CC BY
6v Нечаев Ю. И., Никущенко Д. В.
16. Novikov D. A., Petrakov S. N. Kurs teorii aktivnyh sistem [Active system theory]. Moscow, SINTEG Publ., 1999,104 p. (In Russ.)
17. Sistemy iskusstvennogo intellekta v intellektual'nyh tekhnologiyah 21 veka [Systems of artificial intelligence in intellectual technologies of the 21st century]. St. Peterburg, Art Ekspress Publ., 2011, 376 p. (In Russ.)
18. Solodovnikov V. V., Tumarkin V. I. Teoriya slozhnosti i proektirovanie sistem upravleniya [The theory of complexity and design of management systems]. Moscow, Nauka Publ., 1990,168 p. (In Russ.)
19. Tihonov A. N., Arsenin V. YA. Metody resheniya nekorrektnyh zadach [Methods for solving incorrect problems]. Moscow, Nauka Publ., 1986, 287 p. (In Russ.)
20. Figueira G., Almada-Lobo B. Hybrid simulation-optimization methods: A taxonomy and discussion. Simulation Modelling Practice and Theory. 2014, Vol. 46, pp. 118-134. DOI: 10.1016/j.simpat.2014.03.007
21. Judd K., MeesA. I. On Selecting Models for Nonlinear Time Series. Physica D. 1995, Vol. 82, no. 4, pp. 426-444. DOI: 10.1016/0167-2789 (95)00050-E
22. Pauling J. R., Kastner S., Schafran S. Experimental studies of capsizing of intact ships in heavy seas. IMCO. STAB/7.1973, pp. 1-54.
23. Szalay A. Extreme data-intensive scientific computing. Computing in Science & Engineering. 2011, Vol. 13, issue 6, pp. 34-41. DOI: 10.1109/MCSE.2011.74
24. Zadeh L. A. Fuzzy logic, neural networks, and soft computing. Commutation on the ASM. 1994, Vol. 37, issue 3, pp. 77-84. DOI: 10.1145/175247.175255
25. Urgent Computing Workshop 2007. Argonne National Lab., University of Chicago, April 25-26, 2007. [Электронный ресурс]. URL: http://spruce.teragrid.org/workshop/urgent07.php (поел, посещение 02.06.2024)
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Нечаев Юрий Иванович, доктор технических наук, профессор, Санкт-Петербургский государственный морской технический университет (Россия, 190121, г. Санкт-Петербург, Лоцманская, д. 3).
Nechaev Yuri Ivanovich, Doctor of Technical Sciences, Professor, St. Petersburg State Marine Technical University (ul. Lotsmanskaya, d. 3, St. Petersburg, 190121, Russia).
Никущенко Дмитрий Владимирович, доктор технических наук, профессор, член Национального комитета по теоретической и прикладной механике РАН, Санкт-Петербургский государственный морской технический университет (Россия, 190121, г. Санкт-Петербург, Лоцманская, д. 3).
Nikuschenko Dmitrij Vladimirovich, Doctor of Technical Sciences, Professor, Member of the National Committee on Theoretical and Applied Mechanics of the Russian Academy of Sciences, St. Petersburg State Marine Technical University (ul. Lotsmanskaya, d. 3, St. Petersburg, 190121, Russia).
Поступила в редакцию 23.04.2024 Поступила после рецензирования 12.05.2024 Принята к публикации 15.05.2024
Received 23.04.2024 Revised 12.05.2024 Accepted 15.05.2024
Anishhenko V. A., Kichko S. A., Loby'ncev V. V., Fokin S. G.
ТЕХНИКА / ТЕХНОЛОГИИ | TECHNOLOGY / TECHNOLOGIES Оригинальная статья | Original paper
DPI: 10.24412/2949-3838-2024-56-85-96_УДК 629.5
ПОСТРОЕНИЕ ТРЕХМЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ ЗАТОНУВШИХ ОБЪЕКТОВ ПО МАТЕРИАЛАМ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКИХ СЪЕМОК, СДЕЛАННЫХ С ПОМОЩЬЮ ПОДВОДНЫХ АППАРАТОВ (ТНПА, ОПА)
В. А. Анищенко1 , С. А. Кичко1 , В. В. Лобынцев2 , С. Г. Фокин1
1АНО «Центр подводных исследований Русского географического общества», г. Санкт-Петербург, Российская Федерация
2 Институт транспортной техники и систем управления Российского университета транспорта, г. Москва, Российская Федерация Ж [email protected]
Аннотация
Ключевые слова
Для цитирования
В статье описан принцип построения объемных фотореалистичных моделей и ортофотопланов на основе фотографий (фотограмметрия) и применение данного принципа в подводной среде при помощи подводных аппаратов. Отражены основные этапы выполнения работ и особенности съемки под водой, методы постобработки с задействованием нейросетей. По результатам работы выявлены проблемные вопросы и предложены способы их решения, а также определен вектор дальнейшего совершенствования приборной и программной базы для ускорения постобработки изображений.
подводный поиск, подводная фотосъемка, фотограмметрия, ФГМ, ТНПА, ОПА, водолазная фотосъемка, глубоководные работы, нефтегазодобыча, подводные инфраструктурные объекты, ортофотоплан, объемная модель, Зй-модель
Анищенко В. А., Кичко С. А., Лобынцев В. В., Фокин С. Г. Построение трехмерных моделей затонувших объектов по материалам фотограмметрических съемок, сделанных с помощью подводных аппаратов (ТНПА, ОПА) // Гидрокосмос. 2024. Т. 2, 1. № 5-6. С. 85-96. Р01: 10.24412/2949-3838-2024-56-85-96
BUILDING THREE-DIMENSIONAL MODELS OF SUBMERGED OBJECTS BASED ON PHOTOGRAMMETRIC SURVEYS USING UNDERWATER VEHICLES (ROV, AUV)
V. A. Anishhenko1 , S. A. Kichko1 , V. V. Loby'ncev2 , S. G. Fokin1
1ANO "Underwater Research Center of the Russian Geographical Society," St. Petersburg, Russian Federation
2 Institute of Transport Technologies and Control Systems of the Russian University of Transport, Moscow, Russian Federation [email protected]
-V
Abstract
Keywords
For citation
Введение
Фотограмме'трия (ФГМ) — это научно-техническая дисциплина, занимающаяся определением по фотографическим изображениям геометрических характеристик объектов, таких как форма, размеры, положение в пространстве и других.
Технология фотограмметрии подразумевает обработку крупного массива исходных данных в виде фотоснимков, сделанных в разных плоскостях с перекрытием от 40-50% захватываемого изображения, далее собранных в отдельные группы моделей и обработанных с помощью специального программного обеспечения1.
ФГМ широко используется для решения прикладных задач в различных областях науки и техники на земле и в воздухе. На сегодняшний день ФГМ-технология активно внедряется в подводные исследования. Это направление находится на стадии поиска практических возможностей осуществления съемок, а именно способов уменьшения влияния негативных факторов подводной среды2.
