一种复杂工况空气常规潜水减压修正方法及系统

摘要

本发明提供了一种复杂工况空气常规潜水减压修正方法及系统，通过接收潜水复杂工况中的因素数据和深度数据，并根据接收到的因素数据对水下工作时间进行修正处理，以获取的修正后的水下工作时间及深度数据，在预先设置的数据库中进行检索查询以获取修正后的减压方案，因综合考虑了复杂工况中的各种因素数据，故有效解决了依靠固定工况减压表存在减压安全性和效率难以兼顾的问题，进而实现了实时生成科学、合理的潜水作业减压方案。

说明书

技术领域

本发明涉及潜水作业保障领域，特别涉及一种复杂工况空气常规潜水减压 修正方法及系统。

背景技术

潜水减压方案研究一直是各国高气压潜水作业保障重点研究的内容。美国 海军的空气潜水减压表由标准空气减压表、吸氧水面减压表与空气水面减压表 三个表组成。前苏联海军空气潜水减压表最初在前苏海军1958年《潜水勤务规 则》中颁布，以后又作了重新颁布，深度范围12～80m。它既可用作水下阶段减压， 也可用作水面减压(水面吸空气和水面吸氧)，但作为水面减压时深度一般限于 45m以浅，超过45m时只有在应急情况下应用。在深度较浅，水下工作时间较长 的减压方案中，美海军减压表较为安全；而深度较大的方案，则前苏海军减压表的 减压效果较好。在深度较浅，水下工作时间较长的减压方案中，美海军减压表较为 安全；而深度较大的方案，则前苏海军减压表的减压效果较好(表1)。

我国科研人员研究并验证了12-60米空气潜水减压表(HJB189空气常规潜 水医学保障规程)，该表相对安全、科学，适合我国潜水员体质和我国海况，且 能在各种减压方法间互换使用。经16个深度61个减压方案计153人次的实际 潜水验证，发生轻型减压病1例，发病率为0.65％。(吴生康.我国常规空气潜 水减压表现状分析与设想.海军医学杂志，1999，20(2)：159-162.)。上述结果 表明，在没有考虑复杂工况的情况下使用该减压表具有一定的局限性，因此有 必要设计一种科学合理的修正方法和系统。

国际上，目前对于减压程序的研究不断深化，现逐渐发展到实时指导安全 减压。一些商业公司如美国UWATEC公司、芬兰SUUNTO公司，研制了一系 列腕式潜水电脑表(Diving Computer)，主要为娱乐休闲潜水提供安全减压指导。 经我海军医学研究所验证，ALADIN-TEC腕式潜水电脑表(美国UWATEC公 司)所采用的减压程序和方案根据西方人体质进行设计，而对于中国人来说， 在浅深度(≤15m)情况下使用时，潜水电脑表减压总时间过长；在较大深度(＞ 15m)情况下使用时，潜水电脑表第一停留站过浅，存在安全隐患。(廖昌波，姚 健，方以群.ALADIN-TEC腕式潜水电脑表与中、美、苏减压方案的比较.海军医 学杂志，2008，29(4)：295-298.)。

在国内，我国科研人员对减压方案程序化、计算机化进行了初步研究。胡 仲华利用可编程控制器和语音合成技术研制了一种潜水员水下减压自动告知 器。该仪器采用ASM51语言编程，使其能根据潜水员水下工作深度和时间自动 选择减压方案，出水时能根据减压方案，通过语音和灯光信号自动告知应减压 的深度和停留时间。该装置依照通用潜水减压表进行设计，没有考虑复杂工况 减压方案选择的问题(胡仲华.一种新颖的潜水员水下减压自动告知器.青岛大学 学报(自然科学版)，2006，19(3)：52-56.)。

表1  前苏联、美国、中国空气潜水减压表对比表

为解决现有减压方案一般按照通常作业条件设定，没有考虑复杂工况的情 形，因此，设计一种安全、可靠的针对复杂工况的潜水减压修正方法及系统十 分必要，是潜水作业保障领域目前急待解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提出了一种复杂工况空气常规潜水减压修正方法 及系统，通过接收潜水复杂工况中的因素数据，并根据接收到的因素数据对水 下工作时间进行修正处理，以获取的修正后的水下工作时间及深度数据，在预 先设置的数据库中进行检索查询以获取修正后的减压方案，因综合考虑了复杂 工况中的各种因素数据，故有效解决了依靠固定工况减压表存在减压安全性和 效率难以兼顾的问题，进行实现了实时生成科学、合理的潜水作业减压方案。

