基于災(zāi)害過程分析的艦船損管指揮評(píng)估方法

李昂 楊彥斌 浦金云 侯岳 任凱

引言

損管全稱為艦艇損害管制，是艦艇為保持或恢復(fù)自身生命力所采取的預(yù)防、限制和消除損害的措施和行動(dòng)。損管訓(xùn)練是艦艇非常重要的一項(xiàng)經(jīng)常性工作，但損管訓(xùn)練普遍存在重技能訓(xùn)練、輕整體配合訓(xùn)練的現(xiàn)象，主要的問題在于技能訓(xùn)練的效果很容易通過計(jì)時(shí)和質(zhì)量打分的方式進(jìn)行考核，而整體的配合評(píng)估則難以按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考核。相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)此也進(jìn)行了大量的研究闡述[1-3]，并構(gòu)建了相關(guān)的評(píng)估模型，但從實(shí)際效果來(lái)看，并沒有起到推動(dòng)訓(xùn)練工作的作用，主要難點(diǎn)在于難以對(duì)損管指揮工作的實(shí)際效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，而指揮工作作為訓(xùn)練過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，由于難以進(jìn)行量化評(píng)估，這在一定程度上不利于訓(xùn)練工作的開展。如何恰當(dāng)?shù)卦u(píng)估訓(xùn)練中的指揮工作是否得當(dāng)，主要關(guān)鍵點(diǎn)在于應(yīng)當(dāng)有效評(píng)估指揮決策內(nèi)容是否符合實(shí)際災(zāi)害情況，基于此提出通過分析災(zāi)害過程，形成相關(guān)評(píng)估要素來(lái)構(gòu)建損管訓(xùn)練評(píng)估模型，以期真正提高損管訓(xùn)練水平。

1 災(zāi)害過程分析

關(guān)于艦艇的災(zāi)害特性，相關(guān)學(xué)者做了大量的研究，但火場(chǎng)溫度、熱釋放速率、輻射量等具體參數(shù)并不是各級(jí)指揮員所關(guān)心的問題，從損管工作的需求來(lái)看，主要關(guān)心三個(gè)方面的問題，一是初始的災(zāi)害類型，二是災(zāi)害的發(fā)生發(fā)展規(guī)律，三是當(dāng)前災(zāi)害對(duì)于艦艇的危險(xiǎn)程度，這三個(gè)方面的問題構(gòu)成了指揮員決策的依據(jù)。

艦船的初始災(zāi)害類型一般較為清晰，基本可以分為火災(zāi)、爆炸、破損進(jìn)水三種類型，但由于艦艇結(jié)構(gòu)、艙室功能、設(shè)備布局等因素影響，繼發(fā)災(zāi)害類型和特征會(huì)有顯著差異，而艦艇災(zāi)害的發(fā)展過程是漸進(jìn)式的，并且不同艙室本身特點(diǎn)會(huì)影響到災(zāi)害事件發(fā)生規(guī)律，不會(huì)單單只存在一種災(zāi)害類型，往往多種類型災(zāi)害在一定因素影響下依序發(fā)生，即具有時(shí)序性發(fā)展特征。

圖1 機(jī)艙起火事件樹

1.1 艦船災(zāi)害時(shí)序性特征分析

進(jìn)行時(shí)序性特征分析主要是分析不同類型災(zāi)害的發(fā)生序列，事件樹是廣泛應(yīng)用于風(fēng)險(xiǎn)分析領(lǐng)域的一種方法[4]，其特點(diǎn)是利用樹狀圖形的方式來(lái)標(biāo)識(shí)事件發(fā)生的時(shí)序邏輯，并且只有是與非兩種狀態(tài)，事件的時(shí)序邏輯表述清晰，因此可以利用事件樹來(lái)分析艦艇災(zāi)害發(fā)展過程。

以機(jī)艙起火為例說明利用事件樹方法分析災(zāi)害發(fā)展過程，如圖1所示。

從圖1可以看出，利用事件樹可以清晰表明機(jī)艙起火后，災(zāi)害發(fā)生的時(shí)序邏輯關(guān)系和類型，同時(shí)表明了災(zāi)害可能導(dǎo)致的后果及其發(fā)生的前端路徑，這就為損管指揮人員采取在一定階段應(yīng)當(dāng)如何進(jìn)行決策提供了清晰的災(zāi)害態(tài)勢(shì)發(fā)展圖。

