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(duì)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(guó)際公約和國(guó)內(nèi)規(guī)定關(guān)于救生艇操作培訓(xùn)的要求，分析中國(guó)有關(guān)自由降落式救生艇培訓(xùn)的現(xiàn)狀及存在問(wèn)題，提出開發(fā)應(yīng)用模擬器進(jìn)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(shí)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(xiǎn)情而選擇棄船時(shí)，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(jiǎn)單、施放速度快、安全性能好等特點(diǎn)，越來(lái)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(shí)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(wú)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(shí)踐培訓(xùn)中存在著設(shè)備、操作和安全等問(wèn)題，給培訓(xùn)工作帶來(lái)困難，影響培訓(xùn)質(zhì)量。本文對(duì)開發(fā)應(yīng)用自由降落式救生艇操作模擬器進(jìn)行探討。

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

1.國(guó)際公約對(duì)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(duì)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(píng)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(guò)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?！懊克揖壬г跅壌萘?xí)中每3個(gè)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(duì)于自由降落式救生艇，如自由降落入水不可行，每6個(gè)月內(nèi)至少有一次自由降落入水。

2.國(guó)內(nèi)對(duì)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(guó)海事局制定《中華人民共和國(guó)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(píng)估規(guī)范》，各航海院校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)于2012年9月10日開始執(zhí)行。在考試大綱中實(shí)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(píng)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(guó)自由降落式救生艇培訓(xùn)的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

目前，雖然我國(guó)海事主管機(jī)關(guān)對(duì)于自由降落式救生艇的認(rèn)可的培訓(xùn)模式是實(shí)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(jī)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(duì)學(xué)生培訓(xùn)。存在的主要問(wèn)題如下。

1.培訓(xùn)設(shè)備和場(chǎng)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(shí)船相同)、配套艇架設(shè)施、訓(xùn)練用場(chǎng)地(岸上訓(xùn)練場(chǎng)地和訓(xùn)練水域)組成。岸上訓(xùn)練場(chǎng)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(shí)，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(jìn)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(xiàng)目，至少需要幾千萬(wàn)元以上的投資，一般培訓(xùn)單位無(wú)法承受，目前，僅有大連海事大學(xué)等幾個(gè)培訓(xùn)單位配備此設(shè)備和場(chǎng)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(shí)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(wú)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(xiǎn)較大

在培訓(xùn)初期，學(xué)員對(duì)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(hù))的良好配合來(lái)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(huì)造成惡性后果，如艇內(nèi)學(xué)員沒(méi)有做好準(zhǔn)備時(shí)，艇就被釋放從高處自由落水，造成學(xué)員受傷。船員如果沒(méi)有受過(guò)此方面的培訓(xùn)，在演習(xí)中對(duì)相關(guān)操作不熟練和沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)，坐姿和安全帶系法不正確，釋放時(shí)容易出現(xiàn)人身傷害等安全問(wèn)題。如2014年4月10日，廣州海運(yùn)技工學(xué)校20余名學(xué)生在進(jìn)行救生艇收放訓(xùn)練時(shí)，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(shí)船訓(xùn)練受外界條件的限制

實(shí)船訓(xùn)練受場(chǎng)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(wú)風(fēng)、無(wú)浪、無(wú)流。在海上，一般宜選擇天氣晴朗，蒲氏風(fēng)力小于4級(jí)，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(huì)存在一定風(fēng)險(xiǎn)。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(méi)有經(jīng)過(guò)適當(dāng)訓(xùn)練，多數(shù)船員存有畏懼感，影響實(shí)船訓(xùn)練的開展。

由于存在上述問(wèn)題，每次實(shí)際操作培訓(xùn)時(shí)需要多名教員進(jìn)行監(jiān)督和協(xié)助，關(guān)鍵性操作都由教員來(lái)做，受訓(xùn)人員沒(méi)有得到應(yīng)有的訓(xùn)練，未達(dá)到船員熟悉培訓(xùn)要求，且每次回收救生艇與準(zhǔn)備花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)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(shí)船訓(xùn)練前對(duì)學(xué)員進(jìn)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(duì)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(duì)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(dá)到合乎培訓(xùn)目標(biāo)的物理真實(shí)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(shí)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(gè)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(xiǎn)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(dá)到培訓(xùn)效果，具體項(xiàng)目如下。