为解决上述技术问题，本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现的：

一种复杂工况空气常规潜水减压修正方法，包括：

步骤一、接收潜水复杂工况中的因素数据和深度数据；

步骤二、根据接收到的因素数据对水下工作时间进行修正处理；

步骤三、根据修正后的水下工作时间和深度数据，搜索查询数据库获取修 正后的减压方案。

优选的，上述步骤一中，因素数据包括但不限于潜水员敏感性、水流速度、 水温、底质以及劳动强度等因素。

优选的，将潜水员敏感性、水流速度、水温、底质以及劳动强度等因素进 行组合，可以获得31种不同的组合，这些不同的组合构成了潜水过程中复杂的 工况。

优选的，上述步骤二中，包含一修正系数K＝N/10，其中N为影响因素的个 数。

优选的，上述步骤二中，包含一修订公式

$T^{,}=T·\frac{T}{T-K}·[1+\frac{1+(K-0.1)}{1.5}\underset{1}{\overset{n}{\Sigma }}\mathrm{Xn}]$

式中：T’为修正后的水下工作时间，单位为分钟，

T为实际水下工作时间，单位为分钟，

Xn为因素数据，其中n为因素数据的个数，

修正系数K＝N/10，其中N为影响因素的个数。复杂工况的因素数据 包括但不限于潜水员敏感性、水流速度、水温、底质以及劳动强度等5种因素。

优选的，修订公式包含为5种因素共31种不同组合的函数，五种因素复杂 工况的因素数据包括但不限于潜水员敏感性、水流速度、水温、底质以及劳动 强度等5种因素；

因素数据X_n，n＝1～5，X₁为潜水员敏感性，X₂为水流速度，X₃为水温，X₄为底质，X₅为劳动强度，其中

X₁值：当潜水员对减压病敏感取0.26，否则取0；

X₂值：水温＜10℃取0.175，否则取0；

X₃值：水流速度＞0.5m/s取0.16，否则取0；

X₄值：底质为软泥底质取0.136，否则取0；

X₅值：劳动强度为重度取0.20，否则取0。

优选的，上述步骤三中，依据获取的修正后的水下工作时间及深度数据， 在预先设置的数据库中进行检索查询以获取修正后的减压方案。

一种复杂工况空气常规潜水减压修正系统，包括因素数据获取模块、修正 模块以及处理模块，用于通过接收潜水复杂工况中的因素数据和深度数据，并 根据接收到的因素数据对水下工作时间进行修正处理，以获取的修正后的水下 工作时间及深度数据，在预先设置的数据库中进行检索查询以获取修正后的减 压方案。

优选的，上述因素数据获取模块，用于接收潜水复杂工况中的因素数据和 深度数据。

优选的，上述修正模块，用于根据接收到的因素数据对水下工作时间进行 修正处理。

优选的，上述处理模块，用于根据修正后的水下工作时间和深度数据，搜 索查询数据库获取修正后的减压方案。

优选的，可进一步包含一显示模块，通过输入因素数据可以即时生成并显 示减压方案。

综上所述，本发明提供了一种复杂工况空气常规潜水减压修正方法及系统， 通过接收潜水复杂工况中的因素数据和深度数据，并根据接收到的因素数据对 水下工作时间进行修正处理，以获取的修正后的水下工作时间及深度数据，在 预先设置的数据库中进行检索查询以获取修正后的减压方案，因综合考虑了复 杂工况中的各种因素数据，故有效解决了依靠固定工况减压表存在减压安全性 和效率难以兼顾的问题，进行实现了实时生成科学、合理的潜水作业减压方案。

