CN113002736B

CN113002736B - 亚饱和潜水减压方法及减压系统

Info

Publication number: CN113002736B
Application number: CN202110271882.5A
Authority: CN
Inventors: 闫硕; 陈锐勇; 陈杰
Original assignee: Chinese Peoples Liberation Army Naval Characteristic Medical Center
Current assignee: Chinese Peoples Liberation Army Naval Characteristic Medical Center
Priority date: 2021-03-12
Filing date: 2021-03-12
Publication date: 2022-06-10
Anticipated expiration: 2041-03-12
Also published as: CN113002736A

Abstract

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。

Description

亚饱和潜水减压方法及减压系统

技术领域

本发明涉及潜水减压技术领域，尤其涉及一种亚饱和潜水减压方法及减压系统。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明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，cQ_e(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，cQ_s(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，Q_e(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，Q_s(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：Q_S(i+1)-D(i+1)＝P_SS0×(Q_S(i+1)/(D₀+P_SS0))^1/3，其中，Q_S(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，P_SS0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，Q_S(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，Q_e(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水加压舱内的压力减小至所述当前停留站深度压力，并指示在所述当前停留站深度压力下停留所述停留时间。

可选的，所述亚饱和潜水减压方法还包括：每次迭代完成后，判断所述当前停留站结束时领先组织内的惰性气体分压是否达到预设过的出水饱和安全压差；如果是，则将所述当前停留站作为减压表中最后停留站，在该停留站停留时间结束时发送减压结束指令。

为解决上述技术问题，本发明实施例还公开了一种亚饱和潜水减压装置，亚饱和潜水减压装置包括：加压参数获取模块，用于获取加压过程中各个加压停留站的加压环境参数，所述加压环境参数包括停留站深度压力、停留时间以及环境内惰性气体分压；减压初始参数计算模块，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的惰性气体分压，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；第一停留站深度压力计算模块，用于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；领先组织选取模块，用于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最大的一类组织，作为本次迭代计算中使用的领先组织。第一迭代模块，用于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；第二迭代模块，用于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；减压模块，用于按照各个停留站的深度压力及其允许停留时间进行减压。

本发明实施例还公开了一种亚饱和潜水减压系统，亚饱和潜水减压系统包括：氧传感器，用于采集潜水加压舱内的环境氧分压；压力传感器，用于采集所述潜水加压舱内的压力；减压阀，用于对所述潜水加压舱内的压力进行减压；处理器；存储器，存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时执行所述亚饱和潜水减压方法的步骤。

本发明实施例还公开了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行所述亚饱和潜水减压方法的步骤。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

本发明技术方案可以在应急减压开始前根据本次减压特定的初始参数计算出完整的应急减压方案。也就是说，在减压开始前根据加压结束后的加压环境参数计算出亚饱和减压方案所需的参数，能够根据每一次亚饱和潜水应急减压开始时面临的具体情况，有针对性地计算出兼具安全性和减压效率的亚饱和应急减压方案，其适用范围不受减压起始深度和总暴露时间的限制，实现亚饱和减压过程的灵活性和操作便捷性。

进一步地，本发明技术方案还能够根据减压站实际停留时间计算减压过程中所需的减压参数，也即能够在应急过程中通过实时获取环境参数的变化，灵活地调整后续的减压方案以适配实际情况的变化，进一步实现了减压的灵活性。

附图说明

图1是本发明实施例一种亚饱和潜水减压方法的流程图；

图2是本发明实施例一种亚饱和潜水减压方法的具体流程图；

图3是本发明实施例一种亚饱和潜水减压系统的结构示意图；

图4是本发明实施例一种亚饱和潜水减压装置的结构示意图。

具体实施方式

如背景技术中所述，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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图1是本发明实施例一种亚饱和潜水减压方法的流程图。

