作业型遥控潜水器和潜水员协同水下作业的技术思考

作业型遥控潜水器和潜水员协同水下作业的技术思考

孙旭

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摘要：作业型遥控潜水器和潜水员的协同水下作业的方式，需要综合考虑到当前作业型遥控潜水器的技术情况，特别是在不同的水深和水域环境之下的综合情况与潜水员的协同条件，进行必要性的测试，从而推进作业型遥控潜水器和潜水员之间的协同效果提升。

关键词：作业型遥控潜水器；潜水员；协同水下作业

作业型潜水器和潜水员协同水下作业，需要充分考虑到潜水员在水下操控作业的过程中的综合工作效率，其操控作业的过程中直接影响到其水下工作效率和安全性是否能够完成任务等方面的因素，因此水下进行实时工效学指标测试也十分重要。目前针对一些常规性的测试，只是在常态气压下的空气中使用，需要等潜水员出水之后再进行补充测试，这实际上已经很难对其作业型遥控潜水器和潜水员协同水下作业情况进行综合评估。因此要对其指标数据进行实时和准确的测量，当前在高压水下的环境协同作业的测试，主要通过两种方式进行模拟。一种方式是开放式水池，另外一种是封闭式加压舱开发式水池，主要的缺点就是其深度相对有限，只能够在一定的深度范围内进行。

一、作业型遥控潜水器和潜水员协同测试系统的构建要素思考

本次设计的系统对于潜水员进行水下操控作业型潜水器一定仿真训练进行探索，而且在一定的时间范围内对水下操控潜水器作业情况进行评估。这种测试方式主要是通过水下模拟器的方式和各种反应能力进行不同类型的测试，然后通过网线通讯对测试画面进行同步展现在外界的操作平台上，通过操作平台的分析，能够对其实际的潜水情况和工作情况进行综合反映。而且同步的情况下，在视频监控系统和语音通讯系统的条件中，对潜水员水下操作协同的视频情况进行分析，及对话内容实时也传输到水面上的操作平台，能够综合实现水面上面对水下方位的全方位监控。

潜水员在进行水下作业对操作型的遥控潜水系统的运用，这种多用途的测试系统，主要是以工效模拟器和水面操作控制平台，包括视频监控系统和通讯系统所构成。

水下模拟器主要是将工控机密封控在水密外壳之内，仿真操作软件和人员的反应能力测试软件安装在相关的机器之内，通过水面外壳之上加装防水按钮，能够对外壳内的工控机进行水下操控作业。通过这种方式，潜水员在水下作业的过程中，能够对这个遥控潜水器进行操控，而且也同步对其反应能力进行测试。

水下模拟器是水下作业工作效能测试系统的核心部分，内在设置仿真操作软件和反应能力的测试软件仿真操作软件，对于潜水员模拟操控潜水器前进或后退等情况包括转弯或浮潜等动作，对水下潜水器的模拟情况进行实际操控，画面的展示中可以看到航行液和避碰液的，可以观察分析到水下操控潜水器的过程中所涉及到的一些实际情况，并且对其进行仿真操作。

反应能力测试软件主要是通过专用的心理学测试软件，植入到模拟器的控制机当中，对潜水员在进行相对长的一段时间水下操作之后，通过水面控制台切换界面，并且对反应能力进行测试，通过语音通施潜水员进行反应能力测试，测试的部分主要是从视觉和听觉，包括记忆和学习能力等方面，对潜水员的反应能力进行综合测试。

水面控制台主要是在水面上的控制设备，主要是保障人员对水下潜水员的实时监测和控制，水面的控制主要是通过一台电子计算机对水下的模拟器工控机进行控制操作。这种方式主要是通过主控电子计算机，通过两台同步显示的方式，对水下模拟器画面进行呈现水面和水下的信号传输的方式，以太网的方式连接，对于水面和水下的远程监控实现远程操作。

本装置的视频监测控制系统，对于每个潜水员错误，方都有防水摄像头进行实现，通过此摄像头可以清晰观看到受测试的潜水员在进行控制台所发布的相关指令，避免出现错误操作，而且对于人员的坐姿和操作动态等情况进行监控，包括其呼吸装置佩戴的情况也可以进行了解。因为水下模拟器的上部镶嵌有人员面部的监控摄像头，而通过这个摄像头可以清晰地观看到受测试的潜水员面部和全身的情况，如果出现极度疲劳等情况，控制台可以进行紧急处理。

