航海模拟器与航海职业情境意识的培养

刘永利

（青岛远洋船员职业学院，山东 青岛 266071）

航海模拟器与航海职业情境意识的培养

刘永利

（青岛远洋船员职业学院，山东 青岛 266071）

通过对一起船舶碰撞事故人为因素的分析和航海模拟器实验，指出船舶驾驶员的情境意识水平对船舶安全的重大影响，在探讨情境意识的起源、定义及与船舶安全的关系的基础上，提出充分利用航海模拟器培训来培养航海类专业学生及船员的情境意识，并结合案例给出建议。

航海模拟器；航海类专业学生；情境意识

一、引言

2011年7月29日2000时，XTH号船与BO号船均航行于马六甲海峡分道通航制东南向的分道内。223442时，两船第一次发生碰撞；223541时，两船发生第二次碰撞；2315时，BO号船长宣布弃船；约40分钟后，BO号船因进水沉没。主管机关从避碰规则适用（避碰义务、视觉瞭望、安全航速）、值班安排、VHF适用及雷达操作等方面进行了全面的事故调查，但笔者通过研究两船航行记录，却发现在这起碰撞事故中，在相关规则条款以外的一个重要的人为因素——船员的职业情境意识不足，是造成这起海事的一个不容忽视的因素。本文利用航海模拟器对船舶驾驶员情境意识水平对船舶安全的影响进行实验分析，结合情境意识理论，探讨利用航海模拟器对航海类专业学生及船舶驾驶员进行情境意识培养的方法。

二、利用航海模拟器进行职业情境意识实验及分析

在对XTH号船与BO号船的碰撞发生前的VDR记录、特别是VHF通信和雷达图像进行分析后发现，出事船值班驾驶员，尤其是XTH号船值班驾驶员在此过程中的一系列行为和反应，显然缺少了船员在特定时间段内对影响到船舶安全的关键因素、信息的识别、了解和处理以及对未来局面的应有的预测判断能力，即情境意识。

XTH号船的VHF通信记录显示，2227时，两船相距1.1海里，CPA0.7海里，BO号船：“Xin Tai Hai, this is B Oceania, please keep clear of me, because I am not under command.”此时，XTH号船三副应马上清楚地意识到BO号船正处于“船舶失控”状态，但令人遗憾的是，该三副却似乎完全没有意识到这一点，经过对方多次沟通，直到2231时，似乎才真正明白BO号船的状态，浪费了宝贵的6分钟。即使XTH号船三副没有听懂上述通告，2225时他已看到了BO号船亮起的垂直两盏红灯，但仍然未对局面做出正确判断。因为主机故障刚发生时船速较高，舵效较好，是充分利用舵效的短暂时机，随着船速降低，舵效会变得极差，从而无法控制船舶，此外，这也是IMO第SN/Circ.198号通函《船舶通过马六甲和新加坡海峡的航行规则》的要求。因此当三副意识到BO号船失控时，应马上想到BO号船可能会右转进入沿岸通航带，将船脱离主航道，而从VDR记录看，XTH号船三副显然完全没有意识到这一点。

为了分析造成类似碰撞事故的深层原因，笔者利用航海模拟器，结合培训工作进行了船舶驾驶员情境意识实验。

1．实验内容及结果

首先在模拟器上精心制作了与上述碰撞案例尽可能相似的练习，时间、海区、能见度、风流等尽可能逼真地模拟事故现场，仅在XTH号船的数学模型上做了改动，为了适应培训的需要，选用了一个排水量6万吨的散货船模型替代。两项实验模拟练习完全相同，仅实验人群不同。

实验1.实验对象为过渡期船长驾驶员驾驶台资源管理培训学员。共15期，每期8～10人，分3个本船，每个本船3～4人，由职务为船长、大副、二/三副的船员搭配组成驾驶台团队。该练习被安排在学员熟悉完设备和船舶模型之后的第二次模拟练习。除理论课外，在此之前，没有进行针对性的模拟练习，练习前也未作任何提示性介绍。

实验结果：45个本船次的模拟练习中，未发生一次类似前述的碰撞事故，与失控船会遇的最近距离也有0.2海里以上。

实验2.实验对象为高职航海学院在校生，驾驶11级船舶操纵、避碰与驾驶台资源管理培训。共5个班，每个班35～40人，分成两组，上下午各1组，每组约20人，分成4个本船，每个本船4～5人，组成驾驶台团队。该实验性练习被安排在学员熟悉完设备和船舶模型之后的第一次模拟练习，练习前也未作任何提示性介绍。

实验结果：40个本船次的模拟练习中，发生类似前述的碰撞事故3次，与失控船近距离驶过（CPA<0.2）2次。

2.实验结果分析

实验1：由于参加过渡期驾驶台资源管理培训的学员都是有着丰富工作经验的在职船员，而且不同的职务搭配组成了良好的驾驶台团队。当他们初次听到BO号船（模拟）由VHF发布的航行警告时，便引起高度警觉，并迅速与失控船进行沟通，了解其动态；有的本船还通过VTS对失控船的情况作进一步的了解；甚至有一小部分本船在BO号船尚未播发航行警告时就通过雷达观察发现了其动态，进而通过号灯对其动态做出准确判断。一半以上的本船能够意识到失控船会右转脱离主航道，驶向沿岸通航带。高水平的情境意识使他们在第一时间对局面做出了准确的判断，避开了突发的紧迫局面。

