亚饱和潜水减压方法及减压系统技术方案

一种亚饱和潜水减压方法及减压系统，亚饱和潜水减压方法包括：获取加压过程中各个加压停留站的加压环境参数；确定减压开始时的初始参数；计算第一停留站深度压力；迭代地获取当前停留站结束时，人体各类理论组织中的惰性气体分压，并选取其中惰性气体分压值最大的人体理论组织，作为本次迭代计算中使用的领先组织；迭代地计算下一停留站开始时领先组织内惰性气体分压；迭代地计算出当前停留站的允许停留时间；按照各个停留站的深度压力及其允许停留时间进行减压。本发明专利技术技术方案能够自动生成并灵活地调整适配实际情况的亚饱和减压方案。

【技术实现步骤摘要】
亚饱和潜水减压方法及减压系统
本专利技术涉及潜水减压
，尤其涉及一种亚饱和潜水减压方法及减压系统。
技术介绍
潜水员在潜水作业结束后返回水面时，为了安全排出身体组织内溶解的过多的惰性气体，必须在上升途中在某些特定深度作短暂停留，以保证惰性气体更安全地从体内组织中排出，这一过程称为潜水加压，停留的深度位置称为减压停留站(或减压站)。指导潜水员进行安全减压需要使用潜水减压方案，也称为潜水减压表，根据减压开始的深度以及水下暴露时间，减压方案可以给出在哪些深度进行减压停留，在每个减压站停留的时长等信息。饱和潜水减压、水面减压及高压氧舱减压需要在潜水加压舱内进行。潜水加压舱通常位于潜水作业船的甲板上，是一个密闭的耐压金属舱室，舱内充满高压呼吸气体，用以模拟水下压力环境，供潜水员在舱内进行减压。使用潜水加压舱进行减压的过程为：潜水员始终位于加压舱内，舱外操作人员通过操作加压舱环境控制系统中的减压阀，使舱内压力下降至减压方案要求的减压站深度，并在每个减压站做一定时长的停留，直至舱内压力逐步减至常压后，潜水员安全出舱。饱和潜水减压的特点是，在减压开始时，潜水员已经在工作深度下暴露了相当长的时间，环境内的惰性气体通过呼吸作用已经在人体所有组织内达到了饱和，因此需要花费很长的时间缓慢减压，以保证惰性气体从所有组织内安全脱饱和。在一次饱和潜水加压期间，如果在达到饱和工作深度之前就因设备故障、潜水员生理状况恶化等紧急情况而需要中断潜水任务，则需要使用亚饱和应急减压方案进行安全有效的减压。亚饱和应急减压比正常饱和减压所需的时间短，可减少潜水员在高压下暴露的时间，使其尽快减压出舱，降低危险性。与饱和潜水减压类似，亚饱和应急减压遵循的减压方案也是一张减压停留站深度与停留时间一一对应的减压表，区别在于，由于惰性气体在潜水员体内未达到饱和，因此目前各国针对此类应急情况给出的解决方案普遍是套用氦氧常规潜水的减压方案。该类常规潜水减压方案有使用深度和最长暴露时间限制，通常要求开始减压的深度低于120米，从加压开始总体暴露时间不长于60秒。但是，饱和潜水在特定应用中具有很高的机动性和不确定性，并不能完全保证按照既定程序执行。因意外情况而启动亚饱和应急减压时，有可能减压深度和总暴露时间已超过了氦氧常规潜水减压方案的适用范围，目前此类应用场景面临的是无适配的减压方案可用，需要新的应急减压方案计算方法来填补技术空白。此外，即便是氦氧常规潜水减压表适用范围内的应急减压，减压过程中也可能会因某些不可控因素导致某些环境参数发生既定程序之外的偏离，或减压中途有加快或放缓减压进程的需要，则无法继续使用现有的固定减压表进行减压，降低了减压效率，有悖于应急减压对减压效率的需求。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是如何实现亚饱和减压过程的灵活性和操作便捷性。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种亚饱和潜水减压方法，亚饱和潜水减压方法包括：获取加压过程中各个加压停留站的加压环境参数；根据所述加压环境参数计算各个加压停留站停留结束时人体各类理论组织内惰性气体分压，选取组织内惰性气体分压值最大的人体理论组织作为减压开始时的领先组织，将最后一个加压停留站的加压环境参数和领先组织内的惰性气体分压作为减压开始时的初始参数，所述初始参数包括初始减压深度压力、初始环境氧分压、初始环境内惰性气体分压以及领先组织内的初始惰性气体分压；根据所述减压开始时的领先组织内的初始惰性气体分压与第一停留站深度压力的差值不超过减压开始时的领先组织内的初始惰性气体分压对应的过饱和安全压差的关系，计算第一停留站深度压力；迭代地获取当前停留站结束时，人体各类理论组织中的惰性气体分压，并选取其中惰性气体分压值最大的人体理论组织，作为本次迭代计算中使用的领先组织；迭代地获取当前停留站深度压力以及按照预设减压站间距减压后的下一停留站深度压力，并根据下一停留站开始时领先组织内惰性气体分压与下一停留站深度压力的差值不超过下一停留站开始时领先组织内惰性气体分压对应的过饱和安全压差的关系，计算所述下一停留站开始时领先组织内惰性气体分压；迭代地获取当前停留站开始时的当前环境氧分压、当前停留站深度压力，利用所述下一停留站开始时领先组织内惰性气体分压等于当前停留站结束时领先组织内惰性气体分压这一关系，获取当前停留站结束时领先组织内惰性气体分压，以及利用当前停留站开始时领先组织内惰性气体分压等于前一停留站结束时该组织内惰性气体分压这一关系，迭代获取当前停留站开始时领先组织内惰性气体分压，并利用所述当前停留站开始时环境内惰性气体分压、当前停留站结束时领先组织内惰性气体分压以及当前停留站开始时领先组织内惰性气体分压，计算出当前停留站的允许停留时间；按照各个停留站的深度压力及其允许停留时间进行减压。