自由降落式救生艇操作模擬器的開發(fā)與應(yīng)用

曹錚,宮玉廣

(大連海事大學(xué) 航海訓(xùn)練與研究中心，遼寧 大連 116026)

自由降落式救生艇操作模擬器的開發(fā)與應(yīng)用

曹錚,宮玉廣

(大連海事大學(xué) 航海訓(xùn)練與研究中心，遼寧 大連 116026)

針對貨船配備自由降落式救生艇釋放培訓(xùn)中的不足，結(jié)合國際公約和國內(nèi)規(guī)定關(guān)于救生艇操作培訓(xùn)的要求，分析中國有關(guān)自由降落式救生艇培訓(xùn)的現(xiàn)狀及存在問題，提出開發(fā)應(yīng)用模擬器進行自由降落式救生艇培訓(xùn)的建議。

自由降落式救生艇；培訓(xùn)模擬器；3D實景

一、引言

自由降落式救生艇存放在船舶尾部，當(dāng)船舶遇到險情而選擇棄船時，全部船員能快速登上救生艇，能直接從存放位置沿滑道滑出，并以自由落體形式降落入水。它具有操縱簡單、施放速度快、安全性能好等特點，越來越多的船舶配備它。SOLAS公約規(guī)定，2006年7月1日及以后建造的散貨船均應(yīng)配備自由降落式救生艇。航海類院校學(xué)生或船員應(yīng)接受相應(yīng)知識和技能的培訓(xùn)，并取得船員合格證書(Z02)，它是船員合格證培訓(xùn)必修必考的內(nèi)容；在船上工作的船員應(yīng)定期參加船舶救生演習(xí)，熟悉船上的自由降落式救生艇設(shè)備及降放操作[1]。無論是在校的學(xué)生，還是在船船員，都應(yīng)熟悉自由降落式降放操作，然而在實踐培訓(xùn)中存在著設(shè)備、操作和安全等問題，給培訓(xùn)工作帶來困難，影響培訓(xùn)質(zhì)量。本文對開發(fā)應(yīng)用自由降落式救生艇操作模擬器進行探討。

二、自由降落式救生艇釋放操作培訓(xùn)的國際公約和國內(nèi)規(guī)定

1.國際公約對救生艇釋放操作培訓(xùn)的規(guī)定

(1)STCW公約馬尼拉修正案中的相關(guān)規(guī)定

自由降落式救生艇是船舶救生艇筏的一種。STCW規(guī)則表A-Ⅵ/2-1對簽發(fā)救生艇筏和除快速救助艇以外的救助艇的最低適任標(biāo)準(zhǔn)作了規(guī)定，其評估適任的標(biāo)準(zhǔn)之一是：“救生艇筏的準(zhǔn)備、登乘及降放在安全限度內(nèi)并使救生艇筏能安全駛離船舶?！盵1]

在STCW規(guī)則第B-I/14節(jié)中，“公司還應(yīng)確保：.1在配備自由降落式救生艇的船上的所有海員應(yīng)接受該種救生艇和釋放程序的熟悉培訓(xùn)；.2被指定操作自由降落式救生艇的海員在上船前應(yīng)接受該種救生艇登艇、釋放和回收該種救生艇的適當(dāng)培訓(xùn)，包括至少參加過一次自由降落式釋放”。[1]

(2)SOLAS公約中的相關(guān)規(guī)定

SOLAS公約第Ⅲ章19條為“應(yīng)急培訓(xùn)與演習(xí)”的要求，包括熟悉安全裝置和集合演習(xí)、棄船演習(xí)、船上培訓(xùn)與授課等內(nèi)容。“每艘救生艇在棄船演習(xí)中每3個月至少有一次乘載被指派的操艇船員降落入水，并在水中操縱”[2]。對于自由降落式救生艇，如自由降落入水不可行，每6個月內(nèi)至少有一次自由降落入水。