附图说明

图1为一种复杂工况空气常规潜水减压修正方法流程图；

图2为一种复杂工况空气常规潜水减压修正系统示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供的一种复杂工况空气常规潜水减压修正方法及系统，通 过接收潜水复杂工况中的因素数据和深度数据，并根据接收到的因素数据对水 下工作时间进行修正处理，以获取的修正后的水下工作时间及深度数据，在预 先设置的数据库中进行检索查询以获取修正后的减压方案，因综合考虑了复杂 工况中的各种因素数据，故有效解决了依靠固定工况减压表存在减压安全性和 效率难以兼顾的问题，进行实现了实时生成科学、合理的潜水作业减压方案。 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面参照附图并举实施例， 对本发明进一步详细说明。

在本发明实施例中，可为潜水作业保障人员现场制定复杂工况条件下空气 常规潜水减压方案提供技术支撑。既往潜水减压方案(潜水表)一般按照中等 作业强度、硬底质、水流较低的条件制定，无法满足实际潜水作业中的复杂工 况作业需求。本发明通过科学划定作业现场环境参数和潜水作业压力-时程参数 权重，综合考虑潜水员敏感性、水流速度、水温、底质以及劳动强度等因素， 采用水下工作时间修正公式，研制成可针对特定作业条件、符合潜水员个体特 点、兼顾作业效率和潜水员生命安全自动生成减压方案的潜水减压方案修正方 法及系统。本发明解决了依靠固定工况减压表存在减压安全性和效率难以兼顾 的问题，可以实时生成科学、合理的潜水作业减压方案。

本发明实施例提供一种复杂工况空气常规潜水减压修正方法，如图1所示， 具体步骤包括：

步骤一、接收潜水复杂工况中的因素数据和深度数据。

具体而言，在本发明实施例中，因为既往潜水减压方案(潜水表)一般按 照中等作业强度、硬底质、水流较低的条件制定，无法满足实际潜水作业中的 复杂工况作业需求。本发明实施例通过科学划定作业现场环境参数和潜水作业 压力-时程参数权重，综合考虑潜水员敏感性、水流速度、水温、底质以及劳动 强度等因素，为潜水作业保障人员现场制定复杂工况条件下空气常规潜水减压 方案提供技术支撑。

获取的潜水复杂工况的因素数据包括但不限于潜水员敏感性、水流速度、 水温、底质以及劳动强度等5种因素，将上述5种因素进行组合，可以获得31 种不同的组合，这些不同的组合构成了潜水过程中复杂的工况。

步骤二、根据接收到的因素数据对水下工作时间进行修正处理。

具体而言，在本发明实施例中，包含一修正系数K＝N/10，其中N为影响因 素的个数。复杂工况的因素数据包括但不限于潜水员敏感性、水流速度、水温、 底质以及劳动强度等5种因素。具体而言，在实际作业中，如考虑选择两种因 素、三种因素和四种因素的情况时，修正系数分别为0.2，0.3，0.4。

具体而言，如潜水员在23m水深处从事打捞作业，劳动强度为重，作业期 间水流速度为0.55m/s，作业处为软泥性质的底质，水温为7.2℃，潜水员10: 20分入水作业，11:46分离开水底进行上升减压，实际水下工作时间为86min， 在本发明实施中的在进行减压方案的选择时，将综合考虑如下的这些潜水复杂 工况中的因素数据，并将获取到的复杂工况中的因素数据：环境参数(水温7.2 ℃、水流速度0.55m/s)、潜水参数(23m、86min)、劳动强度(重度)、底质(软 泥)等参数进行潜水减压修正：

$T^{,}=T·\frac{T}{T-K}·[1+\frac{1+(K-0.1)}{1.5}\underset{1}{\overset{n}{\Sigma }}\mathrm{Xn}]$

式中：T’为修正后的水下工作时间，单位为分钟，

T为实际水下工作时间，单位为分钟，

Xn为因素数据，其中n为因素数据的个数，

修正系数K＝N/10，其中N为影响因素的个数。复杂工况的因素数据 包括但不限于潜水员敏感性、水流速度、水温、底质以及劳动强度等5种因素。

修订公式包含5种因素共31种不同组合的函数，五种因素复杂工况的因 素数据包括但不限于潜水员敏感性、水流速度、水温、底质以及劳动强度等5 种因素，所述的复杂工况空气常规潜水减压修正方法及系统中，综合考虑水下 复杂工况的各种环境参数和潜水员敏感性，通过修正公式对水下作业时间进行 修正，为更加科学、合理的选择减压方案提供技术支撑。

