤติกรรมจึง timestep ขนาดใหญ่ที่ได้รับอนุญาตในรูปแบบที่มีพลังมากกว่าในรูปแบบพฤติกรรม ตั้งแต่จุดมุ่งหมายหลักของรุ่นนี้คือการประเมินการเจริญเติบโตในช่วงเวลาที่เราตั้งไม่มีขีด จำกัด บนระยะเวลาของการจำลอง.

2.2 ภาพรวมของกระบวนการและการตั้งเวลา

ระบบสมการกำหนดประชากรของปลาแต่ละบุคคลมีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมแบบไดนามิกจะมีชุดของสมการที่ซับซ้อนและไม่เชิงเส้นที่เป็นเรื่องยากหรือเป็นไปไม่ได้ที่จะแก้ปัญหาการวิเคราะห์ ดังนั้นเราแก้ไขรูปแบบของเราโดยใช้เทคนิคการสร้างแบบจำลองเชิงตัวเลขในการที่แก้ปัญหาที่พบผ่านการจำลองในโดเมนเวลา กระบวนการหลักที่เกิดขึ้นภายในบุคคลในรูปแบบของเรามีการเจริญเติบโตของการให้อาหาร (พฤติกรรมและการดูดซึม) และการเคลื่อนไหวในขณะที่กระบวนการด้านสิ่งแวดล้อมเป็นหลักในการปรับปรุงสิ่งแวดล้อมของรัฐในปัจจุบันและคำนวณการกระจายเม็ดภายในหน่วยผลิต สำหรับแต่ละซ้ำตัวเลขของรูปแบบกระบวนการเหล่านี้กำลังดำเนินการในลำดับที่คงที่เริ่มต้นด้วยการปรับปรุงของรัฐด้านสิ่งแวดล้อม (รูปที่ 1). รูปแบบแล้วซ้ำผ่านปลาทุกรายซึ่งดำเนินการงานของตนเริ่มต้นโดยการส่งตำแหน่งปัจจุบันของพวกเขาในรูปแบบสิ่งแวดล้อม ขึ้นอยู่กับตำแหน่งนี้รูปแบบการคำนวณสิ่งแวดล้อมสภาพแวดล้อมในท้องถิ่นและจัดจำหน่ายเหล่านี้เพื่อกลับปลา ปลาคำนวณพฤติกรรมการตอบสนองที่มีต่อเงื่อนไขเหล่านี้ส่งผลให้ในการปรับปรุงตำแหน่งและว่ายน้ำความเร็ว ถ้าปลาตัดสินใจที่จะนำเข้าไปในร่างกายฟีดก็ส่งคำขอสำหรับปริมาณอาหารที่กินไปยังรุ่นต่อสิ่งแวดล้อม รูปแบบการประเมินด้านสิ่งแวดล้อมแล้วว่ามีฟีดที่เพียงพอในบริเวณใกล้เคียงของปลาที่จะครอบคลุมจำนวนเงินที่ร้องขอ ถ้ามีฟีดเพียงพอรูปแบบสิ่งแวดล้อมกลับจำนวนเงินที่ต้องการสร้างสรรค์โดยปลา มิฉะนั้นการกินอาหารลดลงตามความเข้มข้นของฟีดท้องถิ่นก็จะกลับไป th