2.國內(nèi)對自由降落式救生艇釋放操作培訓(xùn)的有關(guān)規(guī)定

為滿足STCW公約馬尼拉修正案中的適任標(biāo)準(zhǔn)要求，中國海事局制定《中華人民共和國海船船員培訓(xùn)合格證考試大綱》和《海船船員培訓(xùn)合格證評估規(guī)范》，各航海院校和培訓(xùn)機構(gòu)于2012年9月10日開始執(zhí)行。在考試大綱中實操訓(xùn)練部分中有“4.2 自由降落式救生艇的收放操作”的規(guī)定，在評估規(guī)范中也有“3.2 自由降落式救生艇的收放操作”的規(guī)定。

三、我國自由降落式救生艇培訓(xùn)的現(xiàn)狀及存在的問題

目前，雖然我國海事主管機關(guān)對于自由降落式救生艇的認可的培訓(xùn)模式是實物操作培訓(xùn)，但安裝此培訓(xùn)設(shè)備的航海院校和培訓(xùn)機構(gòu)不多，即使安裝該培訓(xùn)設(shè)備的單位，有些僅僅是滿足海事局的設(shè)備配備要求，并未真正用于對學(xué)生培訓(xùn)。存在的主要問題如下。

1.培訓(xùn)設(shè)備和場地投資巨大

用于自由降落式救生艇培訓(xùn)設(shè)備與設(shè)施是由自由降落式救生艇(與實船相同)、配套艇架設(shè)施、訓(xùn)練用場地(岸上訓(xùn)練場地和訓(xùn)練水域)組成。岸上訓(xùn)練場地應(yīng)滿足救生艇架設(shè)備安裝和學(xué)生集合訓(xùn)練的要求；訓(xùn)練水域應(yīng)滿足自由降落式救生艇由艇架存放高處位置以自由降落方式入水時，救生艇與水面成不小于30度角入水的安全水深要求，救生艇降落后在水面安全滑行距離及在水面上進行操縱的水域范圍要求。一般訓(xùn)練水域必須具備局部水深3 m以上、面積1000 m2以上的水池。舉辦該培訓(xùn)項目，至少需要幾千萬元以上的投資，一般培訓(xùn)單位無法承受，目前，僅有大連海事大學(xué)等幾個培訓(xùn)單位配備此設(shè)備和場地。

2.艇內(nèi)空間狹小教學(xué)難以展開

自由降落式救生艇采用與實船一樣的全封閉救生艇，但作為培訓(xùn)之用有其局限性，艇內(nèi)高度低，人員無法直立，空間狹小，光線不足，只能有少數(shù)學(xué)員看到教師的艇內(nèi)關(guān)鍵設(shè)備及操作講解，影響培訓(xùn)效果。

3.培訓(xùn)安全風(fēng)險較大

在培訓(xùn)初期，學(xué)員對釋放中操作設(shè)備不熟悉，需要至少3名以上培訓(xùn)教師(一名主講、一名艇內(nèi)協(xié)助和一名釋放艇架監(jiān)護)的良好配合來完成培訓(xùn)中的操作教學(xué)與管理工作，一旦學(xué)生誤操作，就會造成惡性后果，如艇內(nèi)學(xué)員沒有做好準(zhǔn)備時，艇就被釋放從高處自由落水，造成學(xué)員受傷。船員如果沒有受過此方面的培訓(xùn)，在演習(xí)中對相關(guān)操作不熟練和沒有經(jīng)驗，坐姿和安全帶系法不正確，釋放時容易出現(xiàn)人身傷害等安全問題。如2014年4月10日，廣州海運技工學(xué)校20余名學(xué)生在進行救生艇收放訓(xùn)練時，救生艇突然墜落，事故導(dǎo)致兩名學(xué)生死亡、多人受傷。

4.實船訓(xùn)練受外界條件的限制

實船訓(xùn)練受場地、天氣、海況等外界條件的限制，教學(xué)存在較多困難。諸如在港內(nèi)或錨地，船尾與他船保持至少有50m～60m以上的距離。天氣和海況條件最好是晴天，無風(fēng)、無浪、無流。在海上，一般宜選擇天氣晴朗，蒲氏風(fēng)力小于4級，浪小于1 m，流速小于2節(jié)為合適。除外界條件限制外，在救生艇回收操作中也會存在一定風(fēng)險。另外，由于在船舶上的救生艇存放位置距水面較高(10m～ 30m，甚至更高)，如果之前沒有經(jīng)過適當(dāng)訓(xùn)練，多數(shù)船員存有畏懼感，影響實船訓(xùn)練的開展。

