CN110750753A - 一种大批量人群进入高海拔地区氧气需求量计算方法 - Google Patents
一种大批量人群进入高海拔地区氧气需求量计算方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种大批量人群进入高海拔地区氧气需求量计算方法,包括基于人员急进高海拔地区初期的急性高原病发病率、每人每天平均吸氧时间、高海拔地区人员吸氧时氧气流量和快速进入高海拔地区的人员数量,计算人员快速进入高海拔地区初期总氧气需求量,以预防或缓解急性高原病症状。基于不同海拔范围内吸氧人员比例,不同海拔范围内每人每天平均吸氧时间、不同海拔范围内人员吸氧时氧气流量和各海拔范围内人员数量,计算人员高海拔地区习服后进行高强度劳动恢复或维持作业能力氧气需求量,以缓解高海拔地区劳动强度增大带来的身体不适,尽快恢复人员作业能力或维持提升作业能力。本发明可为大批量人群进入高海拔地区的氧气需求量提供科学参考。
Description
技术领域
本发明涉及高原特殊环境下人员健康保障领域,尤其涉及一种适用于大批量人群急进高海拔地区急性高原病预防和恢复或维持提升高原特殊环境下高强度作业人员能力的大批量人群进入高海拔地区氧气需求量计算方法。
背景技术
人员快速进入高海拔地区面临的主要问题是高原环境带来的生理、心理的问题,短期暴露在缺氧环境导致的急性高原病及作业能力下降严重制约人员行动。因此,研究如何在高海拔地区降低由于缺氧所致的急性高原病,快速恢复或维持提升人员的作业能力,是高原特殊环境医学研究的重点和难点。
研究表明:吸氧有助于缓解急性高原病的症状,降低其发病率,恢复或维持人员的作业能力。而另一方面,很多高海拔地区氧气补充比较困难,尤其是远离城市的区域,基本上依赖于人员自我携带。但是,对于大批量人群急进高海拔地区,为了维护人员健康,同时也避免给人员行动带来不便,究竟应该携带多少氧气合适,其需求量应该怎样计算才更科学,目前还没有建立起相应的计算方法来解决上述问题。
发明内容
针对目前对于大批量人群急进高海拔地区,为了维护人员健康,同时也避免给人员行动带来不便,究竟应该携带多少氧气合适,其需求量应该怎样计算才更科学,现有技术缺乏相应的计算方法的问题,本发明提供一种大批量人群进入高海拔地区氧气需求量计算方法。
本发明分别以进入高海拔地区旅游人群和高海拔地区建设施工人群为背景,结合高原医学研究取得的成果,通过文献调研、高原现场调研以及现场试验,采集相关数据资料,提出一种氧气需求量计算方法,为大批量人群快速进入高海拔地区缓解急性高原病的症状,恢复或维持人员的作业能力所需的氧气携带量提供科学依据,解决氧气携带少了不够用,携带多了给人员活动带来负担等问题,同时也为人员在高海拔地区科学合理用氧提供参考。
具体地,本发明的大批量人群进入高海拔地区氧气需求量计算方法包括人员快速进入高海拔地区初期氧气需求量计算流程,所述人员快速进入高海拔地区初期氧气需求量计算流程包括以下步骤:
获取人员快速进入高海拔地区初期的急性高原病发病率M、每人每天平均的吸氧时间T和高海拔地区人员吸氧时的氧气流量L;
根据快速进入高海拔地区的人员数量P,结合急性高原病发病率M、吸氧时间T及氧气流量L,计算单日氧气需求量Q;
根据人员在高海拔地区的停留时间D,结合单日氧气需求量Q,计算人员快速进入高海拔地区初期的总氧气需求量Qsum1。
进一步地,所述单日氧气需求量Q的计算过程为:Q=P*M*L*T;
所述总氧气需求量Qsum1的计算过程为:Qsum1=Q*D。
可选地,在根据快速进入高海拔地区的人员数量P,结合急性高原病发病率M、吸氧时间T及氧气流量L,计算单日氧气需求量Q的过程中;
若快速进入高海拔地区的人员数量P为一个人,则急性高原病发病率M的取值为100%;
若快速进入高海拔地区的人员数量P为多人、则急性高原病发病率M为现有文献报道的快速进入高海拔地区初期急性高原病发病率的平均值。
可选地,在根据人员在高海拔地区的停留时间D,结合单日氧气需求量Q,计算人员快速进入高海拔地区初期的总氧气需求量Qsum1的过程中;
若停留时间D不超过7天,则停留时间D的取值为实际停留时间;若停留时间D超过7天,则停留时间D的取值为7。