本发明实施例的亚饱和潜水减压方法可以由终端设备执行，终端设备可以是手机、计算机、平板电脑等各种适当的设备。

具体地，所述方法可以包括以下步骤：

步骤S101：获取加压过程中各个加压停留站的加压环境参数。其中，所述加压环境参数包括停留站深度压力、停留时间以及环境内惰性气体分压；

步骤S102：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；

步骤S103：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；

步骤S104：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；

步骤S105：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；

步骤S106：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；

步骤S107：按照各个停留站的深度压力及其允许停留时间进行减压。

需要指出的是，本实施例中各个步骤的序号并不代表对各个步骤的执行顺序的限定。

本实施例中，从外界所获得的参数可以称为第一类参数，如深度压力、环境氧分压、实际停留时间；计算过程中产生的中间参数，可以称为第二类参数，如人体组织内惰性气体分压；计算得到并输出用于减压过程控制的参数可以称为第三类参数，如第一停留站深度压力、每一停留站对应的允许停留时间。

本发明实施例的亚饱和潜水应急减压方法整体上包括加压过程中的惰性气体饱和状态计算、第一停留站深度压力的计算和针对每个应急减压停留站求解安全停留时间的迭代计算。

在步骤S101和步骤S102的具体实施中，在潜水加压阶段，通过人工记录或传感器设备采集获取加压过程中的第一类参数，具体可以包括：加压过程中所有的停留站深度压力cD(1)、cD(2)……cD(n)、每个停留站深度对应的停留时间ct(1)、ct(2)……ct(n)、每个停留站深度压力下停留时环境内的惰性气体分压cP(i)。

当获得第i个加压停留站结束时的各类理论组织内惰性气体分压cQe(i)后，将其作为第i+1个加压停留站开始时的各类理论组织内惰性气体分压cQs(i+1)，即可继续得到cQe(i+1)。通过迭代计算，可获得加压最终停止中断时的各类理论组织内惰性气体分压cQe(n)。

计算减压过程所需的参数时，仅需要考虑惰性气体溶解最多的人体理论组织。对比各类理论组织在加压终止时的惰性气体分压cQe(n)，选出其中最大的一个，即惰性气体饱和程度最高的那个，作为领先组织，作为下一步计算减压时第一停留站的依据。其中，潜水减压开始时，首站减压可以一次性跨越一个较大的压力梯度，减压到一个较小的深度压力，即第一停留站深度压力。

在本发明一个具体实施例中，可以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：

具体地，惰性气体从人体的各类组织内溢出的速度不尽相同，半饱和时间意味着惰性气体从该类组织内脱出时，组织内分压降至初始状态一半所需要的时间，单位为分钟。在减压理论研究中，通常把人体内组织按半饱和时间的长短抽象地分为若干类，半饱和时间从30分钟到450分钟不等。在潜水加压过程的计算中，需要关注惰性气体在每一类组织中的饱和状况，通常选择Ht为30到450分钟范围内等间隔的一组取值。

在步骤S103的具体实施中，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。

在一个非限制性的实施例中，

Q_S-D(1)＝P_SS0×(Q_S/(D₀+P_SS0))^1/3， (2)

其中，Q_S表示减压开始时的领先组织内的初始惰性气体分压，D₀表示出水时的外界环境大气压，P_SS0表示预设的出水过饱和安全压差，D(1)表示第一停留站深度压力。

已知减压开始时的领先组织内的初始惰性气体分压Qs，预设的出水过饱和安全压差P_SS0，出水时的外界环境大气压D₀，那么利用公式(2)可以计算得到第一停留站深度压力D(1)。

需要说明的是，预设的出水过饱和安全压差P_SS0是指减压结束时，可直接从当前深度减压至常压时，所允许的领先组织内惰性气体分压与减压后环境压的最大安全压力梯度，即出水时的过饱和安全压差。对于不同类型的饱和潜水，其值可以为不同的经验值，如氦氧饱和潜水，P_SS0通常取值0.4ata，本发明实施例对此不作限制。

