航海模擬器與航海職業(yè)情境意識的培養(yǎng)

劉永利

（青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院，山東 青島 266071）

航海模擬器與航海職業(yè)情境意識的培養(yǎng)

劉永利

（青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院，山東 青島 266071）

通過對一起船舶碰撞事故人為因素的分析和航海模擬器實驗，指出船舶駕駛員的情境意識水平對船舶安全的重大影響，在探討情境意識的起源、定義及與船舶安全的關(guān)系的基礎(chǔ)上，提出充分利用航海模擬器培訓(xùn)來培養(yǎng)航海類專業(yè)學(xué)生及船員的情境意識，并結(jié)合案例給出建議。

航海模擬器；航海類專業(yè)學(xué)生；情境意識

一、引言

2011年7月29日2000時，XTH號船與BO號船均航行于馬六甲海峽分道通航制東南向的分道內(nèi)。223442時，兩船第一次發(fā)生碰撞；223541時，兩船發(fā)生第二次碰撞；2315時，BO號船長宣布棄船；約40分鐘后，BO號船因進水沉沒。主管機關(guān)從避碰規(guī)則適用（避碰義務(wù)、視覺瞭望、安全航速）、值班安排、VHF適用及雷達操作等方面進行了全面的事故調(diào)查，但筆者通過研究兩船航行記錄，卻發(fā)現(xiàn)在這起碰撞事故中，在相關(guān)規(guī)則條款以外的一個重要的人為因素——船員的職業(yè)情境意識不足，是造成這起海事的一個不容忽視的因素。本文利用航海模擬器對船舶駕駛員情境意識水平對船舶安全的影響進行實驗分析，結(jié)合情境意識理論，探討利用航海模擬器對航海類專業(yè)學(xué)生及船舶駕駛員進行情境意識培養(yǎng)的方法。

二、利用航海模擬器進行職業(yè)情境意識實驗及分析

在對XTH號船與BO號船的碰撞發(fā)生前的VDR記錄、特別是VHF通信和雷達圖像進行分析后發(fā)現(xiàn)，出事船值班駕駛員，尤其是XTH號船值班駕駛員在此過程中的一系列行為和反應(yīng)，顯然缺少了船員在特定時間段內(nèi)對影響到船舶安全的關(guān)鍵因素、信息的識別、了解和處理以及對未來局面的應(yīng)有的預(yù)測判斷能力，即情境意識。

XTH號船的VHF通信記錄顯示，2227時，兩船相距1.1海里，CPA0.7海里，BO號船：“Xin Tai Hai, this is B Oceania, please keep clear of me, because I am not under command.”此時，XTH號船三副應(yīng)馬上清楚地意識到BO號船正處于“船舶失控”狀態(tài)，但令人遺憾的是，該三副卻似乎完全沒有意識到這一點，經(jīng)過對方多次溝通，直到2231時，似乎才真正明白BO號船的狀態(tài)，浪費了寶貴的6分鐘。即使XTH號船三副沒有聽懂上述通告，2225時他已看到了BO號船亮起的垂直兩盞紅燈，但仍然未對局面做出正確判斷。因為主機故障剛發(fā)生時船速較高，舵效較好，是充分利用舵效的短暫時機，隨著船速降低，舵效會變得極差，從而無法控制船舶，此外，這也是IMO第SN/Circ.198號通函《船舶通過馬六甲和新加坡海峽的航行規(guī)則》的要求。因此當(dāng)三副意識到BO號船失控時，應(yīng)馬上想到BO號船可能會右轉(zhuǎn)進入沿岸通航帶，將船脫離主航道，而從VDR記錄看，XTH號船三副顯然完全沒有意識到這一點。

為了分析造成類似碰撞事故的深層原因，筆者利用航海模擬器，結(jié)合培訓(xùn)工作進行了船舶駕駛員情境意識實驗。

1．實驗內(nèi)容及結(jié)果

首先在模擬器上精心制作了與上述碰撞案例盡可能相似的練習(xí)，時間、海區(qū)、能見度、風(fēng)流等盡可能逼真地模擬事故現(xiàn)場，僅在XTH號船的數(shù)學(xué)模型上做了改動，為了適應(yīng)培訓(xùn)的需要，選用了一個排水量6萬噸的散貨船模型替代。兩項實驗?zāi)M練習(xí)完全相同，僅實驗人群不同。

