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(shí)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(duì)一起船舶碰撞事故人為因素的分析和航海模擬器實(shí)驗(yàn)，指出船舶駕駛員的情境意識(shí)水平對(duì)船舶安全的重大影響，在探討情境意識(shí)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(shí)，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(shí)

一、引言

2011年7月29日2000時(shí)，XTH號(hào)船與BO號(hào)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(shí)，兩船第一次發(fā)生碰撞；223541時(shí)，兩船發(fā)生第二次碰撞；2315時(shí)，BO號(hào)船長宣布棄船；約40分鐘后，BO號(hào)船因進(jìn)水沉沒。主管機(jī)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(dá)操作等方面進(jìn)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(gè)重要的人為因素——船員的職業(yè)情境意識(shí)不足，是造成這起海事的一個(gè)不容忽視的因素。本文利用航海模擬器對(duì)船舶駕駛員情境意識(shí)水平對(duì)船舶安全的影響進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，結(jié)合情境意識(shí)理論，探討利用航海模擬器對(duì)航海類專業(yè)學(xué)生及船舶駕駛員進(jìn)行情境意識(shí)培養(yǎng)的方法。

二、利用航海模擬器進(jìn)行職業(yè)情境意識(shí)實(shí)驗(yàn)及分析

在對(duì)XTH號(hào)船與BO號(hào)船的碰撞發(fā)生前的VDR記錄、特別是VHF通信和雷達(dá)圖像進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，出事船值班駕駛員，尤其是XTH號(hào)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(shí)間段內(nèi)對(duì)影響到船舶安全的關(guān)鍵因素、信息的識(shí)別、了解和處理以及對(duì)未來局面的應(yīng)有的預(yù)測判斷能力，即情境意識(shí)。

XTH號(hào)船的VHF通信記錄顯示，2227時(shí)，兩船相距1.1海里，CPA0.7海里，BO號(hào)船：“Xin Tai Hai, this is B Oceania, please keep clear of me, because I am not under command.”此時(shí)，XTH號(hào)船三副應(yīng)馬上清楚地意識(shí)到BO號(hào)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(shí)到這一點(diǎn)，經(jīng)過對(duì)方多次溝通，直到2231時(shí)，似乎才真正明白BO號(hào)船的狀態(tài)，浪費(fèi)了寶貴的6分鐘。即使XTH號(hào)船三副沒有聽懂上述通告，2225時(shí)他已看到了BO號(hào)船亮起的垂直兩盞紅燈，但仍然未對(duì)局面做出正確判斷。因?yàn)橹鳈C(jī)故障剛發(fā)生時(shí)船速較高，舵效較好，是充分利用舵效的短暫時(shí)機(jī)，隨著船速降低，舵效會(huì)變得極差，從而無法控制船舶，此外，這也是IMO第SN/Circ.198號(hào)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(shí)到BO號(hào)船失控時(shí)，應(yīng)馬上想到BO號(hào)船可能會(huì)右轉(zhuǎn)進(jìn)入沿岸通航帶，將船脫離主航道，而從VDR記錄看，XTH號(hào)船三副顯然完全沒有意識(shí)到這一點(diǎn)。

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(jìn)行了船舶駕駛員情境意識(shí)實(shí)驗(yàn)。

1．實(shí)驗(yàn)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(shí)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(hào)船的數(shù)學(xué)模型上做了改動(dòng)，為了適應(yīng)培訓(xùn)的需要，選用了一個(gè)排水量6萬噸的散貨船模型替代。兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M練習(xí)完全相同，僅實(shí)驗(yàn)人群不同。

實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)對(duì)象為過渡期船長駕駛員駕駛臺(tái)資源管理培訓(xùn)學(xué)員。共15期，每期8～10人，分3個(gè)本船，每個(gè)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(tái)團(tuán)隊(duì)。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(jìn)行針對(duì)性的模擬練習(xí)，練習(xí)前也未作任何提示性介紹。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：45個(gè)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(huì)遇的最近距離也有0.2海里以上。

實(shí)驗(yàn)2.實(shí)驗(yàn)對(duì)象為高職航海學(xué)院在校生，駕駛11級(jí)船舶操縱、避碰與駕駛臺(tái)資源管理培訓(xùn)。共5個(gè)班，每個(gè)班35～40人，分成兩組，上下午各1組，每組約20人，分成4個(gè)本船，每個(gè)本船4～5人，組成駕駛臺(tái)團(tuán)隊(duì)。該實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果：40個(gè)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(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