К результатам фотограмметрии можно отнести:
1 Краснопевцев Б. В. Фотограмметрия: Учебное пособие по фотограмметрии для студентов 3 курса специальности «картография». М.: МИИГАиК, 2008.161 с.
2 Diving into underwater photogrammetry. Pix4D, April 20, 2017 [Эл. ресурс]. URL: https://www.pix4d.com/blog/ diving-into-underwater-photogrammetry/ (поел, посещение: 11.04.2024).
Анищенко В. А., Кичко С. А., Лобынцев В. В., Фокин С. Г.
— ортогональные проекции
объекта (ортофотоплан);
— фотореалистичная объемная модель.
Ортофотоплан позволяет определить габаритные характеристики в ортогональной проекции, а получаемый масштаб изображения делает возможным представление большой площади подводного объекта без потери разрешающей способности. Последнее позволяет специалисту по внешним признакам подробно изучить состояние подводного объекта, степень коррозии элементов корпуса, обнаружить следы внешнего воздействия от якорей, рыболовецких снастей, посторонних предметов, а также спланировать потребный объем подводно-технических работ (ПТР). Изучая представляющие культурную ценность объекты, можно проанализировать содержимое палубы, оценить степень сохранности, конструктивные особенности найденного объекта и обстановку вокруг него. Это в значительной степени делает безопасным проведение ПТР водолазами или аппаратами, которые, погружаясь под воду, уже имеют информацию об объекте и реперных точках и легче ориентируются в зоне проведения работ, что особенно важно на больших глубинах и в условиях сниженной видимости.
Полноценная объемная модель подводного объекта позволяет получить необходимую информацию о его внешнем состоянии, изучить и оценить степень коррозионного износа корпусных элементов конструкции, обнаружить и исследовать имеющиеся повреждения для оптимального планирования ПТР. В сравнении с длительным просмотром
The article describes the principles of constructing volumetric photorealistic models and orthophoto plans based on photographs (photogrammetry) and the application of these principles in the underwater environment using underwater vehicles. The main stages of the process and the peculiarities of underwater photography, as well as post-processing methods involving neural networks, were outlined. The results identified problematic issues and methods for their resolution and determined the direction for further improvement of software and tools to accelerate image post-processing.
underwater exploration, underwater photography, photogrammetry, ROV, AUV, deep-sea operations, oil and gas extraction, underwater infrastructure, orthophoto, volumetric model, 3D model
Anishhenko V. A., KichkoS.A., Loby'ncev V. V., FokinS.G. Building three-dimensional models of sub-merged objects based on photogrammetric surveys using underwater vehicles (rov, auv). Hydrocosmos. 2024. Vol. 2, 1, no. 5-6, pp. 85-96. DOI: 10.24412/2949-3838-2024-56-85-96 (In Russ.)
Anishhenko V. A., Kichko S. A., Loby'ncev V. V., Fokin S. G.
Рис. 7. Траектория съемки
видеоматериалов объемная модель позволяет осуществить оперативное и точное прогнозирование объема подводных работ. Например, при авариях на подводных инфраструктурных объектах детализированная модель в значительной степени упрощает и ускоряет процесс создания специального инструмента / ремонтного набора для срочного устранения повреждений и ликвидации последствий аварии. В случаях подводных работ, предусматривающих судоподъемные операции, объемная модель является основой для выбора методов осуществления подъема и проведения необходимых расчетов.
Технология трехмерного моделирования методом фотограмметрии при правильной съемке позволяет оценить истинные размеры и получить текстуру объекта с высокой степенью детализации, вместе с тем уступает лазерному ЗО-сканированию по точности передачи формы и размерам объекта съемки. При этом обе технологии можно использовать совместно, тем самым упростив и ускорив процесс создания объемных и сложных моделей3.
Актуальность подводной фотограмметрии обусловлена требованиями постоянного контроля состояния, оценки повреждений, износа и дальнейшего обслуживания подводных объектов. В привязке к объектам культурного наследия позволяет вести учет
состояния и архивировать накопленные данные об объекте4.
Описание метода проведения ФГМ-съемки и обработки
Основным принципом проведения съемки водолазом или подводным аппаратом (ОПА, ТИПА, АНПА) является накопление большого массива получаемых фото- и видеоматериалов (исходных данных). Схема съемки представляет собой движение по заданной траектории, обычно галсами, со специальной системой светочувствительных камер и светильников (см. рис. 1). Оператору необходимо соблюдать траекторию и контролировать захватываемый кадр для обязательного условия по перекрытию соседних фотоснимков, при этом ориентироваться в условиях плохой видимости и делать это с соблюдением всех правил безопасности. Объем затраченного времени на проведение съемки оценивается в несколько дней, при этом существует множество факторов, которые нужно учитывать при расчете временных затрат: смена оттенка воды и ее прозрачности, наличие объектов флоры и фауны, попадающих на фотоснимок, и т.д.
В условиях отсутствия естественного освещения, наличия взвешенных частиц в толще воды, сезонного цветения и ограниченного времени, проводимого под водой, качество
3 LiDAR: what it is, and how it is useful for photogrammetry. Pix4D, January 6, 2021 [Эл. ресурс]. URL: https://www.pix4d. com/blog/lidar-photogrammetry/ (поел, посещение: 11.04.2024).
4 3D мемориалы. Виртуальный музей «Поклон кораблям великой победы» [Эл. ресурс]. URL: https://poklonexpedition.com/3d/ (поел, посещение: 11.04.2024).
-V-
получаемых исходных фото- и видеоматериалов недостаточно для дальнейшей обработки единым массивом данных. Специалисты ЦПИ РГО совершенствуют методы и способы получения исходных данных:
1. Увеличение количества исходных данных: использование нескольких устанавливаемых на аппарат камер с общим перекрытием захватываемого изображения в кадре (между камерами) 50-60 %5. В некоторых случаях (например, если объект возвышается над грунтом) камеры могут быть сориентированы в портретный режим. При выполнении съемки с помощью ОПА имеется возможность установки внутри обитаемого акрилового корпуса дополнительной камеры (см. рис. 2), на которую фотофиксация производится специалистом на борту ОПА, вручную контролирующим параметры получаемых данных.
2. Усовершенствование оборудования для съемки: применяемая фото- и видеоаппаратура должна соответствовать современным стандартам светосилы, шумоподавления, разрешения и другим параметрам, которые напрямую влияют на качество получаемых исходных данных. При установке автономных камер на аппарат (см. рис. 3) и отсутствии
5 MarreG., HolonF., LuqueS., BoisseryP., Deter J. Monitoring Marine Habitats With Photogrammetry: A Cost-Effective, Accurate, Precise and High-Resolution Reconstruction Method. Frontiers in Marine Science, May 24, 2019, vol. 6, 15 p. DOI: 10.3389/fmars.2019.00276
Анищенко В. А., Кичко С. А., Лобынцев В. В., Фокин С. Г.