可选的，所述亚饱和潜水减压方法还包括：获取所述当前停留站的实际停留时间；迭代地根据所述实际停留时间、所述当前停留站开始时环境内惰性气体分压以及当前停留站开始时领先组织内惰性气体分压计算出当前停留站结束时领先组织内实际惰性气体分压，并将所述当前停留站结束时领先组织内实际惰性气体分压作为下一停留站开始时领先组织内实际惰性气体分压；继续迭代地计算下一停留站的允许停留时间。可选的，采用以下公式确定加压过程中人体各类理论组织内的惰性气体分压：其中，cQe(i,j)表示在第i个加压停留站结束时第j种理论组织内惰性气体分压，cQs(i,j)表示在第i个加压停留站开始时的第j种理论组织内的惰性气体分压，ct(i)表示第i个加压停留站的允许停留时间，Ht(j)表示第j种理论组织半包和时间，cP(i)表示第i个加压停留站的环境内惰性气体分压。可选的，采用以下公式确定当前减压停留站结束时，人体各类理论组织内的惰性气体分压：其中，Qe(i,j)表示在第i个减压停留站结束时第j种理论组织内惰性气体分压，Qs(i,j)表示在第i个减压停留站开始时的第j种理论组织内的惰性气体分压，T(i)表示第i个减压停留站的实际停留时间，P(i)表示第i个减压停留站的环境内惰性气体分压。可选的，采用以下公式确定减压阶段下一停留站减压开始时领先组织内惰性气体分压：QS(i+1)-D(i+1)＝PSS0×(QS(i+1)/(D0+PSS0))1/3，其中，QS(i+1)表示所述下一停留站i+1减压开始时领先组织内惰性气体分压，D(i+1)表示所述下一停留站i+1深度压力，PSS0表示预设的出水过饱和安全压差，D0表示出水时的外界环境大气压。可选的，采用以下公式计算所述当前停留站的允许停留时间：其中，t(i)表示当前停留站i的允许停留时间，Ht为半饱和时间，QS(i)表示当前停留站i减压开始时领先组织内惰性气体分压，Qe(i)表示当前停留站i结束时领先组织内惰性气体分压，P(i)表示所述当前环境内惰性气体分压。可选的，所述按照各个停留站及其停留时间指示减压包括：输出减压表，所述减压表包括各个停留站及其停留时间，所述减压表用于指示减压；或者，按照当前停留站及其停留时间发送减压指令，所述减压指令指示将所述潜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种亚饱和潜水减压方法，其特征在于，包括：/n获取加压过程中各个加压停留站的加压环境参数；/n根据所述加压环境参数计算各个加压停留站停留结束时人体各类理论组织内惰性气体分压，选取组织内惰性气体分压值最大的人体理论组织作为减压开始时的领先组织，将最后一个加压停留站的加压环境参数和领先组织内的惰性气体分压作为减压开始时的初始参数，所述初始参数包括初始减压深度压力、初始环境氧分压、初始环境内惰性气体分压以及领先组织内的初始惰性气体分压；/n根据所述减压开始时的领先组织内的初始惰性气体分压与第一停留站深度压力的差值不超过减压开始时的领先组织内的初始惰性气体分压对应的过饱和安全压差的关系，计算第一停留站深度压力；/n迭代地获取当前停留站结束时，人体各类理论组织中的惰性气体分压，并选取其中惰性气体分压值最大的人体理论组织，作为本次迭代计算中使用的领先组织；/n迭代地获取当前停留站深度压力以及按照预设减压站间距减压后的下一停留站深度压力，并根据下一停留站开始时领先组织内惰性气体分压与下一停留站深度压力的差值不超过下一停留站开始时领先组织内惰性气体分压对应的过饱和安全压差的关系，计算所述下一停留站开始时领先组织内惰性气体分压；/n迭代地获取当前停留站开始时的当前环境氧分压、当前停留站深度压力，利用所述下一停留站开始时领先组织内惰性气体分压等于当前停留站结束时领先组织内惰性气体分压这一关系，获取当前停留站结束时领先组织内惰性气体分压，以及利用当前停留站开始时领先组织内惰性气体分压等于前一停留站结束时该组织内惰性气体分压这一关系，迭代获取当前停留站开始时领先组织内惰性气体分压，并利用所述当前停留站开始时环境内惰性气体分压、当前停留站结束时领先组织内惰性气体分压以及当前停留站开始时领先组织内惰性气体分压，计算出当前停留站的允许停留时间；/n按照各个停留站的深度压力及其允许停留时间进行减压。/n...