由于每个人体理论组织内的惰性气体分压值在不同时刻都有可能成为最大值，领先组织是变动的、实时更新的，因此在步骤S104的具体实施中，在每一停留站结束时，需要重新确定领先组织及其惰性气体分压值。

与饱和潜水减压中采用人体最慢理论组织(也即半饱和时间最长的理论组织)相比，人体理论组织内的惰性气体分压值在不同时刻都有可能成为最大值，故而本发明实施例在每次迭代之前需要重新计算所有人体理论组织内的惰性气体分压，并比较选出新的领先组织，再进行下一次迭代。

在本发明一个具体实施例中，可以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：

在步骤S105和步骤S106的具体实施中，能够迭代地计算各个停留站的允许停留时间。其中，每一停留站深度压力是在第一停留站深度压力的基础上按照预设减压站间距计算得到的。

具体地，对于第i个停留站，可以获取第一类参数，也即当前停留站深度压力D(i)、当前环境氧分压Po2。根据下一停留站开始时领先组织内惰性气体分压Q_S(i+1)与下一停留站深度压力D(i+1)与的差值不超过Q_S(i+1)对应的过饱和安全压差的关系，计算第二类参数，也即下一停留站开始时领先组织内惰性气体分压Q_S(i+1)。其中，对于第i+1个停留站，该停留站开始时领先组织内的惰性气体分压Qs(i+1)与该减压停留站的深度D(i+1)之间的差值，等于当前状态下的过饱和安全压差ΔP(i+1)；对于第i个停留站，该减压停留站结束时领先组织内的惰性气体分压Qe(i)即等于下一停留站开始时领先组织内的惰性气体分压Qs(i+1)。

可以理解的是，本发明实施例所称下一停留站开始时领先组织内的惰性气体分压Qs(i+1)是通过计算公式计算出来的，其是一个期望值，可以称为下一停留站开始时领先组织内的期望惰性气体分压。对于下一停留站开始时领先组织内的实际惰性气体分压QS(i+1)，其可以是当前停留站结束时领先组织内的实际惰性气体分压QE(i)，QE(i)可以是通过当前停留站的实际停留时间T(i)计算得到的。

利用第i个停留站开始时环境内惰性气体分压Qs(i)、第i个停留站结束时领先组织内惰性气体分压Qs(i+1)以及第i个停留站开始时环境内惰性气体分压，计算出第i个停留站需要停留的时间，也即允许停留时间t(i)，该值为指导减压操作需要的指令参数，也即第三类参数。

在一个非限制性的实施例中，采用以下公式确定下一停留站开始时领先组织内惰性气体分压：

Q_S(i+1)-D(i+1)＝P_SS0×(Q_S(i+1)/(D₀+P_SS0))^1/3， (4)

其中，Q_S(i+1)表示所述下一停留站i+1开始时人体最慢理论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，P_SS0表示预设的出水过饱和安全压差，D₀表示出水时的环境压，即外界环境大气压。

在一个非限制性的实施例中，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的停留时间，Ht为领先组织的半饱和时间(由于领先组织是迭代更新的，因此此处的领先组织为本次迭代计算时所采用的领先组织)，Q_S(i)表示当前停留站i开始时领先组织内惰性气体分压，Q_e(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。

可以通过重复上述迭代过程计算得到各个停留站深度压力及其对应的允许停留时间，并据此进行减压。具体地，迭代结束的条件可以是领先组织内惰性气体分压达到预设出水饱和安全压差。

在一个具体的实施例中，可以在减压开始前计算完整减压方案，也即可以输出一个完整的减压表，并利用该减压表进行减压。

在另一个具体的实施例中，可以实时获取减压过程中的环境参数的变化，灵活地调整计算后续的减压方案以适配实际情况的变化。

本实施例中，可以在每一停留站减压完成后，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。

具体实施中，在当前停留站结束后，通过获取到的实际停留时间T(i)，代入公式(4)，可得到本减压站停留结束时领先组织内的惰性气体分压实际值QE(i)，其值也相当于下一停留站开始时的惰性气体分压实际值QS(i+1)。