1.2 艦船災(zāi)害危險(xiǎn)程度評(píng)估

當(dāng)前損管工作內(nèi)容是否針對(duì)主要災(zāi)害展開直接影響到最終損管工作的成敗，因此災(zāi)害的危險(xiǎn)程度高低是指揮員下達(dá)當(dāng)前損管決策的另一個(gè)重要依據(jù)。根據(jù)實(shí)際損管指揮需要災(zāi)害危險(xiǎn)程度應(yīng)當(dāng)分為兩個(gè)方面，一是災(zāi)害當(dāng)前的危險(xiǎn)程度是否已經(jīng)超出了艦艇安全性指標(biāo)；二是災(zāi)害的危險(xiǎn)發(fā)展程度，具體指某一類型災(zāi)害當(dāng)前危險(xiǎn)程度不足以影響全艦安全，但是經(jīng)過一段時(shí)間后，其可能會(huì)產(chǎn)生較大規(guī)模災(zāi)害。

對(duì)于不同類型災(zāi)害的評(píng)估來(lái)說，火災(zāi)的危險(xiǎn)程度不同于穩(wěn)性，對(duì)于指揮員而言并不關(guān)心具體的溫度值、輻射量等火災(zāi)參數(shù)，應(yīng)以火災(zāi)態(tài)勢(shì)相關(guān)特征為評(píng)估指標(biāo)。此外根據(jù)美軍大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明[5]，無(wú)論穩(wěn)性喪失還是火災(zāi)蔓延，危險(xiǎn)發(fā)展程度的時(shí)間界限應(yīng)定為3分鐘較為合理，若指揮員預(yù)估三分鐘后某一災(zāi)害可能會(huì)超出艦艇安全性指標(biāo)，則應(yīng)提前集中優(yōu)勢(shì)損管力量抗災(zāi)。根據(jù)災(zāi)害事件樹所造成的后果，將危險(xiǎn)程度劃分為三級(jí)，一級(jí)為必須緊急處理災(zāi)害，二級(jí)為情勢(shì)緊急，但暫不危及全艦安全，三級(jí)為集中部分損管人員處理災(zāi)害，具體如表1所示。

表1 災(zāi)害危險(xiǎn)等級(jí)表

2 訓(xùn)練評(píng)估要素分析

訓(xùn)練評(píng)估要素分析主要是依據(jù)整體的訓(xùn)練過程，對(duì)于應(yīng)包含的評(píng)估內(nèi)容進(jìn)行過程分析，并為后續(xù)制定評(píng)估模型提供指標(biāo)框架。按照整個(gè)流程來(lái)看，訓(xùn)練評(píng)估要素應(yīng)當(dāng)包含三個(gè)層面，一是對(duì)于指揮員的決策過程的相關(guān)要素，二是損管小組執(zhí)行過程的相關(guān)要素，三是指揮要素與執(zhí)行要素之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

2.1 指揮決策評(píng)估要素分析

指揮決策結(jié)果最終以指揮方案的形式體現(xiàn)，方案的制定過程一般分為三個(gè)階段，一是信息的獲取，二是信息的研判，三是形成方案，之后下達(dá)指令給損管人員。

信息的獲取應(yīng)當(dāng)分為三個(gè)層面，一是指揮人員是否通過監(jiān)控、電話、匯報(bào)等形式完整獲得災(zāi)害的相關(guān)信息，二是指揮員是否及時(shí)通過消防系統(tǒng)布置圖、艙口蓋和水密門布置圖、通風(fēng)系統(tǒng)布置圖等相關(guān)圖表獲得消防設(shè)備相關(guān)信息，三是指揮員是否及時(shí)準(zhǔn)確獲取人員位置信息。

指揮員是否能夠進(jìn)行正確的信息研判，主要在于能否正確判斷當(dāng)前和后續(xù)的災(zāi)害態(tài)勢(shì)，對(duì)于態(tài)勢(shì)的分析可以利用事件樹方法判斷災(zāi)害事件的發(fā)展序列，此外對(duì)于各個(gè)事件的重要程度可以利用災(zāi)害危險(xiǎn)程度評(píng)估方法予以判斷。