возможности настраивать параметры в реальном времени целесообразно вести видеозапись с функцией автофокуса на светочувствительные объективы (171.2-1.8) и с разрешением 3840 х 2160 пикселей (формат 4К).
Рис. 2. Камера, установленная внутри ОПА
Рис. 3. Автономная камера ЦПИ РГО
Ап^ЬЬепко V. А., КюЬко 5. А., 1_оЬу'псеу V. V., Гок1п 5. С.
Рис. 4. Дополнительное светодиодное освещение
3. Использование дополнительных светодиодных светильников. Возможность размещения дополнительного светодиодного освещения на конструкциях и специальных рамах как на подводных аппаратах (см. рис. 4), так и у водолазов-операторов в значительной степени улучшает качество получаемых исходных материалов, добавляя изображению яркость при отсутствии шумов, насыщенность и контраст.
4. Использование маркеров. При заиленно-сти объекта съемки или наличии однородной структуры программное обеспечение с меньшей вероятностью определит ключевые точки (компоненты связности). Для повышения определения точек связности применяются маркеры, разбросанные по всей площади объекта (см. рис. 5). В их роли выступает гидроксид кальция — это безвредные и полностью растворяемые в воде гранулы ярко-белого цвета. Высокая контрастность маркеров позволяет закрепить компоненты связности между собой на подводном объекте и в результате получить более наполненную модель.
5. Гидроакустические съемки объекта. При наличии гидроакустических данных об объекте можно заранее схематично спланировать траекторию движения подводного аппарата, опираясь на доступное время проведения работ под водой и площадь захватываемого
Рис. 5. Гидроксид кальция (белые точки) на однородной поверхности судна
5-6' 2024 ГИДРОКОСМОС HYDROCOSMOS -V-
изображения с камер(ы). К таким данным относятся: облако точек поверхности и батиметрический планшет, полученный с помощью многолучевого эхолота, а также контрастное ч/б изображение с ГБО (см. рис. 6).
Этап постобработки полученных исходных данных
Массив данных, полученный после съемки объекта, преобразуется из видеоматериалов в раскадрованные фотоизображения и проходит несколько этапов обработки, включающих:
1. Снижение шума. С развитием метода расчетов при помощи нейросетей (основан на модели функционирования мозга) стали разрабатывать ПО на их основе. Сейчас существуют программы (Topaz LABS), которые с высокой эффективностью, отвечающей требованиям для ФГМ, упрощают обработку объемных массивов данных.
2. Цветокоррекция. Увеличение контраста и насыщенности полученных фотографий. Обработка аналогична с предыдущим этапом— используется ПО на основе нейросетей.
При больших объемах исходных данных использование таких программ показало высокую эффективность в количестве и качестве трудозатрат специалиста по постобработке. Однако для использования такого ПО необходимы мощные многоядерные рабочие станции (персональные компьютеры) и периодический объективный контроль специалиста.
Следующим этапом обработки является загрузка предварительно обработанных фотографий в специализированное ПО (Agisoft Metashape), в котором осуществляются такие процессы, как:
1. Выравнивание камер. После загрузки изображений в ПО необходимо определить положение и ориентацию камеры каждого кадра для построения разреженного облака точек (см. рис. 7). По окончании процедуры выравнивания становится доступно для просмотра положение камер и разреженное облако точек. В случае если ПО выявило неправильное позиционирование одной или нескольких камер, выравнивание для таких камер осуществляется вручную.
Специалист вручную расставляет маркеры на ключевых (контрастных) точках на кадрах, где эта точка присутствует (см. рис. 8).
2024:2,1 (5-6) :85-96 Анищенко В. А., Кичко С. А., Лобынцев В. В., Фокин С. Г.
Рис. 6. Изображение ПЛ с ГБО
Рис. 7. Разряженное облако точек
Рис. 8. Маркеры на изображении при обработке
Процесс является длительным ввиду обработки иногда нескольких десятков тысяч изображений. В среднем ПО выявляет около 50 % от имеющихся на изображениях точек, остальные проценты накапливаются вручную.
2. Построение плотного облака точек. Основываясь на рассчитанных положениях камер, программа вычисляет карты глубины для каждой камеры и на их основе строит плотное облако точек (см. рис. 9). Как правило, генерируются очень плотные облака точек: такие же плотные, как у системы 1_ЮАР. Плотное облако точек может быть отредактировано и классифицировано, а также использовано для построения полигональной модели, карты высот или тайловой модели. Также плотное облако может быть экспортировано для дальнейшего анализа в других приложениях6.
3. Построение объемной модели и ее тексту-ризация. На основе плотного облака точек ПО создает объемную 30-модель с возможностью тонкой настройки интерполирования, текстури-зации и т.д. Однако при экспорте моделей создаются единичные части объекта, поскольку в процессе выравнивания фотографий не удается связать весь объект в единое целое.
Для того чтобы собрать объект в целостном представлении, необходимо проходить все этапы обработки заново с изменением отдельных параметров и свойств исходных данных,
6 Руководство пользователя Agisoft Metashape: Профессиональная версия, версия 2.0. Agisoft [Эл. ресурс]. URL: https://www.agisoft.com/pdf/metashape-pro_2_0_ru.pdf (поел, посещение: 11.04.2024).
от чего существенно возрастают временные затраты на получение результата. После получения отдельных моделей и частей объекта далее следует процесс ручного склеивания и сшивания их в программах для создания трехмерной компьютерной графики (Blender 3D). За основу в качестве подложки берутся данные, полученные с помощью гидроакустической съемки: это необходимо для соблюдения масштаба и точностных параметров.
Взвесь в толще воды, поднятый ил со дна, флора и фауна подводной среды — все это оказывает отрицательное воздействие на возможность собрать модель в единую компонентную связность. Наиболее сложной акваторией для проведения ФГМ-съемки, где осуществляют свою деятельность специалисты ЦПИ РГО, является Финский залив, в некоторых местах которого видимость может достигать максимум 30 см.
Результаты
Подводная фотограмметрия широко используется ЦПИ РГО для подводной археологии, а также при осуществлении подводно-технических работ на различных подводных объектах:
— объектах культурного наследия;
— экологический мониторинг
на техногенных объектах;
— объектах подводной нефтегазовой сферы;
— гидротехнических сооружениях.
5-6' 2024 ГИДРОКОСМОС НУОНОСОБМОБ -V-
Пример полученной объемной модели АПЛ проекта 627А (см. рис. 10, 11), выполненной в рамках работ по радиационному обследованию совместно с НИЦ «Курчатовский институт» в 2022 году. Глубина проводимых работ — 250 м, работы производились с помощью ОПА и ТИПА.
2024:2,1 (5-6) :85-96 Анищенко В. А., Кичко С. А., Аобынцев В. В., Фокин С. Г.