通过在每站结束时将QE(i)替换为QS(i+1)，即可循环计算整个减压过程中的每一减压停留站对应的停留时间。

具体请参照图2，所述减压方法可以包括以下步骤：

步骤S201：获取第一类参数Cd(1)、…Cd(n)，Ct(1)、…Ct(n)，也即各个加压停留站深度压力及其停留时间。具体可以通过人工记录或传感器设备采集的方式获取。

步骤S203：计算所有人体理论组织内的惰性气体分压cQe(i,j)，也即在第i个加压停留站结束时的第j种理论组织内的惰性气体分压。具体可以利用公式(1)以及上述第一类参数确定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。

步骤S204：选取领先组织Max(cQe(n,j))，也即领先组织为在第n个加压停留站(最终加压停留站)结束时惰性气体分压值最大的人体理论组织。

步骤S205：获取第一类参数D0、P o2，也即初始减压深度压力以及初始环境内惰性气体分压。

步骤S206：计算第一停留站深度压力。具体可以利用公式(2)计算第一停留站深度压力D(1)。

步骤S207：输出第一停留站深度压力。

步骤S208：操作人员或加压舱环境控制系统进行减压操作。

步骤S209：获取第一类参数D(i)(第i停留站深度压力)、P(i)(环境内惰性气体分压)、T(i-1)(第i-1停留站实际停留时间)。

步骤S210：计算第i+1停留站开始时领先组织内的惰性气体分压期望值。

步骤S211：输出第二类参数Qe(i)，也即第i停留站结束时领先组织内惰性气体分压，以及第二类参数QS(i)＝QE(i-1)，也即第i停留站开始时领先组织内惰性气体分压实际值，其等于第i-1停留站结束时领先组织内惰性气体分压实际值QE(i-1)。QE(i-1)是通过将第i-1停留站实际停留时间T(i-1)代入公式(5)计算得到的。

步骤S212：计算允许停留时间。

步骤S213：输出第三类参数允许停留时间t(i)。

步骤S214：操作人员或加压舱环境控制系统进行减压操作。

步骤S215：获取第一类参数T(i)，也即第i停留站的实际停留时间。

步骤S216：计算第二类参数所有组织内的QE(i)，也即第i停留站结束时所有组织内惰性气体分压实际值，QE(i)是通过将第i停留站实际停留时间T(i)代入公式(5)计算得到的。

步骤S217：判断是否达到出水条件，如果是，则进入步骤S218，否则进入步骤S220。

步骤S218：输出第三类参数最终停留站深度压力D(n)。

步骤S219：操作人员或加压舱环境控制系统减压至常压。

步骤S220：迭代更新第二类参数。

步骤S221：更新后的第二类参数分别为D(i+1)＝D(i)-dD、Qs(i+1)＝max(Qe(i))。其中，max(Qe(i))即是选取领先组织的过程，也即领先组织为在第i个减压停留站结束时惰性气体分压值最大的理论组织，以参与计算第i+1个减压停留站的允许停留时间。

其中，每次重复执行步骤S210之前，执行i++，也即在下一次迭代开始之前，将i加一。

至此，减压过程结束。

在本发明一个非限制性的实施例中，减压方案可以由减压系统自动执行。

饱和潜水减压系统可以包括：氧传感器，用于采集潜水加压舱内的环境氧分压；压力传感器，用于采集所述潜水加压舱内的压力；减压阀，用于减小所述潜水加压舱内的压力；处理器；存储器，存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时执行前述任意实施例所述的饱和潜水减压方法的步骤。