在進(jìn)行災(zāi)情研判后，指揮員所形成損管指揮方案是否合理，主要在于三個(gè)關(guān)鍵問題，一是對(duì)于當(dāng)前災(zāi)害是否指派了足夠的人員和設(shè)備進(jìn)行抗災(zāi)活動(dòng)，二是對(duì)于災(zāi)害可能的危險(xiǎn)蔓延區(qū)域和途徑，是否指派人員進(jìn)行預(yù)防，三是對(duì)于可能的突發(fā)情況，是否做好了相應(yīng)的預(yù)案。因此應(yīng)當(dāng)在方案中明確給予各個(gè)損管小組清晰的任務(wù)類型和范圍，同時(shí)對(duì)于各個(gè)小組的規(guī)模、執(zhí)行位置、執(zhí)行時(shí)機(jī)予以明確，總體指揮決策評(píng)估要素如圖2所示。

圖2 指揮要素構(gòu)成圖

對(duì)于指揮決策而言，其中最為關(guān)鍵的是災(zāi)情研判階段，在此階段指揮員需要進(jìn)行態(tài)勢(shì)的判斷，而態(tài)勢(shì)問題事實(shí)上很難以量化的方式予以評(píng)判，圖2中所示是從災(zāi)害過程分析的角度予以分析，也有文獻(xiàn)給出按照指揮層次與貢獻(xiàn)度進(jìn)行分析的方法，但無(wú)論哪種方法，都應(yīng)當(dāng)建立在一定程度上能夠?qū)?zāi)害態(tài)勢(shì)予以判定的角度出發(fā)。

圖3 損管戰(zhàn)術(shù)執(zhí)行評(píng)估要素構(gòu)成圖

圖4 指揮評(píng)估要素與戰(zhàn)術(shù)評(píng)估要素關(guān)系圖

表2 機(jī)艙損管戰(zhàn)術(shù)評(píng)分表

2.2 損管戰(zhàn)術(shù)執(zhí)行評(píng)估要素分析

以往的戰(zhàn)術(shù)評(píng)估研究工作，多集中于對(duì)具體戰(zhàn)術(shù)過程的每個(gè)步驟的分析，但損管戰(zhàn)術(shù)依據(jù)災(zāi)害特點(diǎn)分為不同的抗災(zāi)工作內(nèi)容，一般來(lái)說可以分為消防、抗沉、救援、戰(zhàn)場(chǎng)搶修四種，各個(gè)小組根據(jù)具體任務(wù)劃分為不同的任務(wù)單元，但是由于每個(gè)任務(wù)單元在具體執(zhí)行過程中，其流程、步驟、方法完全不同，假如按照每種類型的任務(wù)單元來(lái)確定評(píng)估要素，事實(shí)上難以完全做到評(píng)估的準(zhǔn)確性，而且由于艦艇實(shí)際災(zāi)害場(chǎng)景的差異性，同一種類型的戰(zhàn)術(shù)在不同環(huán)境下具體步驟完全不同[7]，通過切割任務(wù)單元步驟來(lái)確定評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)會(huì)導(dǎo)致難以確定較為統(tǒng)一的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，從而無(wú)法完成量化評(píng)估。

對(duì)于戰(zhàn)術(shù)執(zhí)行過程的評(píng)估，可以從整體上分析行動(dòng)成功的要素，具體來(lái)說在指揮命令正確的前提下，能否成功取決于時(shí)間、協(xié)同、技能三個(gè)方面的因素，但協(xié)同和技能作為評(píng)估要素，難以給出具體的可量化指標(biāo)，而且這兩個(gè)方面的因素是否滿足要求，主要體現(xiàn)在時(shí)間性上，因此可以將每個(gè)任務(wù)單元按照任務(wù)完成有效性、到達(dá)計(jì)時(shí)、完成計(jì)時(shí)、戰(zhàn)術(shù)配合計(jì)時(shí)四個(gè)要素評(píng)估[7]。在具體建立評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可以按照不同的任務(wù)單元特點(diǎn)，根據(jù)四個(gè)方面的評(píng)估要素給出相應(yīng)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，具體如圖3所示。