Набор исходных фото и видеоизображений занял суммарно 24 часа. Получено более 10 000 фотографий, их обработка и склейка модели заняли 1 календарный месяц ввиду плохого качества фотоснимков, причиной которого стал мелкодисперсный грунт, поднимающийся в виде облака из-за работающих движителей аппаратов.
Рис. 77. Объемная модель АПЛ проекта 627А
Anishhenko V. A., Kichko S. A., Loby'ncev V. V., Fokin S. G.
Пример полученной объемной модели американской подводной лодки Herring (см. рис. 12,13). Глубина проводимых работ — 100 м, работы производились на ОПА.
Суммарное количество снимков — 10 000, на постобработку и склейку затрачено 15 суток. Ввиду удовлетворительной
N/
видимости и малого количества ила процесс создания объемной модели занял сравнительно непродолжительное время.
Пример полученной объемной модели деревянного судна 18 века «Канонерский баркас 8» (см. рис. 14, 15). Глубина проводимых работ — 30 метров.
Рис. 73. Объемная модель ПЛ Herring
Анищенко В. А., Кичко С. А., Лобынцев В. В., Фокин С. Г.
ч
"" 7 ч1 в 1ч Ет^ 1
V
Рис. 74. Объемная модель деревянного судна «Канонерский баркас 8»
Рис. 75. Объемная модель деревянного судна «Канонерский баркас 8»
Работы производились водолазами-операторами и ТИПА. Суммарное количество снимков — 8 000, обработка ввиду плохой видимости (в районе 30 см) заняла 1 календарный месяц.
Заключение
При анализе объемных моделей повреждения, малейшие детали и особенности объекта позволяют профильным специалистам
Anishhenko V. А., Kichko S. А„ Loby'ncev V. V., Fokin S. G.
уже на суше, используя компьютер и соответствующее ПО, оценить повреждения, коррозию и другие характеристики подводного объекта, а также рассчитать объем необходимых подводно-технических работ.
При помощи подводных аппаратов (ОПА, ТИПА, АНПА) с потенциалом их дооснащения специальным оборудованием для фотограмметрии появляется возможность съемки без участия водолазов. При этом по временным затратам и качеству получаемых материалов, а также безопасности для человека использование подводных аппаратов является предпочтительным способом проведения съемки.
Технология получения объемных фотореалистичных моделей подводных объектов требует совершенствования. Существует множество факторов, затрудняющих получение исходных данных, необходимых для постоянного построения моделей: отсутствие отечественных аналогов программного обеспечения для обработки ФГМ, недоступность иностранных и отсутствие обновлений уже имеющихся в использовании продуктов (Agisoft Metashape). Подводная фотограмметрия у иностранных
--
компаний, деятельность которых связана с подводными работами, уверенно популяризируется и совершенствуется, что в свою очередь доказывает актуальность развития данного направления работ в мире.
Также стоит отметить, что дальнейшее развитие фотограмметрии и получение минимальных погрешностей в измерении габаритных характеристик возможно с применением технологии лазерного сканирования (1_ЮАР) — измерение расстояний путем излучения света и замера времени возвращения света обратно.
В привязке к модели данный метод позволяет проводить измерения с точностью до миллиметров, получая истинные габариты во всех измеряемых плоскостях. Практическое применение 1_ЮАР под водой — редкое явление, однако единичные иностранные компании уже пользуются этой технологией. Развитие данного направления и интеграция на НПА необходима для упрощения и получения точностных характеристик подводных объектов, что в значительной степени уменьшит трудозатраты и повысит эффективность проведения подводно-технических работ.
Изображения предоставлены авторами, из архива ЦПИ РГО.
ЛИТЕРАТУРА
1. Краснопевцев Б. В. Фотограмметрия : Учебное пособие по фотограмметрии для студентов 3 курса специальности «картография». М.: МИИГАиК, 2008.161 с.
2. Marre G., Holon F., Luque S., Boissery P., Deter J. Monitoring Marine Habitats With Photogrammetry: A Cost-Effective, Accurate, Precise and High-Resolution Reconstruction Method. Frontiers in Marine Science, May 24, 2019, vol. 6,15 p. D0l:10.3389/fmars.2019.00276
3. Руководство пользователя Agisoft Metashape: Профессиональная версия, версия 2.0. Agisoft [Эл. ресурс]. URL: https://www.agisoft.com/pdf/metashape-pro_2_0_ru.pdf (поел, посещение: 11.04.2024).
4. Diving into underwater photogrammetry. Pix4D, April 20, 2017 [Эл. ресурс]. URL: https://www.pix4d. com/blog/diving-into-underwater-photogrammetry (поел, посещение: 11.04.2024).
5. LiDAR: what it is, and how it is useful for photogrammetry. Pix4D, January 6, 2021 [Эл. ресурс]. URL: https://www.pix4d.com/blog/lidar-photogrammetry (поел, посещение: 11.04.2024).
6. 3D мемориалы. Виртуальный музей «Поклон кораблям великой победы» [Эл. ресурс]. URL: https:// poklonexpedition.com/3d (поел, посещение: 11.04.2024).
REFERENCES
1. Krasnopevcev B. V. Fotogrammetriya : Uchebnoe posobie po fotogrammetrii dlya studentov 3 kursa speciaVnosti "kartografiya" [Photogrammetry: a textbook on photogrammetry for 3rd year students of the specialty "Cartography"]. Moscow, MIIGAiK, 2008,161 p. (In Russ.)
2. Marre G., Holon F., Luque S., Boissery P., Deter J. Monitoring Marine Habitats With Photogrammetry: A Cost-Effective, Accurate, Precise and High-Resolution Reconstruction Method. Frontiers in Marine Science, May 24, 2019, vol. 6,15 p. D0l:10.3389/fmars.2019.00276
^ Анищенко В. А., Кичко С. А., Лобынцев В. В., Фокин С. Г.
3. Rukovodstvo pol'zovatelya Agisoft Metashape. Professional'naya versiya, versiya 2.0 [Agisoft Metashape user manual. Professional version, version 2.0]. Agisoft [Digital resource]. URL: https://www.agisoft.com/ pdf/metashape-pro_2_0_ru.pdf (last visit: 11.04.2024).
4. Diving into underwater photogrammetry. Pix4D, April 20, 2017 [Digital resource]. URL: https://www.pix4d. com/blog/diving-into-underwater-photogrammetry (last visit: 11.04.2024).
5. LiDAR: what it is, and how it is useful for photogrammetry. Pix4D, January 6, 2021 [Digital resource]. URL: https://www.pix4d.com/blog/lidar-photogrammetry (last visit: 11.04.2024).