實驗1.實驗對象為過渡期船長駕駛員駕駛臺資源管理培訓(xùn)學(xué)員。共15期，每期8～10人，分3個本船，每個本船3～4人，由職務(wù)為船長、大副、二/三副的船員搭配組成駕駛臺團隊。該練習(xí)被安排在學(xué)員熟悉完設(shè)備和船舶模型之后的第二次模擬練習(xí)。除理論課外，在此之前，沒有進行針對性的模擬練習(xí)，練習(xí)前也未作任何提示性介紹。

實驗結(jié)果：45個本船次的模擬練習(xí)中，未發(fā)生一次類似前述的碰撞事故，與失控船會遇的最近距離也有0.2海里以上。

實驗2.實驗對象為高職航海學(xué)院在校生，駕駛11級船舶操縱、避碰與駕駛臺資源管理培訓(xùn)。共5個班，每個班35～40人，分成兩組，上下午各1組，每組約20人，分成4個本船，每個本船4～5人，組成駕駛臺團隊。該實驗性練習(xí)被安排在學(xué)員熟悉完設(shè)備和船舶模型之后的第一次模擬練習(xí)，練習(xí)前也未作任何提示性介紹。

實驗結(jié)果：40個本船次的模擬練習(xí)中，發(fā)生類似前述的碰撞事故3次，與失控船近距離駛過（CPA<0.2）2次。

2.實驗結(jié)果分析

實驗1：由于參加過渡期駕駛臺資源管理培訓(xùn)的學(xué)員都是有著豐富工作經(jīng)驗的在職船員，而且不同的職務(wù)搭配組成了良好的駕駛臺團隊。當(dāng)他們初次聽到BO號船（模擬）由VHF發(fā)布的航行警告時，便引起高度警覺，并迅速與失控船進行溝通，了解其動態(tài)；有的本船還通過VTS對失控船的情況作進一步的了解；甚至有一小部分本船在BO號船尚未播發(fā)航行警告時就通過雷達觀察發(fā)現(xiàn)了其動態(tài)，進而通過號燈對其動態(tài)做出準(zhǔn)確判斷。一半以上的本船能夠意識到失控船會右轉(zhuǎn)脫離主航道，駛向沿岸通航帶。高水平的情境意識使他們在第一時間對局面做出了準(zhǔn)確的判斷，避開了突發(fā)的緊迫局面。

實驗2：如前所述實驗人群是駕駛11級在校生，專業(yè)理論課幾乎已全部學(xué)完，正在為大證統(tǒng)考做準(zhǔn)備。由于學(xué)院實習(xí)條件較差，學(xué)生僅有一次煙臺—大連之間客滾船上的認(rèn)識實習(xí)，幾乎無任何航行經(jīng)驗。雖然絕大部分學(xué)生通過了英語四級考試，但他們對BO號船（模擬）播發(fā)的航行警告幾乎無任何反應(yīng)。觀察發(fā)現(xiàn)，值班人員的精力都集中在對雷達和ECDIS的觀察上，更談不上主動與失控船和VTS進行溝通。他們對局面變化的感知完全是麻木的，即其缺乏應(yīng)有的職業(yè)情境意識，直到船舶進入緊迫局面時才開始倉促采取避讓行動。 從實驗結(jié)果可見，駕駛員的情境意識水平對船舶安全有重大影響。

三、情境意識及其獲得途徑

1.情境意識理論

情境意識（Situation Awareness，簡稱SA） 的概念最早出現(xiàn)在航空心理學(xué)中，描述飛行員對作戰(zhàn)飛行操縱的理解，[1]其意思是指飛行員要準(zhǔn)確了解其周圍的飛行環(huán)境，包括飛機的俯仰和偏航，風(fēng)向、風(fēng)速，外部的溫度和高度等影響飛行安全的因素。情境意識是個體對不斷變化的外部環(huán)境的內(nèi)部表征，業(yè)內(nèi)常用喪失情境意識來表述飛行員操縱上的失誤。在復(fù)雜、動態(tài)變化的信息環(huán)境中，情境意識是影響操作者決策和績效的關(guān)鍵因素。在眾多情境意識的定義中，引用最廣泛的是Endsley提出的。她認(rèn)為情境意識是在特定的時間和空間內(nèi)，對環(huán)境中各種要素的知覺、對其意義的理解及預(yù)測它們隨后的狀態(tài)。[2]Endsley 的定義從認(rèn)知心理學(xué)中信息加工模型的角度，把情境意識劃分為三個階段：知覺、理解和預(yù)測。[2]