具体而言，在本发明实施例中，此函数包含5种因素的取值为：

因素数据X_n，n＝1～5，X₁为潜水员敏感性，X₂为水流速度，X₃为水温，X₄为底质，X₅为劳动强度，其中

X₁值：当潜水员对减压病敏感取0.26，否则取0；

X₂值：水温＜10℃取0.175，否则取0；

X₃值：水流速度＞0.5m/s取0.16，否则取0；

X₄值：底质为软泥底质取0.136，否则取0；

X₅值：劳动强度为重度取0.20，否则取0。

通过修订公式进行计算，可获取修正后的水下工作时间T’，其中T’取小数 后1位，当第2位不为0时一律进位。

步骤三、根据修正后的水下工作时间和深度数据，搜索查询数据库获取修 正后的减压方案。

具体而言，在本发明实施例中，依据获取的修正后的水下工作时间T’及深 度数据，在预先设置的数据库中进行检索查询以获取修正后的减压方案。

具体而言，在本发明实施例中，将选择24m/145min的修正减压方案，如果 不采用该方案修正，则将选择24m/100min之基本减压方案，而未修正的减压方 案将无法保证减压安全。

进一步的，在本发明实施例中，可包含一显示装置，比如加载于便携式PDA 上，使用直观、方便、亲和力强的交互界面，通过输入环境参数和作业参数等 相关信息可以即时生成减压方案。

此外，在本发明实施例中，复杂工况空气常规潜水减压修正方法及系统中， 适用的潜水方式为60米以浅空气潜水，而依据修正过的水下工作时间和潜水深 度，对海军医学研究所成熟的12-60米空气潜水减压表中的减压方案直接进行引 用，生成安全、可靠的潜水减压方案。

本发明实施例通过科学划定作业现场环境参数和潜水作业压力-时程参数权 重，综合考虑水温、流速、劳动强度、底质以及潜水员敏感性等因素，采用水 下工作时间修正公式，研制成可针对特定作业条件、符合潜水员个体特点、兼 顾作业效率和潜水员生命安全自动生成减压方案的潜水减压方案修正方法及系 统。本发明解决了依靠固定工况减压表存在减压安全性和效率难以兼顾的问题， 可以实时生成科学、合理的潜水作业减压方案。

另外，本发明实施例还提供一种复杂工况空气常规潜水减压修正系统。如 图2所示，为本发明实施例提供的一种复杂工况空气常规潜水减压修正系统示 意图。

一种复杂工况空气常规潜水减压修正系统，包括因素数据获取模块11、修 正模块22以及处理模块33。

因素数据获取模块11，用于接收潜水复杂工况中的因素数据和深度数据。

具体而言，在本发明实施例中，因为既往潜水减压方案(潜水表)一般按 照中等作业强度、硬底质、水流较低的条件制定，无法满足实际潜水作业中的 复杂工况作业需求。本发明实施例通过科学划定作业现场环境参数和潜水作业 压力-时程参数权重，综合考虑潜水员敏感性、水流速度、水温、底质以及劳动 强度等因素，为潜水作业保障人员现场制定复杂工况条件下空气常规潜水减压 方案提供技术支撑。

获取的潜水复杂工况的因素数据包括但不限于潜水员敏感性、水流速度、 水温、底质以及劳动强度等5种因素，将上述5种因素进行组合，可以获得31 种不同的组合，这些不同的组合构成了潜水过程中复杂的工况。

修正模块22，用于根据接收到的因素数据对水下工作时间进行修正处理。

具体而言，在本发明实施例中，包含一修正系数K＝N/10，其中N为影响因 素的个数。复杂工况的因素数据包括但不限于潜水员敏感性、水流速度、水温、 底质以及劳动强度等5种因素。具体而言，在实际作业中，如考虑选择两种因 素、三种因素和四种因素的情况时，修正系数分别为0.2，0.3，0.4。

具体而言，如潜水员在23m水深处从事打捞作业，劳动强度为重，作业期 间水流速度为0.55m/s，作业处为软泥性质的底质，水温为7.2℃，潜水员10: 20分入水作业，11:46分离开水底进行上升减压，实际水下工作时间为86min， 在本发明实施中的在进行减压方案的选择时，将综合考虑如下的这些潜水复杂 工况中的因素数据，并将获取到的复杂工况中的因素数据：环境参数(水温7.2 ℃、水流速度0.55m/s)、潜水参数(23m、86min)、劳动强度(重度)、底质(软 泥)等参数进行潜水减压修正：