6. 3D memorialy. Virtual'nyj muzej "Poklon korablyam velikoj pobedy" [3D memorials. Virtual Museum "Bow to the ships of great victory"] [Digital resource]. URL: https://poklonexpedition.com/3d (last visit: 11.04.2024).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Анищенко Вадим Алексеевич, оператор подводных комплексов AHO «ЦПИ РГО» (Россия, 191123,
г. Санкт-Петербург, ул. Захарьевская, д. 3, лит. А), e-mail: [email protected]
Кичко Степан Александрович, начальник про-ектно-инженерного отдела AHO «ЦПИ РГО» (Россия, 191123, Санкт-Петербург, ул. Захарьевская,
д. 3, лит. А).
e-mail: [email protected]
Лобынцев Владимир Васильевич, доцент кафедры «Электроэнергетика транспорта» Института транспортной техники и систем управления Российского университета транспорта (Россия, 127055, г. Москва, ул Новосущевская, д. 22, стр. 1) e-mail: [email protected]
Фокин Сергей Георгиевич, исполнительный директор AHO «ЦПИ РГО» (Россия, 191123, г. Санкт-Петербург, ул. Захарьевская, д. 3, лит. А), e-mail: [email protected]
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Anishchenko Vadim Alekseevich, ROV Pilot, Autonomous Non-Profit Organization "URC RGS" (ul. Zaxar'evskaya, d. 3, lit. A, St. Petersburg, 191123, Russia), e-mail: [email protected]
Kichko Stepan Aleksandrovich, Head of Project and Engineering Department, Autonomous Non-Profit Organization "URC RGS" (ul. Zaxar'evskaya, d. 3, lit. A, St. Petersburg, 191123, Russia), e-mail: [email protected]
Loby'ncev Vladimir Vasil'evich, Associate Professor of Department of Electrical Engineering of Transport at the Institute of Transport Technologies and Control Systems of the Russian University of Transport (ul. Novoschevskaya, d. 22, building 3, Moscow, 127055, Russia)
e-mail: [email protected]
Fokin Sergey Georgievich, Executive Director, Autonomous Non-Profit Organization "URC RGS" (ul. Zaxar'evskaya, d. 3, lit. A, St. Petersburg, 191123, Russia).
e-mail: [email protected]
Поступила в редакцию 11.09.2023 Поступила после рецензирования 15.03.2024 Принята к публикации 30.04.2024
Received 11.09.2023 Revised 15.03.2024 Accepted 30.04.2024
Koshkin P. V., Kramorenko M. V., Yarkov A. M.
ТЕХНИКА / ТЕХНОЛОГИИ | TECHNOLOGY / TECHNOLOGIES Оригинальная статья | Original paper
DPI: 10.24412/2949-3838-2024-56-97-110_УДК 626.02: 627.02
ВОДОЛАЗНЫЙ КОМПЬЮТЕР И ПРАВИЛА ПО ОХРАНЕ ТРУДА ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ВОДОЛАЗНЫХ РАБОТ
П. В. Кошкин , М. В. Краморенко , А. М. Ярков
AHO «Центр подводных исследований Русского географического общества», г. Санкт-Петербург, Российская Федерация Ж [email protected]
Аннотация Водолазные компьютеры нашли широкое применение при водолазных спу-
сках в автономном снаряжении не только за рубежом, но и в нашей стране. Развитие водолазных компьютеров продолжается, они совершенствуются и позволяют выбирать адекватный режим декомпрессии с учетом фактических условий каждого водолазного спуска. Действующие Правила по охране труда при проведении водолазных работ и Правила водолазной службы Военно-Морского Флота (далее — Правила) требуют при выборе режимов декомпрессии использовать только таблицы. Таблицы декомпрессии статичны и являются дискретными. Использование таблиц имеет ряд недостатков. Водолазный компьютер способен рассчитывать и корректировать режим декомпрессии в процессе водолазного спуска. Водолазные компьютеры оказались вне правового поля. Налицо противоречие между техническим прогрессом и существующими руководящими документами по водолазному делу. Опыт проведения водолазных работ в ЦПИ РГО в течение последних пяти лет с использованием для обеспечения безопасности рискориентированного подхода показывает, что сложившаяся ситуация может быть решена внесением изменений в Правила при их переработке и пересмотре в 2025 году.
Ключевые слова водолаз, водолазный компьютер, профиль водолазного спуска, выбор режима декомпрессии, правила по охране труда
Для цитирования Кошкин П. В., Краморенко М. В., Ярков А. М. Водолазный компьютер и Правила по охране труда при проведении водолазных работ // Гидрокосмос. 2024. Т. 2, 1. № 5-6. С. 97-110. Р01: 10.24412/2949-3838-2024-56-97-110
DIVE COMPUTER AND OCCUPATIONAL SAFETY RULES DURING DIVING OPERATIONS
P. V. Koshkin , M. V. Kramorenko , A. M. Yarkov
ANO "Underwater Research Center of the Russian Geographical Society," St. Petersburg, Russian Federation ^ [email protected]
Abstract Dive computers have found widespread use in autonomous diving equipment,
both overseas and in this country. Dive computers are constantly being upgraded,
v Кошкин П. В., КраморенкоМ. В., Ярко в А. М.
allowing for the selection of an appropriate decompression mode based on the actual conditions of each dive. The current Rules on Occupational Safety in Diving Operations [1] and Navy Diving Rules [2] (collectively referred to as the Rules) require the use of only tables when choosing decompression modes. Decompression tables are static and discrete. The use of tables has a number of drawbacks. A dive computer is capable of calculating and adjusting the decompression mode during the dive. Dive computers operate outside the legal framework. There is a contradiction between technological progress and existing regulatory documents on diving. The experience of conducting diving operations at the Underwater Research Center of the Russian Geographical Society over the past five years using a risk-based approach to ensure safety shows that the current situation can be addressed by making changes to the Rules during their revision in 2025.
Keywords diver, dive computer, dive profile, decompression mode selection, Occupational
Safety Rules
For citation KoshkinP.V., Kramorenko M. V., YarkovA. M. Dive computer and occupational
safety rules during diving operations. Hydrocosmos. 2024. Vol. 2, 1, no. 5-6, pp. 97-110. DOI: 10.24412/2949-3838-2024-56-97-110 (In Russ.)
Особенности физиологии человека, находящегося под повышенным давлением водной или газовой среды, приводят к необходимости проведения адекватной декомпрессии. При понижении окружающего давления растворенные в крови и тканях водолаза индифферентные газы должны выводиться без образования пузырьков свободного газа, нарушающих нормальную работу организма в целом и приводящих к декомпрессионной (кессонной) болезни. Для предупреждения декомпрессионной болезни предназначены таблицы декомпрессии, приведенные в руководящих документах по водолазному делу. В нашей стране для водолазов, состоящих в трудовых отношениях с работодателями, применяют таблицы из Правил по охране труда при проведении водолазных работ (Приказ Минтруда России от 17.12.2020 № 922н)1, для водолазов-военнослужащих — из Правил водолазной службы Военно-Морского Флота (ПВС ВМФ-2002)2 (далее — Правила). Водолазы, спускающиеся под воду для выполнения задач вне трудовых и непосредственно связанных с ними отношений, пользуются либо вышеуказанными, либо зарубежными таблицами декомпрессии,
1 Правила по охране труда при проведении водолазных работ : утверждены приказом Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации от 17 декабря 2020 г. № 922н. М.: МОРКНИГА, 2022. 222 с.