进一步地,所述大批量人群进入高海拔地区氧气需求量计算方法还包括人员高海拔地区习服后进行高强度劳动恢复或维持作业能力氧气需求量计算流程,所述人员高海拔地区习服后进行高强度劳动恢复或维持作业能力氧气需求量计算流程包括以下步骤:
获取不同海拔范围内的吸氧人员比例Mi,不同海拔范围内每人每天平均的吸氧时间Ti和不同海拔范围内人员吸氧时的氧气流量Li;
根据各海拔范围内的人员数量Pi,结合相应海拔范围内的吸氧人员比例Mi,吸氧时间Ti和氧气流量Li,计算各海拔范围内的每日氧气需求量Qi;
根据各海拔范围内的每日氧气需求量Qi得到每日氧气需求总量Qsum2。
可选地,所述海拔范围包括:表示海拔3000-4000米区域的第一海拔范围、表示海拔4000-4500米区域的第二海拔范围以及表示海拔4500米及其以上区域的第三海拔范围。
进一步地,所述各海拔范围内的每日氧气需求量Qi的计算过程为:
Qi=Pi*Mi*Li*Ti
其中,i=1,2,3;Q1表示第一海拔范围内的每日氧气需求量,Q2表示第二海拔范围内的每日氧气需求量,Q3表示第三海拔范围内的每日氧气需求量。
本发明的技术方案相比于现有技术具有如下有益效果:
目前,针对大批量人群急进高海拔地区,各组织单位都是根据经验自行携带氧气,没有科学计算方法可参考。有的组织单位或个人为减轻负担,所带氧气量往往都很少,有的甚至都不携带,遇到急性高原病反应严重人员时显得束手无策,人员生命健康就会受到严重威胁。本发明在于提供了一种人员快速进入高海拔地区,为了预防急性高原病和恢复或维持人员在高海拔地区的作业能力氧气需求量的计算方法。本发明具有的优点和积极效果如下:
针对单个旅游人员进入高海拔地区初期,尤其是特高海拔地区(4500米以上),按照100%的比例,按照平均每日吸氧时间和氧气流量计算个人每日氧气需求量,再依据自己在高海拔地区停留的天数(一般而言,不超过7天,按实际停留天数计,超过7天就按7天计),就可以计算自己需要携带的氧气总量,解决进入高海拔地域后,自己合理的氧气需求保障问题,尤其是氧气补充困难区域,为自己生命健康提供合理保障。
批量人员进入高海拔地区初期(未习服前),根据急性高原病平均发病率,按照平均每日吸氧时间和氧气流量计算每日总的氧气需求量,再依据人员在高海拔地区停留的天数(一般而言,不超过7天,按实际停留天数计,超过7天就按7天计),可以计算自己需要携带或准备的氧气总量,解决群体人员氧气携带问题,为有急性高原反应人员的健康提供合理保障。
批量人员进驻高海拔地区习服后,参与建设施工人员或者从事重体力活动人员,根据任务分工,有可能所处海拔高度不一样,于是将海拔高度划分为3个范围,每个海拔范围内人数分别是P1、P2、P3(三者之和为P),根据不同海拔范围内吸氧人员比例,按照不同海拔范围平均每日吸氧时间和氧气流量,计算每日总的氧气需求量,然后将三个海拔范围内每日氧气需求量汇总,既可得到需要携带或准备的每日氧气总量。从而解决群体人员每日氧气携带问题,为快速恢复或维持提升高海拔地区人员的作业能力,维护高强度劳动人员高海拔地区健康提供合理保障。
附图说明
图1为本发明实施例提供的大批量人群进入高海拔地区氧气需求量计算方法中的人员快速进入高海拔地区初期氧气需求量计算流程示意图;
图2为本发明实施例提供的大批量人群进入高海拔地区氧气需求量计算方法中的人员快速进入高海拔地区初期氧气需求量计算流程的另一示意图;
图3为本发明实施例提供的大批量人群进入高海拔地区氧气需求量计算方法中的人员高海拔地区习服后进行高强度劳动恢复或维持作业能力氧气需求量计算流程示意图;
图4为本发明实施例提供的大批量人群进入高海拔地区氧气需求量计算方法中的人员高海拔地区习服后进行高强度劳动恢复或维持作业能力氧气需求量计算流程另一示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本实施例提供一种大批量人群进入高海拔地区氧气需求量计算方法,其包括人员快速进入高海拔地区初期氧气需求量计算流程,人员进入高海拔地区初期,主要考虑对高原环境的不适应所导致的急性高原病(AMS)。因此,此阶段吸氧的目的在于预防或缓解AMS症状。如图1所示,所述人员快速进入高海拔地区初期氧气需求量计算流程包括以下步骤:
S101,获取人员快速进入高海拔地区初期的急性高原病发病率M、每人每天平均的吸氧时间T和高海拔地区人员吸氧时的氧气流量L;