【技术特征摘要】
1.一种亚饱和潜水减压方法，其特征在于，包括：
获取加压过程中各个加压停留站的加压环境参数；
根据所述加压环境参数计算各个加压停留站停留结束时人体各类理论组织内惰性气体分压，选取组织内惰性气体分压值最大的人体理论组织作为减压开始时的领先组织，将最后一个加压停留站的加压环境参数和领先组织内的惰性气体分压作为减压开始时的初始参数，所述初始参数包括初始减压深度压力、初始环境氧分压、初始环境内惰性气体分压以及领先组织内的初始惰性气体分压；
根据所述减压开始时的领先组织内的初始惰性气体分压与第一停留站深度压力的差值不超过减压开始时的领先组织内的初始惰性气体分压对应的过饱和安全压差的关系，计算第一停留站深度压力；
迭代地获取当前停留站结束时，人体各类理论组织中的惰性气体分压，并选取其中惰性气体分压值最大的人体理论组织，作为本次迭代计算中使用的领先组织；
迭代地获取当前停留站深度压力以及按照预设减压站间距减压后的下一停留站深度压力，并根据下一停留站开始时领先组织内惰性气体分压与下一停留站深度压力的差值不超过下一停留站开始时领先组织内惰性气体分压对应的过饱和安全压差的关系，计算所述下一停留站开始时领先组织内惰性气体分压；
迭代地获取当前停留站开始时的当前环境氧分压、当前停留站深度压力，利用所述下一停留站开始时领先组织内惰性气体分压等于当前停留站结束时领先组织内惰性气体分压这一关系，获取当前停留站结束时领先组织内惰性气体分压，以及利用当前停留站开始时领先组织内惰性气体分压等于前一停留站结束时该组织内惰性气体分压这一关系，迭代获取当前停留站开始时领先组织内惰性气体分压，并利用所述当前停留站开始时环境内惰性气体分压、当前停留站结束时领先组织内惰性气体分压以及当前停留站开始时领先组织内惰性气体分压，计算出当前停留站的允许停留时间；
按照各个停留站的深度压力及其允许停留时间进行减压。


2.根据权利要求1所述的亚饱和潜水减压方法，其特征在于，还包括：
获取所述当前停留站的实际停留时间；
迭代地根据所述实际停留时间、所述当前停留站开始时环境内惰性气体分压以及当前停留站开始时领先组织内惰性气体分压计算出当前停留站结束时领先组织内实际惰性气体分压，并将所述当前停留站结束时领先组织内实际惰性气体分压作为下一停留站开始时领先组织内实际惰性气体分压；
继续迭代地计算下一停留站的允许停留时间。


3.根据权利要求1所述的亚饱和潜水减压方法，其特征在于，采用以下公式确定加压过程中人体各类理论组织内的惰性气体分压：其中，cQe(i,j)表示在第i个加压停留站结束时第j种理论组织内惰性气体分压，cQs(i,j)表示在第i个加压停留站开始时的第j种理论组织内的惰性气体分压，ct(i)表示第i个加压停留站的允许停留时间，Ht(j)表示第j种理论组织半包和时间，cP(i)表示第i个加压停留站的环境内惰性气体分压。


4.根据权利要求1所述的亚饱和潜水减压方法，其特征在于，采用以下公式确定当前减压停留站结束时，人体各类理论组织内的惰性气体分压：其中，Qe(i,j)表示在第i个减压停留站结束时第j种理论组织内惰性气体分压，Qs(i,j)表示在第i个减压停留站开始时的第j种理论组织内的惰性气体分压，T(i)表示第i个减压停留站的实际停留时间，P(i)表示第i个减压停留站的环境内惰性气体分压。


5.根据权利要求1所述的亚饱和潜水减压方法，其特征在于，采用以下公式确定减压阶段下一停留站减压开始时领先组织内惰性气体分压：QS(i+1)-D(i+1)＝PSS0×(QS(i+1)/(D0+PSS0))1/3，其中，QS(i+1)表示所述下一停留站i+1减压开始时领先组织内惰性气体分压，D(i+1)表示所述下一停留站i+1深度压力，PSS0表示预设的出水过饱和安全压差，D0表示出水时的外界环境大气压。


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【专利技术属性】
技术研发人员：闫硕，陈锐勇，陈杰，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军特色医学中心，
类型：发明
国别省市：上海;31