2.3 指揮決策要素與戰(zhàn)術(shù)執(zhí)行要素關(guān)聯(lián)性

對(duì)于損管戰(zhàn)術(shù)的評(píng)估是整體性的，同時(shí)指揮是否得當(dāng)最終需要通過戰(zhàn)術(shù)的執(zhí)行效果予以體現(xiàn)，因此對(duì)于指揮決策的評(píng)估不應(yīng)當(dāng)只包括決策過程本身，還應(yīng)當(dāng)包括戰(zhàn)術(shù)執(zhí)行要素。指揮與戰(zhàn)術(shù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系主要體現(xiàn)在形成方案階段，根據(jù)一般的艦艇損管指揮的架構(gòu)層次以及戰(zhàn)術(shù)執(zhí)行方式，兩者之間的關(guān)聯(lián)性如圖4所示。

3 損管指揮決策評(píng)估模型

以往對(duì)于訓(xùn)練評(píng)估采用的方法包括分層次標(biāo)記，貝葉斯網(wǎng)絡(luò)等，但這些評(píng)估方法是從算法層面設(shè)計(jì)訓(xùn)練要素分值，并給出相應(yīng)評(píng)分模型，但這些算法過于復(fù)雜，并不適用于實(shí)際的損管訓(xùn)練評(píng)估，且在訓(xùn)練要素不清的情況下難以評(píng)判其正確性。專家打分法廣泛應(yīng)用于安全設(shè)計(jì)、安全評(píng)估、防火設(shè)計(jì)等領(lǐng)域[4]，雖然其主觀因素較多，但由于損管訓(xùn)練是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)性活動(dòng)，利用專家經(jīng)驗(yàn)設(shè)定評(píng)估值區(qū)間和評(píng)估權(quán)重，具有可操作性強(qiáng)、直觀且易于不斷改進(jìn)特點(diǎn)，更適用于損管訓(xùn)練評(píng)估。

訓(xùn)練評(píng)估應(yīng)當(dāng)最終給出整個(gè)訓(xùn)練組的評(píng)估分?jǐn)?shù)，具體應(yīng)當(dāng)根據(jù)指揮員與戰(zhàn)術(shù)執(zhí)行小組兩個(gè)層次的評(píng)估要素分析，按照專家的意見建立相應(yīng)的損管戰(zhàn)術(shù)專家評(píng)分表和指揮決策評(píng)分表，同時(shí)對(duì)于各個(gè)評(píng)分點(diǎn)確定指標(biāo)權(quán)重，最終得出評(píng)估模型。

3.1 損管戰(zhàn)術(shù)執(zhí)行評(píng)分表

根據(jù)分析得出的損管戰(zhàn)術(shù)要素，可以按照不同的任務(wù)單元進(jìn)行評(píng)估，針對(duì)于不同的訓(xùn)練預(yù)設(shè)災(zāi)害場(chǎng)景，評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)有所差異，但總體評(píng)估內(nèi)容是一致的，以機(jī)艙起火為例（不考慮封艙滅火情況），給出利用專家打分法所建立的評(píng)分表，如表2所示。

表中所示的執(zhí)行要素所包含的具體指標(biāo)，是依據(jù)整體的訓(xùn)練過程所包含的要素框架所制定的，事實(shí)上可以根據(jù)專家意見針對(duì)實(shí)際訓(xùn)練場(chǎng)景，或者參訓(xùn)人員的意見進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化。假如進(jìn)行機(jī)艙水龍帶滅火訓(xùn)練，可以將滅火戰(zhàn)術(shù)評(píng)估細(xì)化為是否進(jìn)行交替掩護(hù)進(jìn)攻、掩護(hù)組噴灑覆蓋面積、是否進(jìn)行交替進(jìn)攻等更為具體細(xì)化指標(biāo)。

表3 機(jī)艙損管指揮評(píng)分表

3.2 指揮決策評(píng)分表

給出戰(zhàn)術(shù)執(zhí)行評(píng)估打分表后，根據(jù)專家意見將指揮決策要素建立評(píng)分表，其中信息獲取和災(zāi)情研判兩個(gè)環(huán)節(jié)直接進(jìn)行評(píng)分，形成方案環(huán)節(jié)通過指揮與戰(zhàn)術(shù)執(zhí)行之間的關(guān)聯(lián)性，通過執(zhí)行環(huán)節(jié)的相關(guān)指標(biāo)來(lái)進(jìn)行評(píng)分。