2 Правила водолазной службы Военно-Морского Флота. ПВС ВМФ-2002 : утверждены приказом главно-
командующего Военно-Морским Флотом от 24 декабря 2002 г. № 506. M.: Воениздат, 2004. Ч. 1,119 е., Ч. II, 176 е., Ч. Ill, 184 с.
либо проводят декомпрессию по данным (рекомендациям) водолазных компьютеров, как правило, зарубежного производства.
Основное свойство и одновременно недостаток таблиц декомпрессии — статичность. Режим декомпрессии выбирают по таблице, «входя» в нее с глубиной водолазного спуска и экспозицией на грунте. Изменения глубины в процессе водолазного спуска не учитывают, считая глубину пребывания водолаза постоянной. Время компрессии засчитывают в экспозицию на грунте, что является преднамеренной «ошибкой в безопасную сторону». При глубоководных водолазных спусках в экспозицию включают половину времени, затраченного на достижение глубины3. Таблица указывает глубину и время перехода для первой декомпрессионной остановки, шаг декомпрессии и время нахождения на каждой последующей остановке. Полученные данные обязательны для исполнения. Любое отклонение от параметров таблицы ведет к неадекватной декомпрессии и запрещено Правилами. Отдельно указан порядок действий в случае нарушения режима декомпрессии, когда водолаз по каким-либо причинам или пропускает одну-две декомпрессионные остановки, или поднимается на поверхность без декомпрессии, пропустив все остановки (такое возможно при
3 Правила водолазной службы Военно-Морского Флота. ПВС ВМФ-2002 : утверждены приказом главнокомандующего Военно-Морским Флотом от 24 декабря 2002 г. № 506. M.: Воениздат, 2004. 4.1,119 е., 4. II, 176 е., 4. Ill, 184 с.
Koshkin P. V., Kramorenko M. V., Yarkov A. M.
выбросе водолаза или «аварийном» всплытии). В результате из таблиц выбирается другой режим декомпрессии, действия по которому или устранят последствия ошибки, или смягчат их для водолаза. Характерно, что не водолаз выбирает адекватный условиям спуска режим декомпрессии, а лицо, осуществляющее медицинское обеспечение. За реализацию режима декомпрессии и его выполнение отвечает руководитель (командир) водолазного спуска. Водолаз на подготовительном этапе водолазного спуска лишь знакомится с параметрами предстоящей декомпрессии: экспозицией на грунте, предполагаемыми глубиной первой остановки и общим временем декомпрессии. С точки зрения реализации режима декомпрессии водолаз является исполнителем и действует по командам с поверхности. Именно такой порядок декомпрессии предусмотрен Правилами. Разработаны и применяются на практике таблицы для особых случаев, таких как условия высокогорья, повторные в течение дня спуски под воду, задержка водолаза на грунте в аварийной ситуации4, использование искусственных газовых смесей5, в том числе 40 % КАС, и других. При проведении глубоководных водолазных спусков четко регламентирована в случае необходимости замена в процессе декомпрессии искусственной дыхательной газовой смеси на смесь с большим процентным содержанием кислорода или на воздух.
При автономных спусках под воду водолазы-любители сами выбирают и реализуют режим декомпрессии, что требует понимания и выполнения ими определенных правил. Не связанные трудовыми взаимоотношениями с работодателем, эти водолазы берут на себя все риски, сопряженные со спуском под воду. В качестве компенсирующих мер для снижения риска получения декомпрессионных расстройств принимаются наличие и умение пользоваться таблицами декомпрессии или водолазным компьютером, а также тщательное планирование предстоящего спуска под воду с учетом многих факторов.
4 Правила по охране труда при проведении водолазных работ : утверждены приказом Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации от 17 декабря 2020 г. № 922н. М.: МОРКНИГА, 2022. 222 с.; Правила водолазной службы Военно-Морского Флота. ПВС ВМФ-2002: утверждены приказом главнокомандующего Военно-Морским Флотом от 24 декабря 2002 г. № 506. М.: Воениздат, 2004. Ч. I, 119 е., Ч. II, 176 е., Ч. Ill, 184 с.
5 ПВС ВМФ-2002. М.: Воениздат, 2004. 4. I, 119 е.,
4. II, 176 е., 4. Ill, 184 с.
-V-
Существует понятие профиля водолазного спуска — график изменения глубины нахождения водолаза во времени. Профиль подразделяют на предварительный (планируемый) и реализованный (фактический). При использовании водолазного компьютера в режиме планировщика погружений можно получить профиль водолазного спуска, рекомендованный для применения. После спуска под воду компьютер позволяет визуализировать изменения глубины. Это очень удобно для планирования и последующего разбора каждого спуска под воду. В настоящее время в России, согласно действующим нормативным документам по водолазному делу, в условиях жесткой регламентации процесса декомпрессии с применением таблиц само понятие «профиль водолазного спуска» не имеет практического смысла. В зарубежной практике все водолазы, в том числе обучаемые водолазному делу (на профессиональном уровне или нет), имеют понятие о профиле и осваивают его практическое применение.
Интересно сравнить профили водолазного спуска, проводимого с использованием водолазного компьютера, с аналогичным спуском, в котором декомпрессия водолазов предполагается с применением таблиц (см. рис. 1-3).
В качестве примера рассмотрим некий водолазный спуск на глубину 40 м при дыхании воздухом с экспозицией на грунте 45 мин. В таблицу декомпрессии «входим» с этими параметрами, при этом таблица существует только для глубины 42 м и экспозиции 45 мин. (приложение 10 к Правилам6). На выбор режима декомпрессии влияет и натренированность водолаза. Малотренированных водолазов предписывается выводить по удлиненному режиму (столбец вправо). Для тренированных и для нетренированных водолазов графики декомпрессии, построенные по данным таблицы, представлены кривыми на рисунках 1 и 2.
Предварительный профиль водолазного спуска, рассчитанный с помощью водолазного компьютера, представлен кривыми на рисунке 3. При использовании для расчета алгоритма Бульмана ZHL-16C, градиент-факторная модель, 16 тканей в модификации
6 Правила по охране труда при проведении водолазных работ : утверждены приказом Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации от 17 декабря 2020 г. № 922н. M.: МОРКНИГА, 2022. 222 с.
Кошкин П. В., КраморенкоМ. В., Ярко в А. М.
