全數(shù)字化飽和潛水通信系統(tǒng)為大深度潛水作業(yè)的潛水員、地面控制站、深潛器控制室提供清晰的語音保障。無需進行任何額外的聽力訓(xùn)練。
背景
商業(yè)和軍事飽和潛水的通信解決方案,包括潛水鐘與深潛器間的有線通信裝置、深淺器飽和控制器以及其他水下通信節(jié)點設(shè)備。除了有線通信系統(tǒng),還有潛水鐘與深潛器間的緊急無線通信系統(tǒng)。
飽和潛水員采用氦氧混合氣體作為潛水氣體,氦氧混合氣體可適應(yīng)極深的潛水深度。在深水地區(qū),氦氧混合氣體中氦的含量將遠(yuǎn)高于空氣中的氦含量。介于此原因,潛水員在高濃度氦氣環(huán)境中,其說話的語音將變得極度的失真,讓人難以理解其話語的內(nèi)容。除非受過專業(yè)的聽力訓(xùn)練,一般人是難以明白在高濃度氦氣環(huán)境下作業(yè)的潛水員的語音內(nèi)容。因此,為了實現(xiàn)高濃度氦氣環(huán)境下的清晰語音通信,飽和潛水需要采用專用的氦音轉(zhuǎn)譯器,使?jié)撍畣T的聲音能夠清晰的傳遞給飽和控制間和其他潛水員。因此,高效的氦音轉(zhuǎn)譯器在飽和潛水作業(yè)中顯得尤其重要。
行業(yè)需求
在2012年時,潛水通信生產(chǎn)商對目前現(xiàn)有的潛水員通信系統(tǒng)做了系統(tǒng)的調(diào)查,調(diào)查中發(fā)現(xiàn)最近幾年潛水通信行業(yè)嚴(yán)重的缺乏創(chuàng)新,技術(shù)已經(jīng)很長時間沒有得到進步。但整個行業(yè)對飽和潛水員清晰的語音通信卻有強烈的需求,不僅需要通信系統(tǒng)易于使用,同時需要系統(tǒng)能快速的檢測到通信故障,降低因通信丟失而產(chǎn)生的停機時間。
新系統(tǒng)需要將各種硬件和軟件構(gòu)架及平臺應(yīng)用在一個全新的系統(tǒng)中。相較傳統(tǒng)的系統(tǒng),新系統(tǒng)需要具有許多超過行業(yè)預(yù)期的特性。
該新系統(tǒng)提出了一份詳細(xì)的技術(shù)要求,制造商根據(jù)這份技術(shù)要求展開了新系統(tǒng)的研發(fā)。在行業(yè)調(diào)查兩年后的2014年,市面上出現(xiàn)了全新的氦氧通信系統(tǒng)。新系統(tǒng)在地面與潛水員之間建立了全新的通信方式,該系統(tǒng)將會成為未來飽和潛水通信的行業(yè)標(biāo)桿。
音頻質(zhì)量
傳統(tǒng)的潛水員通信系統(tǒng)采用低級的模擬信號在潛水鐘與潛水控制中心、深潛器之間進行語音通信。這些信號極易受噪音和電子干擾,嚴(yán)重的影響了語音傳輸?shù)馁|(zhì)量。為此,在新系統(tǒng)中采用了全數(shù)字化處理方式。在語音源端,語音被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,然后通過數(shù)字遙測技術(shù)進行信號傳輸。潛水鐘內(nèi)潛水員的語音通過潛水鐘外部具有額定工作壓力的電子瓶進行數(shù)字轉(zhuǎn)換,然后通過單根光纖或雙絞線與潛水控制中心進行通信。
這種系統(tǒng)構(gòu)架消除了傳統(tǒng)模擬信號因線纜長度而造成信號失真的弊端,極大的改進了音頻通道。由此,語音的傳輸質(zhì)量也得到極大的提升。
除了改善通信的路徑,氦氧通信模塊可通過軟件進行升級和配置,這樣每個潛水員都能擁有專屬的通信工具。
可靠性
傳統(tǒng)的通信設(shè)備經(jīng)常都會難以與不同的終端間進行調(diào)試。這樣導(dǎo)致的結(jié)果是在潛水員試圖進行語音通信時,往往會生產(chǎn)錯誤,或是通信中斷。新通信系統(tǒng)在潛水作業(yè)前、作業(yè)中都能持續(xù)的檢測系統(tǒng)可能出現(xiàn)的錯誤,可及時的向操控人員報告錯誤情況,使操控人員可及時主動的對錯誤進行修正。
新系統(tǒng)通過高可靠度的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提升了緊急通信情況下魯棒性。這樣可使系統(tǒng)從錯誤的通信線路無縫的轉(zhuǎn)移到冗余的線路,而無需操作人員的任何干預(yù)。同時告知操作人員冗余線路被占用,使操作人員可對錯誤線路進行整修而不影響作業(yè)過程。
全新的氦氧通信系統(tǒng)是基于計算機設(shè)計,工程師可通過遠(yuǎn)程控制進行系統(tǒng)錯誤的檢測及排除,極大的減少系統(tǒng)的停機時間,也減少了專業(yè)氦氧通信工程師現(xiàn)場作業(yè)的幾率。
安全性
全新氦氧通信系統(tǒng)符合挪威石油標(biāo)準(zhǔn)化組織的要求,除了建立新的語音和可靠性標(biāo)準(zhǔn),系統(tǒng)的安全性也是被著重考慮的內(nèi)容。
在系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上,關(guān)鍵通信路徑的冗余水平直接影響核心通信的可靠性。新系統(tǒng)采用多重冗余線路設(shè)計,極大的提升了作業(yè)過程中的通信安全保障。同樣,在潛水鐘通信完全中斷的事件中,潛水鐘中的模塊組件還能繼續(xù)工作至少半個小時。這確保了潛水鐘內(nèi)部人員和外部作業(yè)潛水員在情急通信中斷情況下的持續(xù)通信,使系統(tǒng)恢復(fù)工作可以及時的進行。
耳機
傳統(tǒng)模擬信號通信系統(tǒng)需要對通信耳機進行繁瑣的設(shè)置才能確保在作業(yè)過程中順利的使用。這嚴(yán)重的限制了用戶對耳機的選擇。新系統(tǒng)采用的數(shù)字化通信方案,在整個潛水作業(yè)過程中,任何通信節(jié)點的耳機均不需要進行額外的設(shè)置便可投入使用。這樣,極大的增加了不同潛水員對耳機的選擇,選擇適合自己的耳機。同時,制造商正在設(shè)計研發(fā)的水下無線耳機也將投入使用,使?jié)撍畣T可自由的在作業(yè)區(qū)域內(nèi)進行活動。