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

(2)艇內(nèi)的座位的模擬。設(shè)置前后2個(gè)或4個(gè)座位，分別是艇長(zhǎng)座位和普通艇員的座位，其大小、形式、安全帶裝置等與真實(shí)艇一樣，訓(xùn)練學(xué)員進(jìn)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(shí)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(shí)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(shí)的操作，使每個(gè)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(yùn)動(dòng)姿態(tài)過(guò)程。其模擬過(guò)程是當(dāng)學(xué)員打開救生艇的釋放手柄后，救生艇在整個(gè)自由降放過(guò)程中的姿態(tài)及運(yùn)動(dòng)，其中包括降放初始運(yùn)動(dòng)、滑道運(yùn)動(dòng)、脫離滑道時(shí)刻、脫離滑道后、進(jìn)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(jué)。

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

(6)模擬在艇內(nèi)進(jìn)行模擬降放試驗(yàn)的操作。附加一套模擬降放試驗(yàn)裝置，此模擬降放試驗(yàn)是船舶救生演習(xí)中必做項(xiàng)目之一，要求每一個(gè)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(diǎn)

自由降落式救生艇操作模擬器的設(shè)備費(fèi)用不超過(guò)100萬(wàn)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(gè)培訓(xùn)單位都能負(fù)擔(dān)得起，從而解決自由降落式救生艇培訓(xùn)中的問(wèn)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(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)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(duì)小，安全可靠而實(shí)用，它解決培訓(xùn)中的難題，確保培訓(xùn)安全。而我國(guó)尚沒(méi)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(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自由降落式救生艇降放模擬器，同時(shí)由海事主管部門認(rèn)可，用于船員培訓(xùn)。

為達(dá)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(tái)、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(yùn)動(dòng)平臺(tái)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、虛擬影像頭盔設(shè)備、模擬降放試驗(yàn)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(gè)自由降放過(guò)程中的姿態(tài)及運(yùn)動(dòng)理論，幾個(gè)階段為：降放初始、滑道運(yùn)動(dòng)、脫離滑道時(shí)刻、脫離滑道后、進(jìn)入水中、浮出水面、水面運(yùn)動(dòng)。根據(jù)救生艇在整個(gè)自由降放過(guò)程中的姿態(tài)及運(yùn)動(dòng)的理論，需要整理和分析，開發(fā)由計(jì)算機(jī)控制液壓控制3D姿態(tài)模擬救生艇在整個(gè)自由降放過(guò)程中的姿態(tài)及運(yùn)動(dòng)的軟件系統(tǒng)，配有模擬影像和音控系統(tǒng)，通過(guò)學(xué)員佩戴虛擬影像頭盔播放整個(gè)救生艇自由降放過(guò)程。

五、結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前整個(gè)航運(yùn)市場(chǎng)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(duì)自由降落式救生艇培訓(xùn)設(shè)備和教學(xué)場(chǎng)地的投資。從現(xiàn)有技術(shù)看，開發(fā)我國(guó)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(xì)的方案、立項(xiàng)，也可借鑒海運(yùn)發(fā)達(dá)國(guó)家的成型產(chǎn)品，進(jìn)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(bǔ)我國(guó)航海教育的空白；產(chǎn)品在得到國(guó)家海事主管機(jī)關(guān)的認(rèn)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(guó)際公約馬尼拉修正案[M].中華人民共和國(guó)海事局，譯.大連：大連海事大學(xué)出版社，2010.

[2] IMO.國(guó)際海上人命安全公約(SOLAS)(綜合文本)[M].中華人民共和國(guó)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(dòng)評(píng)估系統(tǒng)在船員合格證實(shí)訓(xùn)教學(xué)和評(píng)估中的應(yīng)用設(shè)計(jì)[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(shí)驗(yàn)師，主要從事航海教育研究。

U676.2

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1006-8724(2017)01-0064-03