需要说明的是，所述处理器可以是中央处理器，所述处理器与所述存储器可以是终端设备的一部分，并集成在终端设备中。

减压系统的具体架构可以参照图3。其中，氧传感器302和压力传感器303可以设置于潜水加压舱301内。氧传感器302和压力传感器303测量的数据可以由数据采集模块305采集并整理，并由数据传输模块306发送出去。

传输信号由数据接收模块307接收，并路由至中央处理器308。中央处理器308能够根据获取到的数据计算出减压参数，例如各个停留站深度压力及其允许停留时间，并形成减压指令。减压指令由减压指令提示器309转发至环境控制系统主控电脑310，或者转发至减压操作人员311。环境控制系统主控电脑310或减压操作人员311可以通过设置在潜水加压舱301的减压阀304实现对潜水加压舱301的减压操作。

进一步地，中央处理器308在形成减压指令时，可以根据本次减压特定的初始参数计算出完整的减压表；也可以根据实时参数更新计算减压表，并实时输出减压指令。

进一步地，中央处理器308输出的指令形式包括但不限于：通过人机交互界面对减压操作人员发出信息提示弹窗、语音提示等操作指令、向加压舱环境控制系统主控电脑310传输自动操作指令的信息数据。

需要说明的是，除了利用氧传感器302和压力传感器303获取环境参数外，还可以通过与加压舱环境控制系统主控电脑310共享数据获取潜水加压舱301内的环境参数，或者通过人工输入潜水加压舱301内环境参数，还可以通过减压阀304的动作感知传感器检测减压动作并计算实际停留时间、通过人工输入确认已减压来计算实际停留时间等，本发明实施例对此不作限制。

请参照图4，本发明实施例还公开了一种亚饱和潜水减压装置40。其中，亚饱和潜水减压装置40可以包括：

加压参数获取模块401，用于获取加压过程中各个加压停留站的加压环境参数，所述加压环境参数包括停留站深度压力、停留时间以及环境内惰性气体分压；

减压初始参数计算模块402，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的惰性气体分压，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；

第一停留站深度压力计算模块403，用于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；

领先组织选取模块404，用于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最大的一类组织，作为本次迭代计算中使用的领先组织。

第一迭代模块405，用于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；

第二迭代模块406，用于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；

减压模块407，用于按照各个停留站的深度压力及其允许停留时间进行减压。

关于所述亚饱和潜水减压装置40的工作原理、工作方式的更多内容，可以参照图1至图3中的相关描述，这里不再赘述。

所述亚饱和潜水减压装置40(虚拟装置)例如可以是：芯片、或者芯片模组等。

关于上述实施例中描述的各个装置、产品包含的各个模块/单元，其可以是软件模块/单元，也可以是硬件模块/单元，或者也可以部分是软件模块/单元，部分是硬件模块/单元。例如，对于应用于或集成于芯片的各个装置、产品，其包含的各个模块/单元可以都采用电路等硬件的方式实现，或者，至少部分模块/单元可以采用软件程序的方式实现，该软件程序运行于芯片内部集成的处理器，剩余的(如果有)部分模块/单元可以采用电路等硬件方式实现；对于应用于或集成于芯片模组的各个装置、产品，其包含的各个模块/单元可以都采用电路等硬件的方式实现，不同的模块/单元可以位于芯片模组的同一组件(例如芯片、电路模块等)或者不同组件中，或者，至少部分模块/单元可以采用软件程序的方式实现，该软件程序运行于芯片模组内部集成的处理器，剩余的(如果有)部分模块/单元可以采用电路等硬件方式实现；对于应用于或集成于终端的各个装置、产品，其包含的各个模块/单元可以都采用电路等硬件的方式实现，不同的模块/单元可以位于终端内同一组件(例如，芯片、电路模块等)或者不同组件中，或者，至少部分模块/单元可以采用软件程序的方式实现，该软件程序运行于终端内部集成的处理器，剩余的(如果有)部分模块/单元可以采用电路等硬件方式实现。