實(shí)驗(yàn)1：由于參加過渡期駕駛臺(tái)資源管理培訓(xùn)的學(xué)員都是有著豐富工作經(jīng)驗(yàn)的在職船員，而且不同的職務(wù)搭配組成了良好的駕駛臺(tái)團(tuán)隊(duì)。當(dāng)他們初次聽到BO號(hào)船（模擬）由VHF發(fā)布的航行警告時(shí)，便引起高度警覺，并迅速與失控船進(jìn)行溝通，了解其動(dòng)態(tài)；有的本船還通過VTS對(duì)失控船的情況作進(jìn)一步的了解；甚至有一小部分本船在BO號(hào)船尚未播發(fā)航行警告時(shí)就通過雷達(dá)觀察發(fā)現(xiàn)了其動(dòng)態(tài)，進(jìn)而通過號(hào)燈對(duì)其動(dòng)態(tài)做出準(zhǔn)確判斷。一半以上的本船能夠意識(shí)到失控船會(huì)右轉(zhuǎn)脫離主航道，駛向沿岸通航帶。高水平的情境意識(shí)使他們?cè)诘谝粫r(shí)間對(duì)局面做出了準(zhǔn)確的判斷，避開了突發(fā)的緊迫局面。

實(shí)驗(yàn)2：如前所述實(shí)驗(yàn)人群是駕駛11級(jí)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(shí)習(xí)條件較差，學(xué)生僅有一次煙臺(tái)—大連之間客滾船上的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，幾乎無任何航行經(jīng)驗(yàn)。雖然絕大部分學(xué)生通過了英語四級(jí)考試，但他們對(duì)BO號(hào)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(duì)雷達(dá)和ECDIS的觀察上，更談不上主動(dòng)與失控船和VTS進(jìn)行溝通。他們對(duì)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(shí)，直到船舶進(jìn)入緊迫局面時(shí)才開始倉促采取避讓行動(dòng)。 從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見，駕駛員的情境意識(shí)水平對(duì)船舶安全有重大影響。

三、情境意識(shí)及其獲得途徑

1.情境意識(shí)理論

情境意識(shí)（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(duì)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(jī)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(shí)是個(gè)體對(duì)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(shí)來表述飛行員操縱上的失誤。在復(fù)雜、動(dòng)態(tài)變化的信息環(huán)境中，情境意識(shí)是影響操作者決策和績效的關(guān)鍵因素。在眾多情境意識(shí)的定義中，引用最廣泛的是Endsley提出的。她認(rèn)為情境意識(shí)是在特定的時(shí)間和空間內(nèi)，對(duì)環(huán)境中各種要素的知覺、對(duì)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(shí)劃分為三個(gè)階段：知覺、理解和預(yù)測。[2]

第一個(gè)階段，即知覺，是指人們對(duì)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(duì)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(gè)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(shí)記憶）是良好情境意識(shí)的重要前提。

第二個(gè)階段，即理解，是指人們對(duì)前一個(gè)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(gè)要轉(zhuǎn)向、哪個(gè)要追越、哪個(gè)會(huì)保向保速、哪個(gè)失控等。在這個(gè)階段中，人們大腦中正在進(jìn)行的思維活動(dòng)（工作記憶）和人們已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)（長時(shí)記憶）起著非常重要的作用。

第三個(gè)階段，即預(yù)測，是指人們根據(jù)前兩個(gè)階段的結(jié)果，對(duì)可能的各種行為結(jié)果進(jìn)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(gè)階段中，決策的果斷性和某些人格特征等高級(jí)心理過程起著重要作用，如認(rèn)知風(fēng)格的不同或價(jià)值觀的差異會(huì)最終決定個(gè)體對(duì)某種行為方式的評(píng)估和偏好。

簡而言之，情境意識(shí)是對(duì)影響團(tuán)隊(duì)完成預(yù)定目標(biāo)的關(guān)鍵要素、信息的識(shí)別、了解和處理，即隨時(shí)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(shí)又指發(fā)現(xiàn)、識(shí)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(shí)可隨時(shí)掌握即將發(fā)生的與團(tuán)隊(duì)和團(tuán)隊(duì)任務(wù)相關(guān)的事情，及時(shí)發(fā)現(xiàn)失誤；喪失情境意識(shí)則意味著失誤鏈正在形成。情境意識(shí)水平越高，發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)越小；反之，則產(chǎn)生高風(fēng)險(xiǎn)。