S102,根据快速进入高海拔地区的人员数量P,结合急性高原病发病率M、吸氧时间T及氧气流量L,计算单日氧气需求量Q;
S103,根据人员在高海拔地区的停留时间D,结合单日氧气需求量Q,计算人员快速进入高海拔地区初期的总氧气需求量Qsum1。
进一步地,所述单日氧气需求量Q的计算过程为:Q=P*M*L*T;其中,本实施例依据国家军用标准《高原部队人员用氧标准》(GJB8555-2016),将氧气流量L定义为常数,即氧气流量L=2L/min,吸氧时间T以分钟计算。
所述总氧气需求量Qsum1的计算过程为:Qsum1=Q*D;其中,若停留时间D不超过7天,则停留时间D的取值为实际停留时间;若停留时间D超过7天,则停留时间D的取值为7。
具体地,在本实施例中,急性高原病发病率M、氧气流量L、吸氧时间T的获取过程如下:
急性高原病发病率M的获取:通过查阅国内外急进高原AMS发病率文献资料,获取不同情况下急进高原途中AMS的发病率,数据分布主要集中在10%到40%左右,海拔高度主要集中在3000米到4500米。这些文献资料进一步显示,人员急进高原途中,海拔高度在不断变化,进入的季节和方式也不一样,有的地方3000多米,有的地方甚至可以达到5000米以上,而且急进途中都是暂时性的经过,停留时间短;有的在夏季进入,有的在春季甚至冬季;有的是乘汽车进入,有的飞机进入,有的铁路进入。故本实施例综合上述因素后,取现有文献报道数据的均值20%作为AMS总的发病率。若快速进入高海拔地区的人员数量P为一个人,则急性高原病发病率M的取值为100%。
氧气流量L的获取:通过高海拔地区现场试验和依据国家军用标准《高原部队人员用氧标准》(GJB8555-2016),确定人员吸氧时氧气流量L=2L/min。
吸氧时间T的获取:通过调研高海拔地区医疗机构和参与高海拔地区建设施工保障的医疗机构有关人员,通过查阅参与保障的卫生机构的吸氧记录本,吸氧时间分布主要集中在0.5-2小时之间,本实施例取中间数值,确定每人每天平均吸氧时间为1小时。
假定急进高海拔地域人数为100人,则单日氧气需求量Q为:
Q=P*M*L*T
=100x2x1x60x20%
=2400(升)
=2.4(立方)
假定停留时间D超过7天,则总氧气需求量Qsum1为:
Qsum1=Q*D
=2.4x7
=16.8(立方)
具体地,人员快速进入高海拔地区初期氧气需求量计算流程如图2所示。
进一步地,所述大批量人群进入高海拔地区氧气需求量计算方法还包括人员高海拔地区习服后进行高强度劳动恢复或维持作业能力氧气需求量计算流程,进入高海拔一周后绝大部分人员基本已经适应了高海拔缺氧环境,但是高强度劳动仍然会给人员带来身体不适症状,导致作业能力显著降低。因此,该阶段吸氧需求主要是缓解劳动强度增大带来的身体不适,尽快恢复人员作业能力或维持提升作业能力。如图3所示,所述人员高海拔地区习服后进行高强度劳动恢复或维持作业能力氧气需求量计算流程包括以下步骤:
S101,获取不同海拔范围内的吸氧人员比例Mi,不同海拔范围内每人每天平均的吸氧时间Ti和不同海拔范围内人员吸氧时的氧气流量Li;
S102,根据各海拔范围内的人员数量Pi,结合相应海拔范围内的吸氧人员比例Mi,吸氧时间Ti和氧气流量Li,计算各海拔范围内的每日氧气需求量Qi;
S103,根据各海拔范围内每日氧气需求量Qi得每日氧气需求总量Qsum2。
可选地,本实施例根据人员作业范围分布以及相关标准将海拔高度划分为三个范围,包括:表示海拔3000-4000米区域的第一海拔范围、表示海拔4000-4500米区域的第二海拔范围以及表示海拔4500米及其以上区域的第三海拔范围。所述各海拔范围内的每日氧气需求量Qi的计算过程为:
Qi=Pi*Mi*Li*Ti
其中,i=1,2,3;Q1表示第一海拔范围内的每日氧气需求量,Q2表示第二海拔范围内的每日氧气需求量,Q3表示第三海拔范围内的每日氧气需求量,Pi表示某一海拔高度范围内的每天从事工作人数,Li表示某一海拔高度范围内的氧气流量,其值依据国家军用标准《高原部队人员用氧标准》(GJB8555-2016),被定义为常数,即氧气流量Li=2L/min,Mi表示某一海拔高度范围内的需要吸氧人员的比例,Ti表示某一海拔高度范围内的人员每日平均吸氧时间,以分钟计算。