由于存在上述問題，每次實際操作培訓(xùn)時需要多名教員進行監(jiān)督和協(xié)助，關(guān)鍵性操作都由教員來做，受訓(xùn)人員沒有得到應(yīng)有的訓(xùn)練，未達到船員熟悉培訓(xùn)要求，且每次回收救生艇與準(zhǔn)備花費很長時間，教學(xué)效果不好。如果能開發(fā)應(yīng)用自由降落式救生艇操作模擬器，在實船訓(xùn)練前對學(xué)員進行模擬器操作訓(xùn)練，可以大大改善訓(xùn)練的效果。

四、開發(fā)應(yīng)用自由降落式救生艇操作模擬器的建議

1.STCW公約對用于培訓(xùn)模擬器的性能標(biāo)準(zhǔn)要求

在STCW公約馬尼拉修正案第A-I/12節(jié)中，對用于培訓(xùn)的模擬器的一般性能標(biāo)準(zhǔn)有以下規(guī)定：“.2能夠模擬船上有關(guān)設(shè)備的操作性能，達到合乎培訓(xùn)目標(biāo)的物理真實水平，并包括這種設(shè)備的性能、局限性和可能產(chǎn)生的誤差；.3具有足夠的行為真實性，使受培訓(xùn)者能夠獲得合乎培訓(xùn)目標(biāo)的技能；.4提供一個可控制的操作環(huán)境，并能生成各種情況，其中可包括與培訓(xùn)目標(biāo)有關(guān)的緊急、危險或異常的情況?！盵1]

2.自由降落式救生艇操作模擬器具備的性能

自由降落式救生艇操作模擬器培訓(xùn)應(yīng)模擬設(shè)備中的安全與關(guān)鍵性操作，達到培訓(xùn)效果，具體項目如下。

(1)登艇裝置的模擬。設(shè)置與實船等比例的登艇平臺、通道、與救生艇相連結(jié)構(gòu)、人員進入救生艇的門，訓(xùn)練學(xué)員登艇操作，達到與實船一致。

(2)艇內(nèi)的座位的模擬。設(shè)置前后2個或4個座位，分別是艇長座位和普通艇員的座位，其大小、形式、安全帶裝置等與真實艇一樣，訓(xùn)練學(xué)員進入艇內(nèi)后的安全坐姿和安全系固，使學(xué)員熟悉此操作，避免在實船上訓(xùn)練中出現(xiàn)失誤。

(3)在艇內(nèi)釋放的關(guān)鍵操作的模擬。設(shè)置與實船一樣的控制手柄和模擬操縱系統(tǒng)，完成釋放前的檢查操作、釋放時的操作，使每個學(xué)員都能熟悉設(shè)備操作方法，并能正確地操作，避免誤操作。

(4)模擬救生艇降落入水的運動姿態(tài)過程。其模擬過程是當(dāng)學(xué)員打開救生艇的釋放手柄后，救生艇在整個自由降放過程中的姿態(tài)及運動，其中包括降放初始運動、滑道運動、脫離滑道時刻、脫離滑道后、進入水中、浮出水面，還包括配有各階段的影像和聲音，使學(xué)員有身臨其境的感覺。

(5)救生艇入水后的模擬。當(dāng)救生艇從水中浮出后，啟動救生艇機器，艇員能進行艇在水中各項模擬操作，包括進車、停車、倒車以及用舵改變艇的航向等操作，真實模擬船在風(fēng)浪中航行(包括惡劣天氣條件下)的感覺。

(6)模擬在艇內(nèi)進行模擬降放試驗的操作。附加一套模擬降放試驗裝置，此模擬降放試驗是船舶救生演習(xí)中必做項目之一，要求每一個學(xué)員必須熟悉此操作。

3.自由降落式救生艇操作模擬器的優(yōu)點

自由降落式救生艇操作模擬器的設(shè)備費用不超過100萬元，這樣能大大節(jié)約培訓(xùn)單位在設(shè)備方面的投資，每個培訓(xùn)單位都能負擔(dān)得起，從而解決自由降落式救生艇培訓(xùn)中的問題。