__ — "1 ¡■--{"А / ___
иТ" *— г
у -т г /
г— М"
Г Щ. 1 -т" т 1 — — —
I У _ _ _ - *_
'I 1
-р*1 «ин д» юн ар* [СИ» по дай ны М ВС дог 1Л1И ого
I
у
—_ р*кии дкомпрмсин ВМС США римн д• <омпр*ссии по ПОТ при ПВР
у /-['■
риии д«*омпрегсин по ПВС ВМФ-5002 ■ декомпрессии по ПВС ЙМФ-2С02
_]__ —|-— — —
режим декомпрессии по данным водолазного
водолаза для данного профиля водолазного спуска
Время, м
Глубина -40 м Экспозиция - 46 мин
Профили водолазного спуска для тренированных водолазов
Глубина, м
Рис. 7. Гоафики декомпрессии для тренированных водолазов по таблицам
Глубина, м Экспозиция'-^ мин Профили водолазного спуска для нетренированны* водолазов
1 ( > 1 ! _ 1 И "Г 11 -[ — ...Л г:
1 » 1 1 1 > г Г* 1- -| ¿-4 : : и к- - ... — — ■—1—
1 г
н"
г- ¿А - ражим ии по данным водолазного
| ■■ икомлрк*
--
- ражим декомпрессии по ПОТ при ПВР
/
■Т •—1 > - ражим декомпрессии по ПВС ВМФ-2002
г 1 'Т -
.... - ражим декомпрессии ПО ПВС БМФ-2СЮ2
1 (декомпрессия из поверхности в барокамера)
[
- режим декомпрессии поданным водолазного
П уы гтчры ы* линии 'Визуализация процесса иасыщания-рлссыщамия организма вод ол ада для данного профиля яодоллзного
списка
Время, мин
0 5 40 50 « 70 ВЭ 90 100 1« 120 Ш 1« 1» 1» 170 1Ю 190 200 210 220 230
Рис. 2. Гоафики декомпрессии для нетренированных водолазов по таблицам
Koshkin P. V., Kramorenko M. V., Yarkov A. M.
Глубина-40 m
Гл/бина. m экспозиция-« мин Профили водолазного спуска по данным водолазного компьютера
"Т .... _ ________ — — /
--- / / /
st е--1
\ —
\ / I ----- ----
I ,f __ - * *
У * 1 --'
.J { ¿1-
//
Д'Т Г*
s
Л I
л А /] -rj «Н1 -фо то р IU (MIL 0, о ид OKOI ЛПр есс 4И - S6 ЛИН (0 ч 56 ми* 1
- г рАДиомт-фачтор 30/70, время декомпрессии - 139 мин {2 ч 19 мин}
Г/|
- градиент-фа кто pdf 10. время декомпрессии- 615 МИН (10 Ч 15 мин|
Пунктирные линии - в и ivan и заи ня т роиас с а н а с ы те н ня-оа с с ыщен и я od га ни i w л н о до ла ja
Время, м
О 5 4(1 50 60 70 30 90 «С 110 НО 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230
Рис. 3. Гоафики декомпрессии по данным водолазного компьютера
Эрика Бейкера7, очевидно, что все графики декомпрессии расположены в зоне между кривыми с градиент-фактором 100/100 (GF 100/100 — самый «жесткий» режим декомпрессии) и GF 0/10 (самый «мягкий» режим, не имеющий практического смысла в силу своей продолжительности). Компьютерная программа способна рассчитать режим декомпрессии с любым градиент-фактором.
Понятие градиент-фактора было введено Эриком Бейкером (Erik Baker) в алгоритм Бульмана, чтобы дать понимание, как близко профиль декомпрессии (снижения давления) будет приближаться к рассчитанной М-оценке, то есть к максимально допустимой разнице между напряжением газа в тканях и внешним давлением (в зависимости от глубины и типа ткани). Рассчитанная математически М-оценка не учитывает индивидуальные особенности организма человека, характер водолазного спуска, факторы тренированности водолаза, температуры воды и другие, поэтому возникает значимый риск развития декомпрессионной
7 Bühlmann А. А., VöllmE. В., NussbergerP. Tauchmedizin: Barotrauma, Gasembolie, Dekompression, Dekompressionskrankheit, Dekompressionscomputer. Berlin, Springer, 2002, 253 p. ISBN 978-3-642-62753-8
болезни. С технической точки зрения градиент-фактор— это параметр, вводимый в настройки водолазного компьютера для «смягчения» режима декомпрессии.
Градиент-факторная (ОП модель является наиболее гибким алгоритмом для расчета режимов декомпрессии с использованием воздуха, кислородно-азотных и кислородно-азотно-гелиевых смесей. ОР-модель способствует аргументированному выбору «глубоких остановок» (декомпрессионных выдержек на больших глубинах) в зависимости от насыщения тканей и используемых дыхательных газовых смесей. Если установить СР 100/100, получится математически рассчитанный алгоритм М-оценки в чистом виде без каких-либо глубоких остановок. При установке вР 0/0 время декомпрессии стремится к бесконечности. Два параметра вР обычно записываются как «нижний вР % / верхний вР %» или вР 20/80, где 20 % — нижний вР, а 80% —верхний вР8.
8 ЗверевД.П., БычковС.А., Мясников А. А., ЯрковА.М., ХаустовА.Б., КленковИ.Р., ФокинС.Г. Возможности ультразвуковых способов в диагностике декомпрессионной болезни // Морская медицина. 2021. Т. 7. № 4. С. 75-83.
-V-
При проведении экспериментальных водолазных спусков в ЦПИ РГО обычно применялись ОР 10/80 и ОР 30/70, которые давали приемлемый режим декомпрессии с точки зрения предупреждения декомпрессионных расстройств и ограничения пребывания водолазов в холодной воде. В рассматриваемом примере общее время декомпрессии отличается незначительно (см. рис. 3).
Характерно, что графики «табличных» режимов декомпрессии как для тренированных, так и для нетренированных водолазов расположены в зоне между кривыми ОР 100/100 и ОР 0/10, рассчитанными с помощью компьютерной программы (см. рис. 1, 2). При использовании водолазного компьютера в режиме планировщика водолазных спусков при построении профиля водолазного спуска программа дополнительно выводит на экран ориентировочный график процесса насыще-ния/рассыщения организма индифферентными газами, показанный на рисунках 1-3 пунктирными линиями (визуализация процесса насыщения/рассыщения). Для наглядности на рисунках 1-3 показаны эти кривые и для режимов декомпрессии, выбранных по таблицам.
Как известно, выбрать адекватный условиям водолазного спуска режим декомпрессии— это только полдела. Реализация режима на практике — куда более сложная задача.
По данным таблиц декомпрессии, руководителю водолазных спусков становятся известны: глубина первой декомпрессионной остановки, время перехода на нее, шаг декомпрессии (3 м) и время выдержек на последующих остановках. Глубина нахождения водолаза должна выдерживаться с точностью ±1 м, время перехода на очередную декомпрессион-ную остановку засчитывается как пребывание на ней, а выход с последней декомпрессионной остановки на поверхность должен быть осуществлен не менее чем за 1-3 мин.
Одним из способов сокращения времени воздействия на водолаза охлаждающего фактора водной среды является декомпрессия на поверхности, применение которой в настоящее время для водолазов-профессионалов практически невозможно. Правила9 предусма-
9 Правила по охране труда при проведении водолазных работ : утверждены приказом Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации от 17 декабря 2020 г. № 922н. M.: МОРКНИГА, 2022. 222 с.