具体地,在本实施例中,上述不同海拔范围内的吸氧人员比例Mi,不同海拔范围内每人每天平均的吸氧时间Ti和不同海拔范围内人员吸氧时的氧气流量Li的获取过程如下:
吸氧人员比例Mi的获取:采用统计学方法,分别以文献调研获取的不同海拔范围内进行高强度作业时需吸氧人员数量为基础,分析汇总,计算不同海拔区域内、不同作业情况下需吸氧人员的比例,以这些数据的均值作为该海拔范围内总体需要吸氧人员的比例Mi。3000-4000米区域吸氧人员比例主要分布范围为10%到30%,取这些数据的均值20%作为该海拔范围内总需要吸氧人员的比例,即M1=20%;4000-4500米区域吸氧人员比例主要分布范围为15%到50%,取这些数据的均值30%作为该海拔范围内总需要吸氧人员的比例,即M2=30%;4500米及其以上区域吸氧人员比例主要分布范围为30%到60%,取这些数据的均值45%作为该海拔范围内总需要吸氧人员的比例,即M3=45%。
吸氧时间Ti的获取:通过高原现场调研有关施工单位和查阅相关卫生机构保障记录文书,确定不同海拔高度范围高强度劳动人员平均每天吸氧时间分别按0.5、1、2小时计,即处于3000-4000m(不含4000m)区域范围内的人员每天平均吸氧0.5小时(T1=0.5);处于4000-4500m(不含4500m)区域范围内的人员每天平均吸氧1小时(T2=1);处于4500m及其以上区域范围内的人员每天平均吸氧2小时(T3=2)。
氧气流量Li的获取:依据高海拔地区现场试验和依据国家军用标准《高原部队人员用氧标准》(GJB8555-2016),将人员吸氧时氧气流量定义为一常量,也即Li=2L/min。
依据分布在不同海拔范围内的参与任务的总人数,计算每日总的氧气需求量时,如果参与任务人员都处于某一海拔高度范围内,则其它另外两个范围内人数Pi即为0。假定三个海拔范围内人数分别为150(P1)、100(P2)、50(P3)人,计算每天氧气的总需求量Qsum2为:
具体地,本实施例中高海拔地区习服后氧气需求量计算流程如图4所示。
目前,针对大批量人群急进高海拔地区,各组织单位都是根据经验自行携带氧气,没有科学计算方法可参考。有的组织单位或个人为减轻负担,所带氧气量往往都很少,有的甚至都不携带,遇到急性高原病反应严重人员时显得束手无策,人员生命健康就会受到严重威胁。本实施例在于提供了一种人员快速进入高海拔地区,为了预防急性高原病和恢复或维持人员在高海拔地区的作业能力氧气需求量的计算方法。其具有的优点和积极效果如下:
针对单个旅游人员进入高海拔地区初期,尤其是特高海拔地区(4500米以上),按照100%的比例,按照平均每日吸氧时间和氧气流量计算个人每日氧气需求量,再依据自己在高海拔地区停留的天数(一般而言,不超过7天,按实际停留天数计,超过7天就按7天计),就可以计算自己需要携带的氧气总量,解决进入高海拔地域后,自己合理的氧气需求保障问题,尤其是氧气补充困难区域,为自己生命健康提供合理保障。
批量人员进入高海拔地区初期(未习服前),根据急性高原病平均发病率,按照平均每日吸氧时间和氧气流量计算每日总的氧气需求量,再依据人员在高海拔地区停留的天数(一般而言,不超过7天,按实际停留天数计,超过7天就按7天计),可以计算自己需要携带或准备的氧气总量,解决群体人员氧气携带问题,为有急性高原反应人员的健康提供合理保障。
批量人员进驻高海拔地区习服后,参与建设施工人员或者从事重体力活动人员,根据任务分工,有可能所处海拔高度不一样,于是将海拔高度划分为3个范围,每个海拔范围内人数分别是P1、P2、P3(三者之和为P),根据不同海拔范围内吸氧人员比例,按照不同海拔范围平均每日吸氧时间和氧气流量,计算每日总的氧气需求量,然后将三个海拔范围内每日氧气需求量汇总,既可得到需要携带或准备的每日氧气总量。从而解决群体人员每日氧气携带问题,为快速恢复或维持提升高海拔地区人员的作业能力,维护高强度劳动人员高海拔地区健康提供合理保障。
此外,需要说明的是,本发明在具体实施中,急性高原病发病率(不同海拔范围吸氧人员比例)可以根据实际情况在一定范围内进行适当调整。比如:如果在进入高海拔地区前,预防措施充足,急性高原病发病率相对低一些,反之相对就要高一些;高海拔习服后,如果医疗保障措施合理,工作强度安排科学,吸氧人员比例也相对低一些,反之就要高一些。