本发明实施例还公开了一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序运行时可以执行图1或图2中所示方法的步骤。所述存储介质可以包括ROM、RAM、磁盘或光盘等。所述存储介质还可以包括非挥发性存储器(non-volatile)或者非瞬态(non-transitory)存储器等。

应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/“，表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请实施例中出现的“多个”是指两个或两个以上。

本申请实施例中出现的第一、第二等描述，仅作示意与区分描述对象之用，没有次序之分，也不表示本申请实施例中对设备个数的特别限定，不能构成对本申请实施例的任何限制。

本申请实施例中出现的“连接”是指直接连接或者间接连接等各种连接方式，以实现设备间的通信，本申请实施例对此不做任何限定。

应理解，本申请实施例中，所述处理器可以为中央处理单元(central processingunit，简称CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signalprocessor，简称DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(field programmable gate array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

还应理解，本申请实施例中的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(read-only memory，简称ROM)、可编程只读存储器(programmable ROM，简称PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM，简称EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electricallyEPROM，简称EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random accessmemory，简称RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的随机存取存储器(random access memory，简称RAM)可用，例如静态随机存取存储器(staticRAM，简称SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步动态随机存取存储器(synchronousDRAM，简称SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data rate SDRAM，简称DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced SDRAM，简称ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink DRAM，简称SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(direct rambus RAM，简称DR RAM)。

上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行所述计算机指令或计算机程序时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、装置和系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的；例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式；例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

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单元中，也可以是各个单元单独物理包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims

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；

具体地，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，cQ_e(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，cQ_s(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种理论组织半饱和时间，cP(i)表示第i个加压停留站的环境内惰性气体分压；

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，Q_e(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，Q_s(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；

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：Q_S(i+1)-D(i+1)＝P_SS0×(Q_S(i+1)/(D₀+P_SS0))^1/3，其中，Q_S(i+1)表示所述下一停留站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深度压力，P_SS0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；

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)表示当前停留站的允许停留时间，Ht为所述领先组织的半饱和时间，Q_S(i)表示当前停留站减压开始时领先组织内惰性气体分压，Q_e(i)表示当前停留站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。

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，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水加压舱内的压力减小至所述当前停留站深度压力，并指示在所述当前停留站深度压力下停留所述停留时间。

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，还包括：

每次迭代完成后，判断所述当前停留站结束时领先组织内的惰性气体分压是否达到预设过的出水饱和安全压差；

如果是，则将所述当前停留站作为减压表中最后停留站，在该停留站停留时间结束时发送减压结束指令。

5.一种亚饱和潜水减压装置，其特征在于，包括：

加压参数获取模块，用于获取加压过程中各个加压停留站的加压环境参数；

减压初始参数计算模块，用于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；

第一停留站深度压力计算模块，用于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；

领先组织选取模块，用于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；

第一迭代模块，用于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；

第二迭代模块，用于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；

减压模块，用于按照各个停留站的深度压力及其允许停留时间进行减压；

所述加压参数获取模块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：

所述领先组织选取模块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：

所述第一迭代模块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：Q_S(i+1)-D(i+1)＝P_SS0×(Q_S(i+1)/(D₀+P_SS0))^1/3，其中，Q_S(i+1)表示所述下一停留站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深度压力，P_SS0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；

所述第二迭代模块采用以下公式计算所述当前停留站的允许停留时间：

6.一种亚饱和潜水减压系统，其特征在于，包括：

氧传感器，用于采集潜水加压舱内的环境氧分压；

压力传感器，用于采集所述潜水加压舱内的压力；

减压阀，用于对所述潜水加压舱内的压力进行减压；

处理器；

存储器，存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时执行权利要求1至4中任一项所述亚饱和潜水减压方法的步骤。

7.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求1至4中任一项所述亚饱和潜水减压方法的步骤。