为了全面的保障水下测试者安全装置可以通过通讯系统进行设置，而通讯系统主要是水面和水下进行沟通舱内和舱外进行语音通讯通讯的方式，通过电话机和水下对讲机等方式进行联系，通过连接电脑的方式进行迅速的通讯沟通，当时开放式水池试验的过程中，电话机可以放置在水面控制台上，水下的对讲系统由受测试的潜水员放置在某一个具体的深度电话机和水下对讲系统，通过电脑连接而通过封闭加压实验的过程中，电话机的设置可以通过仓外控制台，也就是水下的对讲系统，由受测试的潜水员佩戴到舱内，电话机和水下对讲系统通过电脑进行连接电缆通过水舱上面的生理接线接入到水舱内部。

二、作业型遥控潜水器和潜水员协同水下作业的技术综合思考

要进一步保障作业型遥控潜水器和潜水员协同水下作业的技术保障，就必须要对作业型潜水器的特点，以及潜水员在协同水下作业的过程中所出现的技术问题进行综合分析，通过构建测试系统可以看出，无论是开放式水池还是在具有一定水压的和深度的水域环境，都是需要全面保障潜水员的人身安全情况，而且要保障作业型遥控潜水器的正常运转，因此二者的综合考虑是在实施这种水下作业过程中综合技术的要素。

第一方面，作业型潜水器在遥控操作的过程中需要全面保障，其功能要与所实施作业的水域环境相适应。当前对于这种作业型遥控潜水器的这种通讯保障方式主要是通过两种不同的通讯方式来实现，一种是有电缆的通讯方式，另外一种是无电缆的通讯方式，这两种方式就是自治式水下机器人没有电缆，其调查的范围相对比较大，但是如果有一定的通讯电缆缆绳相连的无人潜水器，则能够搭载更多的作业设备，可以进行更为精细化的调查和作业。为了解决这种问题，潜水员要熟悉不同类型，遥控是潜水设备的实际情况，要对这些遥控设备的信息联系方式有一定的掌握，作业型遥控潜水器所搭载的相关设备和调查的范围要进行明确，确保在安全的条件下进行协同作业。

第二方面，潜水员与作业型遥控潜水器之间的协同水下作业也需要在技术要素方面有充分的考虑，特别是基于水下测试的主要要求，对于潜水员的摄入设备以及通讯设备要调试安全的情况下，才能够把相关信息传导到水面作业台。因此潜水员在与作业型潜水气之间的协同作业过程中要充分保障通讯的稳定性，这就要根据作业型遥控潜水器与潜水员的作业范围情况进行调整，通过科学的通讯方式保障二者能够协同水下作业，共同实现水下作业的顺利落实。

第三方面，根据潜水员水下作业常规作业深度的相关要求，一般是在潜水深度为不可减压出水的安全深度之内，正常来说是为10米以浅。因此在这种条件下，对于开放式水池进行水下操控作业或者是作业深度，在特殊的条件下达到40米以浅，就必须要考虑封闭式加压舱的方式进行水下操控作业，在进行不同深度的水下作业过程中，要充分考虑其功效学的指标，要了解潜水员在水下常规作业的动作情况，在水下仿真操作的过程中对潜水器前进、后退、上升、下前、转弯等动作要进行熟悉。这种必要的协同训练十分重要，对于保障潜水员以及对于这种遥控式潜水设备的熟悉程度都十分重要。

三、结束语

对于作业型遥控潜水器与潜水员在相对深度较高的环境下进行测试，其实还是需要探索一些有效的手段，而封闭型的加压舱可以通过注水或者增大水压等方式进行大深度的潜水作业测试，但是这种舱体相对容积有限，很难进行较为复杂的潜水作业训练。因此综合考虑作业型遥控潜水器和潜水员协同水下作业的综合情况，合理优化两种不同高压水环境下潜水员的实际情况，要综合设计两种不同环境下多用途的测试装置，以此来对各种深度之下的潜水员操控作业的工效学指标进行监测。

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