还需要说明的是,本领域技术人员应明白,本实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此,本实施例可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现本实施例流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上,使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
而且在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本发明优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域技术人员来说,一旦得知了本发明的基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改,也即凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种大批量人群进入高海拔地区氧气需求量计算方法,其特征在于,所述方法包括人员快速进入高海拔地区初期氧气需求量计算流程,所述人员快速进入高海拔地区初期氧气需求量计算流程包括以下步骤:
获取人员快速进入高海拔地区初期的急性高原病发病率M、每人每天平均的吸氧时间T和高海拔地区人员吸氧时的氧气流量L;
根据快速进入高海拔地区的人员数量P,结合急性高原病发病率M、吸氧时间T及氧气流量L,计算单日氧气需求量Q;
根据人员在高海拔地区的停留时间D,结合单日氧气需求量Q,计算人员快速进入高海拔地区初期的总氧气需求量Qsum1。
2.如权利要求1所述的大批量人群进入高海拔地区氧气需求量计算方法,其特征在于,所述单日氧气需求量Q的计算过程为:Q=P*M*L*T;
所述总氧气需求量Qsum1的计算过程为:Qsum1=Q*D。
3.如权利要求1所述的大批量人群进入高海拔地区氧气需求量计算方法,其特征在于,在根据快速进入高海拔地区的人员数量P,结合急性高原病发病率M、吸氧时间T及氧气流量L,计算单日氧气需求量Q的过程中;
若快速进入高海拔地区的人员数量P为一个人,则急性高原病发病率M的取值为100%;
若快速进入高海拔地区的人员数量P为多人、则急性高原病发病率M为现有文献报道的快速进入高海拔地区初期急性高原病发病率的平均值。
4.如权利要求1所述的大批量人群进入高海拔地区氧气需求量计算方法,其特征在于,在根据人员在高海拔地区的停留时间D,结合单日氧气需求量Q,计算人员快速进入高海拔地区初期的总氧气需求量Qsum1的过程中;
若停留时间D不超过7天,则停留时间D的取值为实际停留时间;若停留时间D超过7天,则停留时间D的取值为7。
5.如权利要求1-4任一项所述的大批量人群进入高海拔地区氧气需求量计算方法,其特征在于,所述大批量人群进入高海拔地区氧气需求量计算方法还包括人员高海拔地区习服后进行高强度劳动恢复或维持作业能力氧气需求量计算流程,所述人员高海拔地区习服后进行高强度劳动恢复或维持作业能力氧气需求量计算流程包括以下步骤:
获取不同海拔范围内的吸氧人员比例Mi,不同海拔范围内每人每天平均的吸氧时间Ti和不同海拔范围内人员吸氧时的氧气流量Li;
根据各海拔范围内的人员数量Pi,结合相应海拔范围内的吸氧人员比例Mi,吸氧时间Ti和氧气流量Li,计算各海拔范围内的每日氧气需求量Qi;
根据各海拔范围内的每日氧气需求量Qi得到每日氧气需求总量Qsum2。
6.如权利要求5所述的大批量人群进入高海拔地区氧气需求量计算方法,其特征在于,所述海拔范围包括:表示海拔3000-4000米区域的第一海拔范围、表示海拔4000-4500米区域的第二海拔范围以及表示海拔4500米及其以上区域的第三海拔范围。
7.如权利要求6所述的大批量人群进入高海拔地区氧气需求量计算方法,其特征在于,所述各海拔范围内的每日氧气需求量Qi的计算过程为:
Qi=Pi*Mi*Li*Ti
其中,i=1,2,3;Q1表示第一海拔范围内的每日氧气需求量,Q2表示第二海拔范围内的每日氧气需求量,Q3表示第三海拔范围内的每日氧气需求量。
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