[发明专利]一种氧气浓度调节方法、系统和驾驶模拟系统有效
申请号: | 202010189904.9 | 申请日: | 2020-03-18 |
公开(公告)号: | CN111243375B | 公开(公告)日: | 2021-04-27 |
发明(设计)人: | 郭达;张巍汉;王萌;毛琰 | 申请(专利权)人: | 交通运输部公路科学研究所 |
主分类号: | G09B9/02 | 分类号: | G09B9/02 |
代理公司: | 北京志霖恒远知识产权代理事务所(普通合伙) 11435 | 代理人: | 李亚东 |
地址: | 100088*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 氧气 浓度 调节 方法 系统 驾驶 模拟 | ||
本发明涉及一种氧气浓度调节方法、系统和驾驶模拟系统,氧气浓度调节方法包括以下步骤:设定被模拟地区的海拔高度H(B)、温度T(B),设定被模拟地区的空气环境中氧气浓度为V(B);获取驾驶模拟舱内气压检测装置、温度测量装置的实时检测数据P(A)、T(A),其中,所述驾驶模拟舱密闭;根据不同海拔地区气压与海拔高度的实测数据回归得到气压与海拔的关系,并结合PV/T=C(恒量),计算出模拟仓内的氧气浓度预设值为V(A);将V(A)输出至氧气浓度控制装置,以供氧气浓度控制装置通过过滤空气中氧分子调节驾驶模拟舱内的氧气浓度为V(A),通过氧气分离技术将空气中的氧气分离得到低氧气体。
技术领域
本发明涉及交通安全技术领域,尤其涉及一种氧气浓度调节方法、系统和驾驶模拟系统。
背景技术
早在20世纪30年代,有关缺氧作用的研究已广泛开展。50年代中期,原苏联研究人员提出,人在高原环境对缺氧可以产生适应,而在高原上同时进行训练获得的适应,更有利于增强人体呼吸和心血管系统功能,对提高有氧代谢运动能力、促进运动成绩特别是耐力项目成绩的提高有良好效果。高原低氧训练从此逐渐引起人们的注意,世界各地纷纷建立高原训练基地。通过对历届国际运动会的调查不难发现,经过高原低氧环境训练的运动员或者地处高原国家的运动员他们的运动成绩普遍比较好,因此,利用高原低氧环境进行体育训练也渐渐得到人们的重视。
目前国内外针对驾驶模拟系统的研究较多,驾驶模拟系统组成主要由模拟环境显示系统、车辆系统、控制系统组成。驾驶员操纵操作部件,使得与操作部件直接相连的传感器发生变化,从而引起电信号的变化。经过车辆动力学模型模拟运算,计算出车辆的当前状态,并将结果送入显示系统进行图形显示,但并未有相关研究机构在驾驶模拟系统中考虑对不同海拔的空气环境的模拟,功能没有做到根据场景的变化实时改变空气中的含氧量。
最初,人们试图制造同高原气候条件尽量接近的低压低氧环境,这种低气压、缺氧、寒冷的环境对人的生理功能和工作能力产生严重的不良影响。18世纪末期,随着航空医学的萌芽,低压舱横空出世,并开始进入人们的视野。低压舱是在地面模拟低气压和缺氧等高空环境的地面实验设备,低压舱可以较好的模拟高原低氧环境,但是制作成本高昂,气压、温度、湿度、以及氧气浓度等参数难以协调,推广应用不方便。
国内外还没有利用驾驶模拟器模拟不同海拔环境行进研究的先例,国内外对高海拔驾驶模拟的研究主要是在实际的高海拔环境下进行,并未考略采用营造低氧驾驶模拟环境的范式。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种氧气浓度调节方法、系统和驾驶模拟系统。
根据本发明的一个方面,提供了一种氧气浓度调节方法,包括以下步骤:
设定被模拟地区的海拔高度H(B)、温度T(B),设定被模拟地区的空气环境中氧气浓度为V(B);
获取驾驶模拟舱内气压检测装置、温度测量装置的实时检测数据P(A)、T(A),其中,所述驾驶模拟舱密闭;
根据不同海拔地区气压与海拔高度的实测数据回归得到气压与海拔的关系,并结合PV/T=C(恒量),计算出模拟仓内的氧气浓度预设值为V(A);
将V(A)输出至氧气浓度控制装置,以供氧气浓度控制装置通过过滤空气中氧分子调节驾驶模拟舱内的氧气浓度为V(A)。
进一步的,根据不同海拔地区气压与海拔高度的实测数据回归得到气压与海拔的关系公式:P=a*H+b公式①,其中,H为海拔高度,a及b为线性回归得到的常数,;
结合PV/T=C(恒量),得:
V(A)=V(A)=(P(B))/(P(A))×(T(A))/(T(B))×V(B) 公式②;
由公式①、公式②计算得模拟仓内的氧气浓度预设值为:
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