第一個階段，即知覺，是指人們對周圍環(huán)境中各種要素的知覺。[2]如船舶在狹窄水道航行，駕駛員對周圍船舶的種類、數(shù)量、航向、航速、航道寬度、水深、航標(biāo)、能見度等的察看和選擇性注意。在這個階段中，人們有選擇地注意某些關(guān)鍵要素（選擇性注意）和能夠短暫地記住這些關(guān)鍵要素及其特性（短時記憶）是良好情境意識的重要前提。

第二個階段，即理解，是指人們對前一個階段中記憶里的關(guān)鍵要素和關(guān)鍵要素之間關(guān)系的理解和判斷。[2]如船舶航行中，周圍船舶哪個要轉(zhuǎn)向、哪個要追越、哪個會保向保速、哪個失控等。在這個階段中，人們大腦中正在進行的思維活動（工作記憶）和人們已有的知識經(jīng)驗（長時記憶）起著非常重要的作用。

第三個階段，即預(yù)測，是指人們根據(jù)前兩個階段的結(jié)果，對可能的各種行為結(jié)果進行預(yù)測和比較，確定一種最佳的操作方式。[2]如由于狹窄水道內(nèi)船舶很多、能見度變差，所以決定減速航行。在這個階段中，決策的果斷性和某些人格特征等高級心理過程起著重要作用，如認(rèn)知風(fēng)格的不同或價值觀的差異會最終決定個體對某種行為方式的評估和偏好。

簡而言之，情境意識是對影響團隊完成預(yù)定目標(biāo)的關(guān)鍵要素、信息的識別、了解和處理，即隨時隨地知道你周圍正在和即將發(fā)生什么。在船舶工作中，情境意識又指發(fā)現(xiàn)、識別失誤鏈，并在事故發(fā)生前中斷失誤鏈的能力。保持高水平的情境意識可隨時掌握即將發(fā)生的與團隊和團隊任務(wù)相關(guān)的事情，及時發(fā)現(xiàn)失誤；喪失情境意識則意味著失誤鏈正在形成。情境意識水平越高，發(fā)生事故的風(fēng)險越小；反之，則產(chǎn)生高風(fēng)險。

2.個體情境意識的獲得

個體情境意識的獲得，主要有以下幾個途徑：（1）經(jīng)驗。經(jīng)驗是從多次實踐中得到的知識或技能，是體驗或觀察某一事件后所獲得的心得并應(yīng)用于后續(xù)作業(yè)。航海是一項實踐性很強的工作，航海實踐積累是增強感知靈敏性與正確性的重要途徑。（2）計劃和準(zhǔn)備。周密的計劃和準(zhǔn)備工作可以及時發(fā)現(xiàn)行動中偏差和問題，并預(yù)測下一步的發(fā)展趨勢。（3）資源管理。通過船舶管理人員對駕駛臺工作環(huán)境內(nèi)可供利用的資源的控制、管理、協(xié)調(diào)和組織，尤其是駕駛臺團隊協(xié)作是獲得高水平情境意識的有效手段。（4）溝通、反饋。有效的交流、溝通、反饋是船舶駕駛臺各種信息在團隊成員之間進行充分交換的保證，是獲得和保持個體情境意識的一個重要環(huán)節(jié)和關(guān)鍵措施。

需要說明的是，對個體而言，僅靠理論知識的學(xué)習(xí)積累是很難獲得高水平的情境意識的。從上述實驗也可以看出，參加實驗的航海類在校生雖然其航海學(xué)、船舶操縱、值班避碰、航海專業(yè)英語都已系統(tǒng)學(xué)習(xí)完畢，且絕大部分學(xué)生能順利通過適任統(tǒng)考，但實驗結(jié)果顯示，他們卻幾乎不具備相應(yīng)的情境意識。要想獲得高水平的情境意識必須反復(fù)經(jīng)歷相應(yīng)的“情境”，而航海模擬器是提供各種復(fù)雜的航?！扒榫场钡淖罴雅嘤?xùn)途徑。