2.個(gè)體情境意識(shí)的獲得

個(gè)體情境意識(shí)的獲得，主要有以下幾個(gè)途徑：（1）經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)驗(yàn)是從多次實(shí)踐中得到的知識(shí)或技能，是體驗(yàn)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(xiàng)實(shí)踐性很強(qiáng)的工作，航海實(shí)踐積累是增強(qiáng)感知靈敏性與正確性的重要途徑。（2）計(jì)劃和準(zhǔn)備。周密的計(jì)劃和準(zhǔn)備工作可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)行動(dòng)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(duì)駕駛臺(tái)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(tái)團(tuán)隊(duì)協(xié)作是獲得高水平情境意識(shí)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(tái)各種信息在團(tuán)隊(duì)成員之間進(jìn)行充分交換的保證，是獲得和保持個(gè)體情境意識(shí)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)和關(guān)鍵措施。

需要說明的是，對(duì)個(gè)體而言，僅靠理論知識(shí)的學(xué)習(xí)積累是很難獲得高水平的情境意識(shí)的。從上述實(shí)驗(yàn)也可以看出，參加實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，他們卻幾乎不具備相應(yīng)的情境意識(shí)。要想獲得高水平的情境意識(shí)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(shí)

具備和保持高水平的情境意識(shí)一方面需要通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)，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(jī)組資源管理訓(xùn)練已經(jīng)證明了這一點(diǎn)，[3]值得在航海教育與培訓(xùn)中加以借鑒。針對(duì)碰撞案例和上述實(shí)驗(yàn)2的結(jié)果，筆者設(shè)計(jì)了提高學(xué)生情境意識(shí)水平的模擬器練習(xí)。情境意識(shí)模擬練習(xí)與實(shí)驗(yàn)2的對(duì)象完全相同，即航海院校駕駛11級(jí)5個(gè)班的在校生。與實(shí)驗(yàn)2不同的是，將情境意識(shí)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(jī)故障導(dǎo)致的失控船的應(yīng)急行動(dòng)；其次，在模擬訓(xùn)練中選擇不同時(shí)機(jī)給各本船加上主機(jī)故障，進(jìn)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(jī)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(jī)艙；通知船長；顯示“失控”號(hào)燈或號(hào)型；按要求鳴放聲號(hào)；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(shí)可用；向VTS報(bào)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(jìn)行講評(píng)和總結(jié)。

在第二天讓學(xué)生再做實(shí)驗(yàn)2。通過觀察，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的行為有明顯的變化：對(duì)失控船的無線電警告和失控信號(hào)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(gè)班、40個(gè)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(jìn)行梳理、總結(jié)和講評(píng)，學(xué)生的情境意識(shí)水平會(huì)有更大的提高。

從模擬器實(shí)驗(yàn)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(shí)踐的角度看，他們的情境意識(shí)水平是極低的，甚至缺乏基本的職業(yè)情境意識(shí)。他們很難將這些應(yīng)試教育下的分散的知識(shí)點(diǎn)形成綜合的航海專業(yè)技能，即使學(xué)生畢業(yè)后上船實(shí)習(xí)，甚至做過一個(gè)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(yàn)，這也是造成年輕駕駛員情境意識(shí)水平低的一個(gè)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(tái)資源管理培訓(xùn)與評(píng)估，將諸如各種會(huì)遇局面的識(shí)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(shí)的避碰，主機(jī)、舵機(jī)、助航儀器故障時(shí)的應(yīng)急行動(dòng)，人員落水時(shí)的應(yīng)急操縱等項(xiàng)目合理地融入模擬練習(xí)中。通過對(duì)情境意識(shí)模擬練習(xí)的合理設(shè)計(jì)和安排，利用航海模擬器對(duì)一些復(fù)雜的局面進(jìn)行重復(fù)練習(xí)，將會(huì)達(dá)到很好的訓(xùn)練效果，對(duì)提高航海類專業(yè)學(xué)生和年輕駕駛員的情境意識(shí)有顯著作用，對(duì)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(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

A

1006-8724（2015）04-0080-03