4.開發(fā)自由降落式救生艇操作模擬器的技術(shù)可行性

國外一些發(fā)達國家已經(jīng)開發(fā)出一系列的自由降落式救生艇降放模擬器用于相關(guān)培訓(xùn)，如丹麥馬士基公司、挪威SAFE公司，裝設(shè)在室內(nèi)，投資相對小，安全可靠而實用，它解決培訓(xùn)中的難題，確保培訓(xùn)安全。而我國尚沒有開發(fā)相應(yīng)的模擬訓(xùn)練設(shè)備用于培訓(xùn)，因此，亟待開發(fā)一套擁有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的自由降落式救生艇降放模擬器，同時由海事主管部門認可，用于船員培訓(xùn)。

為達到自由降落式救生艇操作模擬器所要求的性能，科研部門需要投入人力和物力開發(fā)此模擬器。此模擬器的硬件設(shè)備包括控制操作平臺、登艇裝置、模擬艇裝置、液壓控制3D姿態(tài)裝置及控制、模擬救生艇運動平臺、計算機控制系統(tǒng)、虛擬影像頭盔設(shè)備、模擬降放試驗裝置等。

開發(fā)培訓(xùn)模擬器軟件系統(tǒng)，也是此系統(tǒng)的核心部分。研究救生艇在整個自由降放過程中的姿態(tài)及運動理論，幾個階段為：降放初始、滑道運動、脫離滑道時刻、脫離滑道后、進入水中、浮出水面、水面運動。根據(jù)救生艇在整個自由降放過程中的姿態(tài)及運動的理論，需要整理和分析，開發(fā)由計算機控制液壓控制3D姿態(tài)模擬救生艇在整個自由降放過程中的姿態(tài)及運動的軟件系統(tǒng)，配有模擬影像和音控系統(tǒng)，通過學(xué)員佩戴虛擬影像頭盔播放整個救生艇自由降放過程。

五、結(jié)語

在當(dāng)前整個航運市場低迷的情況下，開發(fā)自由降落式救生艇操作模擬器能提高學(xué)生或船員的培訓(xùn)質(zhì)量，減少培訓(xùn)單位對自由降落式救生艇培訓(xùn)設(shè)備和教學(xué)場地的投資。從現(xiàn)有技術(shù)看，開發(fā)我國自由降落式救生艇操作模擬器的技術(shù)已成熟。首先，有關(guān)院?；蚩蒲性核M織科研力量展開相關(guān)的研究，擬定更加詳細的方案、立項，也可借鑒海運發(fā)達國家的成型產(chǎn)品，進行消化吸收，開發(fā)自由降落式救生艇操作模擬器產(chǎn)品，填補我國航海教育的空白；產(chǎn)品在得到國家海事主管機關(guān)的認可后用于培訓(xùn)。

[1] IMO.1978年海員培訓(xùn)、發(fā)證和值班標(biāo)準(zhǔn)國際公約馬尼拉修正案[M].中華人民共和國海事局，譯.大連：大連海事大學(xué)出版社，2010.

[2] IMO.國際海上人命安全公約(SOLAS)(綜合文本)[M].中華人民共和國海事局，譯.北京：人民交通出版社，2009.

[3] 宋鳳軍，祁超.自由降落式救生艇演習(xí)要求和模擬釋放[J].天津航海，2014(3)：41-42.

[4] 王巖，單浩明.自動評估系統(tǒng)在船員合格證實訓(xùn)教學(xué)和評估中的應(yīng)用設(shè)計[J].航海教育研究，2016(1)：83-86.

[5] 史方敏，孫峰.航海模擬器在航海技能訓(xùn)練中的應(yīng)用[J].航海教育研究，2011(2)：65-68.

[6] 宮玉廣，戚發(fā)勇.船員基本安全培訓(xùn)的中外比較[J].航海教育研究，2014(2)：20-23.

2015-10-09

曹錚(1971-)，男，實驗師，主要從事航海教育研究。

U676.2

A

1006-8724(2017)01-0064-03