$T^{,}=T·\frac{T}{T-K}·[1+\frac{1+(K-0.1)}{1.5}\underset{1}{\overset{n}{\Sigma }}\mathrm{Xn}]$

式中：T’为修正后的水下工作时间，单位为分钟，

T为实际水下工作时间，单位为分钟，

Xn为因素数据，其中n为因素数据的个数，

修正系数K＝N/10，其中N为影响因素的个数。复杂工况的因素数据 包括但不限于潜水员敏感性、水流速度、水温、底质以及劳动强度等5种因素。

修订公式包含为5种因素共31种不同组合的函数，五种因素复杂工况的因 素数据包括但不限于潜水员敏感性、水流速度、水温、底质以及劳动强度等5 种因素，所述的复杂工况空气常规潜水减压修正方法及系统中，综合考虑水下 复杂工况的各种环境参数和潜水员敏感性，通过修正公式对水下作业时间进行 修正，为更加科学、合理的选择减压方案提供基础支持。

具体而言，在本发明实施例中，此函数包含5种因素的取值为：

因素数据X_n，n＝1～5，X₁为潜水员敏感性，X₂为水流速度，X₃为水温，X₄为底质，X₅为劳动强度，其中

X₁值：当潜水员对减压病敏感取0.26，否则取0；

X₂值：水温＜10℃取0.175，否则取0；

X₃值：水流速度＞0.5m/s取0.16，否则取0；

X₄值：底质为软泥底质取0.136，否则取0；

X₅值：劳动强度为重度取0.20，否则取0。

通过修订公式进行计算，可获取修正后的水下工作时间T’，其中T’取小数 后1位，当第2位不为0时一律进位。

处理模块33，用于根据修正后的水下工作时间和深度数据，搜索查询数据 库获取修正后的减压方案。

具体而言，在本发明实施例中，依据获取的修正后的水下工作时间T’及深 度数据，在预先设置的数据库中进行检索查询以获取修正后的减压方案。

具体而言，在本发明实施例中，将选择24m/145min的修正减压方案，如果 不采用该方案修正，则将选择24m/100min之基本减压方案，而未修正的减压方 案将无法保证减压安全。

进一步的，在本发明实施例中，可包含一显示模块44，比如加载于便携式 PDA上，使用直观、方便、亲和力强的交互界面，通过输入环境参数和作业参 数等相关信息可以即时生成减压方案。

此外，在本发明实施例中，复杂工况空气常规潜水减压修正方法及系统中， 适用的潜水方式为60米以浅空气潜水，而依据修正过的水下工作时间和潜水深 度，对海军医学研究所成熟的12-60米空气潜水减压表中的减压方案直接进行引 用，生成安全、可靠的潜水减压方案。

本发明实施例通过科学划定作业现场环境参数和潜水作业压力-时程参数权 重，综合考虑潜水员敏感性、水流速度、水温、底质以及劳动强度等因素，采 用水下工作时间修正公式，研制成可针对特定作业条件、符合潜水员个体特点、 兼顾作业效率和潜水员生命安全自动生成减压方案的潜水减压方案修正方法及 系统。本发明解决了依靠固定工况减压表存在减压安全性和效率难以兼顾的问 题，可以实时生成科学、合理的潜水作业减压方案。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤 是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可 读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中， 也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块 中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的 形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品 销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

综上所述，本文提供了一种复杂工况空气常规潜水减压修正方法及系统， 通过接收潜水复杂工况中的因素数据和深度数据，并根据接收到的因素数据对 水下工作时间进行修正处理，以获取的修正后的水下工作时间及深度数据，在 预先设置的数据库中进行检索查询以获取修正后的减压方案，因综合考虑了复 杂工况中的各种因素数据，故有效解决了依靠固定工况减压表存在减压安全性 和效率难以兼顾的问题，进行实现了实时生成科学、合理的潜水作业减压方案。

以上对本发明所提供的一种复杂工况空气常规潜水减压修正方法及系统进 行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述， 以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方案；同时，对于本领域的一般 技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处， 综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。