Кошкин П. В., КраморенкоМ. В., Ярко в А. М.
тривают такой порядок действий, но в опубликованных таблицах отсутствуют «звездочки» как таковые. Звездочкой в таблице декомпрессии отмечена глубина, с которой после выдержки на ней водолаз может быть поднят на поверхность, минуя все декомпрессион-ные остановки, освобожден от водолазного снаряжения и помещен в барокамеру для продолжения декомпрессии. При этом давление в барокамере поднимают до давления, соответствующего глубине, с которой он был извлечен на поверхность. Отмечено, что на эти действия отводится не более 5 мин. Предписано также декомпрессию в барокамере продолжать по удлиненному режиму после десятиминутной выдержки или без нее. В случае если водолаза подняли с остановки на глубине 6 м или выше, выдержка не делается. Следуя Правилам, руководитель водолазного спуска не имеет права сократить как-нибудь время нахождения водолаза под водой даже в случае необходимости, например, появления у водолаза признаков переохлаждения. Поднять водолаза на поверхность по п. 12 приложения 10, предписывающему действия на случай пропуска водолазом при подъеме с грунта одной-двух декомпрессионных остановок или всплытия на поверхность с пропуском всех остановок, связано с риском развития декомпрессионных расстройств. В Правилах существует некоторая неопределенность, связанная с формулировками: «как можно быстрее спустить на остановку, расположенную на 3 м глубже первой остановки...» и «перевести в барокамеру для проведения мероприятий по профилактике декомпресси-онного заболевания». Приложение 8 никаких рекомендаций на этот случай не дает. Налицо несовершенство существующего руководящего документа.
В Правилах10 вопросы применения приведенных там таблиц декомпрессии проработаны четче и более понятны. Порядок действий расчета водолазной станции расписан и может быть ситуативно применен на практике (см. рис. 1, 2). Сами таблицы рабочей декомпрессии, кроме предназначенной для спусков в условиях высокогорья, имеют двухметровый шаг декомпрессии. Вместе с тем сам документ применим только для Военно-Морского Флота и частично для других силовых структур
10 Правила водолазной службы Военно-Морского Флота. ПВС ВМФ-2002 : утверждены приказом главнокомандующего Военно-Морским Флотом от 24 декабря 2002 г. № 506. M.: Воениздат, 2004. 4. 1,119 е., 4. II, 176 е.,
4. Ill, 184 с.
КоБИкт Р. V., Кгатогепко М. V., Уагкоу А. М.
России, то есть носит ведомственный характер. Предназначение документа то же: то есть создание безопасных условий проведения водолазных работ для их участников.
В ходе водолазного спуска при декомпрессии, проводимой по таблицам, недостатки применения таблиц проявляются в полной мере. В декомпрессии участвуют руководитель (командир) водолазного спуска (непосредственное руководство процессом, выражающееся в отдаче команд), лицо, осуществляющее медицинское обеспечение (контроль и корректура режима по необходимости, выдача рекомендаций), сам водолаз (выполнение команд по переходу на очередную декомпрессионную остановку) и обеспечивающий водолаз [выборка кабель-шланговой связки (КШС) водолаза или сигнального конца, контроль скорости перехода водолаза на следующую остановку, доклады руководителю (командиру) водолазных спусков, доклады о продолжительности водолазного спуска]. Контроль нахождения водолаза на предписанной режимом глубине тоже непростая задача. Вариантов четкого соблюдения глубины остановки несколько: по маркам на КШС (сигнальном конце) водолаза, по маркам на спусковом конце (маркируется не от поверхности, а от грунта, что тоже может привести к ошибкам), по глубиномеру как наручному (у водолаза), так и пневматическому (если в состав КШС водолаза входит трубка глубиномера, соединенная с манометром на посту управления водолазными работами), по механическому счетчику троса спускоподъемного устройства водолазной беседки.
Кроме того, водолазные работы не всегда проводят в условиях отсутствия морского волнения. Каждая волна при прохождении над водолазом изменяет значение гидростатического давления вокруг него. Пусть и незначительно, но все же изменяет. В качестве примера можно привести события в Адлере в декабре 2016 года, когда на глубине около 20 м проводились масштабные работы по обследованию дна открытой акватории. Характер работ требовал проведения водолазных спусков при высоте волны около 1 м. Водолаз, особенно на декомпрессионных остановках 4 и 2 м, в полной мере испытывал на себе последствия прохождения волн, ощущал дополнительную нагрузку на организм, а работа водолазной станции проходила в сложной оперативной обстановке, связанной с необходимостью проведения декомпрессии на поверхности. В тех условиях работы были выполнены только благодаря
--
слаженным действиям расчета водолазной станции и были связаны с серьезными рисками, в первую очередь, с опасностью неадекватной декомпрессии.
Роль водолаза в процессе декомпрессии— исполнение команд и доклады по связи. Ответственность лежит на руководителе (командире) водолазных спусков, а за выбор и корректуру режима — на лице, осуществляющем медицинское обеспечение.
Фактическое насыщение организма водолаза индифферентными газами никак не учитывается, поскольку это лежит за областью решения задач водолазной станции. Нет признанных методик. Есть только «конечный продукт» — выбранная из соответствующей таблицы строка (столбец) декомпрессии. Особенно это проявляется при необходимости вести работы на затонувших объектах, где водолаз в процессе спуска меняет глубину, часть времени проводит у грунта, а другую на меньшей глубине. Правила11 предписывают считать, что водолаз все время компрессии и изопрессии находится на максимальной глубине (на грунте). Это обстоятельство негативно влияет на эффективность водолазного труда, удлиняя продолжительность водолазного спуска, увеличивая время нахождения водолаза в холодной воде, повышая нагрузку на всех участников водолазных работ. Особенно это рельефно видно, если в качестве критерия эффективности проведения водолазных работ (Рэф.) ввести соотношение времени работы водолаза на объекте работ (Траб.) к общему времени водолазного спуска (Тобщ.):
[*эф. = Траб. / Тобщ. (1)
Показательным примером явились водолазные работы, проведенные водолазами ЦПИ РГО в августе-сентябре 2021 г. в заливе Степового на архипелаге Новая земля12.
11 Правила по охране труда при проведении водолазных работ : утверждены приказом Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации от 17 декабря 2020 г. № 922н. М.: МОРКНИГА, 2022. 222 с.; Правила водолазной службы Военно-Морского Флота. ПВС ВМФ-2002 : утверждены приказом главнокомандующего Военно-Морским Флотом от 24 декабря 2002 г. № 506. М.: Воениздат, 2004. 4. I, 119 е., 4. II, 176 е., 4. Ill, 184 с.
12 Александрове. А., Фокин С. Г., Краморенко М. В. Управление рисками при водолазных работах // Нептун XXI век. Водолазный проект. 2021. № 6 (129). С. 50-57.