對(duì)于信息獲取專家主要評(píng)判其是否能夠完全利用信息的各個(gè)傳輸渠道，每個(gè)渠道信息是否完整；對(duì)于災(zāi)情研判主要是判斷指揮員是否對(duì)災(zāi)害的態(tài)勢(shì)情況進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，破損進(jìn)水是否進(jìn)行穩(wěn)性計(jì)算，并且準(zhǔn)確找出穩(wěn)定下降的關(guān)鍵影響區(qū)域，火災(zāi)主要是對(duì)蔓延的途徑和方向是否進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，如表3所示以機(jī)艙起火為例說明專家建立評(píng)估表樣式。

3.3 指揮決策評(píng)估模型

建立打分表的目的是最終給出整個(gè)訓(xùn)練小組的評(píng)估分值，從而以具體明確的量化指標(biāo)評(píng)價(jià)其訓(xùn)練水平，因此需要對(duì)于各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重計(jì)算，權(quán)重計(jì)算應(yīng)當(dāng)分為兩個(gè)方面，一是指揮決策環(huán)節(jié)指標(biāo)與損管戰(zhàn)術(shù)執(zhí)行對(duì)應(yīng)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算，二是形成方案環(huán)節(jié)中的戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算，仍以機(jī)艙滅火工作為例，說明整個(gè)計(jì)算過程。

共有m個(gè)專家，其中第j專家對(duì)戰(zhàn)術(shù)執(zhí)行的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行打分，得出相應(yīng)的打分集合為：

指揮方案形成環(huán)節(jié)的分?jǐn)?shù)是由戰(zhàn)術(shù)執(zhí)行評(píng)分集合構(gòu)成的，因此第j個(gè)專家對(duì)指標(biāo)R1－R5給出的指標(biāo)權(quán)重集：

指揮的評(píng)定成績(jī)由信息獲取，災(zāi)情研判和形成方案三部分組成，因此還需要給出三個(gè)部分的權(quán)重集合，同時(shí)給出信息獲取和災(zāi)情研判環(huán)節(jié)的打分值，同理可得另外兩個(gè)環(huán)節(jié)的打分值：

可得第j個(gè)專家對(duì)指揮環(huán)節(jié)的評(píng)定成績(jī)：

4 結(jié)論

以分析艦船災(zāi)害發(fā)展過程特征為切入點(diǎn)，闡述了事件樹方法分析艦船災(zāi)害時(shí)序性特征的過程，并同時(shí)給出了預(yù)判艦船災(zāi)害危險(xiǎn)程度的方法，從而為解析損管指揮決策要素提供了基礎(chǔ)的理論方法，在此基礎(chǔ)上通過對(duì)艦船損管指揮與戰(zhàn)術(shù)兩個(gè)方面工作的分析，論述了損管指揮決策包含的主要環(huán)節(jié)與要素構(gòu)成，以及戰(zhàn)術(shù)執(zhí)行的過程要素與具體行動(dòng)內(nèi)容，進(jìn)一步對(duì)損管指揮與戰(zhàn)術(shù)執(zhí)行之間各個(gè)要素的關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行了分析，從而較為完整地給出了構(gòu)建指揮決策模型所需的各個(gè)評(píng)估要素具體內(nèi)容。

在決策模型構(gòu)建過程中，以機(jī)艙起火為例說明了專家打分法用于損管指揮評(píng)估打分的過程和具體計(jì)算方法，按照該方法可以根據(jù)不同的訓(xùn)練場(chǎng)景制定相應(yīng)的評(píng)估要素框架和成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，其基本步驟和算法一定程度上減少了人為主觀因素的干擾，在艦船損管訓(xùn)練體系的構(gòu)建中得到了初步的應(yīng)用，發(fā)揮了科學(xué)量化評(píng)判訓(xùn)練水平，提高訓(xùn)練質(zhì)量的作用。

隨著艦船損管訓(xùn)練體系的進(jìn)一步完善，減少主觀因素構(gòu)建更加科學(xué)化、系統(tǒng)化的訓(xùn)練評(píng)估方法是今后持續(xù)提高艦船訓(xùn)練層次的基本趨勢(shì)，也是提高艦船安全保障能力的重要手段。