四、利用航海模擬培訓(xùn)培養(yǎng)情境意識

具備和保持高水平的情境意識一方面需要通過系統(tǒng)設(shè)計，另一方面也需要通過科學(xué)訓(xùn)練。目前在航空領(lǐng)域廣泛開展的機組資源管理訓(xùn)練已經(jīng)證明了這一點，[3]值得在航海教育與培訓(xùn)中加以借鑒。針對碰撞案例和上述實驗2的結(jié)果，筆者設(shè)計了提高學(xué)生情境意識水平的模擬器練習(xí)。情境意識模擬練習(xí)與實驗2的對象完全相同，即航海院校駕駛11級5個班的在校生。與實驗2不同的是，將情境意識模擬練習(xí)安排在熟悉完設(shè)備和船舶模型的模擬訓(xùn)練之后。首先是在理論課上突出講解失控船，尤其是主機故障導(dǎo)致的失控船的應(yīng)急行動；其次，在模擬訓(xùn)練中選擇不同時機給各本船加上主機故障，進而導(dǎo)致船舶失控。讓各本船按要求采取應(yīng)急措施：檢查主機和控制系統(tǒng)，確認(rèn)故障情況；如果是控制系統(tǒng)故障，更換可用的控制系統(tǒng)；通知機艙；通知船長；顯示“失控”號燈或號型；按要求鳴放聲號；充分發(fā)揮舵和側(cè)推器的作用將船舶脫離主航道；備錨，保證隨時可用；向VTS報告，播發(fā)無線電警告，采取所有可能的手段提醒周圍船舶等。練習(xí)結(jié)束后進行講評和總結(jié)。

在第二天讓學(xué)生再做實驗2。通過觀察，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的行為有明顯的變化：對失控船的無線電警告和失控信號變得特別敏感，并且絕大部分學(xué)生能預(yù)測到失控船可能的右轉(zhuǎn)操縱，所以幾乎所有本船都能很好地處理所遇到的局面。5個班、40個本船次的模擬練習(xí)中沒有發(fā)生碰撞事故。在練習(xí)完畢再次進行梳理、總結(jié)和講評，學(xué)生的情境意識水平會有更大的提高。

從模擬器實驗可以看出，雖然學(xué)生在校完成了所有的航海專業(yè)理論課學(xué)習(xí)，但從航海實踐的角度看，他們的情境意識水平是極低的，甚至缺乏基本的職業(yè)情境意識。他們很難將這些應(yīng)試教育下的分散的知識點形成綜合的航海專業(yè)技能，即使學(xué)生畢業(yè)后上船實習(xí)，甚至做過一個階段的駕駛員后，由于有些局面在船上也很少遇到，仍然很難積累相應(yīng)的處理經(jīng)驗，這也是造成年輕駕駛員情境意識水平低的一個重要原因。因此，結(jié)合目前主管部門要求的船舶操縱、避碰與駕駛臺資源管理培訓(xùn)與評估，將諸如各種會遇局面的識別與避碰，多船復(fù)雜局面的避碰，狹水道與分道通航制水域的航行與避碰，能見度不良時的避碰，主機、舵機、助航儀器故障時的應(yīng)急行動，人員落水時的應(yīng)急操縱等項目合理地融入模擬練習(xí)中。通過對情境意識模擬練習(xí)的合理設(shè)計和安排，利用航海模擬器對一些復(fù)雜的局面進行重復(fù)練習(xí)，將會達到很好的訓(xùn)練效果，對提高航海類專業(yè)學(xué)生和年輕駕駛員的情境意識有顯著作用，對保障船舶安全也意義重大。

[1] DURSO F T, GRONLUND S D. Situation awareness.

In: Durso F ed. Handbook of applied cognition[M]. New York: John Wiley & Sons, 1999:283-314.

[2] ENDSLEY M R. Situation awareness in aviation systems. In Garland D J, Wise J A, Hopkin V D. Handbook of aviation human factors[M].Mahwah, NJ: Erlbaum, 1999：257-276.

[3] Federal Aviation Administration. Crew resource management training: Advisory Circular （AC No: 120-51e）[M]. Washington, DC: Federal Aviation Administration, Flight Standards Service, 2004.

2015-06-16

劉永利（1966-），男，船長，副教授，主要從事航海教育研究。

U676.2 < class="emphasis_bold">文獻標(biāo)識碼：A

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1006-8724（2015）04-0080-03