实验2：如前所述实验人群是驾驶11级在校生，专业理论课几乎已全部学完，正在为大证统考做准备。由于学院实习条件较差，学生仅有一次烟台—大连之间客滚船上的认识实习，几乎无任何航行经验。虽然绝大部分学生通过了英语四级考试，但他们对BO号船（模拟）播发的航行警告几乎无任何反应。观察发现，值班人员的精力都集中在对雷达和ECDIS的观察上，更谈不上主动与失控船和VTS进行沟通。他们对局面变化的感知完全是麻木的，即其缺乏应有的职业情境意识，直到船舶进入紧迫局面时才开始仓促采取避让行动。 从实验结果可见，驾驶员的情境意识水平对船舶安全有重大影响。

三、情境意识及其获得途径

1.情境意识理论

情境意识（Situation Awareness，简称SA） 的概念最早出现在航空心理学中，描述飞行员对作战飞行操纵的理解，[1]其意思是指飞行员要准确了解其周围的飞行环境，包括飞机的俯仰和偏航，风向、风速，外部的温度和高度等影响飞行安全的因素。情境意识是个体对不断变化的外部环境的内部表征，业内常用丧失情境意识来表述飞行员操纵上的失误。在复杂、动态变化的信息环境中，情境意识是影响操作者决策和绩效的关键因素。在众多情境意识的定义中，引用最广泛的是Endsley提出的。她认为情境意识是在特定的时间和空间内，对环境中各种要素的知觉、对其意义的理解及预测它们随后的状态。[2]Endsley 的定义从认知心理学中信息加工模型的角度，把情境意识划分为三个阶段：知觉、理解和预测。[2]

第一个阶段，即知觉，是指人们对周围环境中各种要素的知觉。[2]如船舶在狭窄水道航行，驾驶员对周围船舶的种类、数量、航向、航速、航道宽度、水深、航标、能见度等的察看和选择性注意。在这个阶段中，人们有选择地注意某些关键要素（选择性注意）和能够短暂地记住这些关键要素及其特性（短时记忆）是良好情境意识的重要前提。

第二个阶段，即理解，是指人们对前一个阶段中记忆里的关键要素和关键要素之间关系的理解和判断。[2]如船舶航行中，周围船舶哪个要转向、哪个要追越、哪个会保向保速、哪个失控等。在这个阶段中，人们大脑中正在进行的思维活动（工作记忆）和人们已有的知识经验（长时记忆）起着非常重要的作用。

第三个阶段，即预测，是指人们根据前两个阶段的结果，对可能的各种行为结果进行预测和比较，确定一种最佳的操作方式。[2]如由于狭窄水道内船舶很多、能见度变差，所以决定减速航行。在这个阶段中，决策的果断性和某些人格特征等高级心理过程起着重要作用，如认知风格的不同或价值观的差异会最终决定个体对某种行为方式的评估和偏好。

简而言之，情境意识是对影响团队完成预定目标的关键要素、信息的识别、了解和处理，即随时随地知道你周围正在和即将发生什么。在船舶工作中，情境意识又指发现、识别失误链，并在事故发生前中断失误链的能力。保持高水平的情境意识可随时掌握即将发生的与团队和团队任务相关的事情，及时发现失误；丧失情境意识则意味着失误链正在形成。情境意识水平越高，发生事故的风险越小；反之，则产生高风险。

2.个体情境意识的获得

个体情境意识的获得，主要有以下几个途径：（1）经验。经验是从多次实践中得到的知识或技能，是体验或观察某一事件后所获得的心得并应用于后续作业。航海是一项实践性很强的工作，航海实践积累是增强感知灵敏性与正确性的重要途径。（2）计划和准备。周密的计划和准备工作可以及时发现行动中偏差和问题，并预测下一步的发展趋势。（3）资源管理。通过船舶管理人员对驾驶台工作环境内可供利用的资源的控制、管理、协调和组织，尤其是驾驶台团队协作是获得高水平情境意识的有效手段。（4）沟通、反馈。有效的交流、沟通、反馈是船舶驾驶台各种信息在团队成员之间进行充分交换的保证，是获得和保持个体情境意识的一个重要环节和关键措施。

需要说明的是，对个体而言，仅靠理论知识的学习积累是很难获得高水平的情境意识的。从上述实验也可以看出，参加实验的航海类在校生虽然其航海学、船舶操纵、值班避碰、航海专业英语都已系统学习完毕，且绝大部分学生能顺利通过适任统考，但实验结果显示，他们却几乎不具备相应的情境意识。要想获得高水平的情境意识必须反复经历相应的“情境”，而航海模拟器是提供各种复杂的航海“情境”的最佳培训途径。

四、利用航海模拟培训培养情境意识

具备和保持高水平的情境意识一方面需要通过系统设计，另一方面也需要通过科学训练。目前在航空领域广泛开展的机组资源管理训练已经证明了这一点，[3]值得在航海教育与培训中加以借鉴。针对碰撞案例和上述实验2的结果，笔者设计了提高学生情境意识水平的模拟器练习。情境意识模拟练习与实验2的对象完全相同，即航海院校驾驶11级5个班的在校生。与实验2不同的是，将情境意识模拟练习安排在熟悉完设备和船舶模型的模拟训练之后。首先是在理论课上突出讲解失控船，尤其是主机故障导致的失控船的应急行动；其次，在模拟训练中选择不同时机给各本船加上主机故障，进而导致船舶失控。让各本船按要求采取应急措施：检查主机和控制系统，确认故障情况；如果是控制系统故障，更换可用的控制系统；通知机舱；通知船长；显示“失控”号灯或号型；按要求鸣放声号；充分发挥舵和侧推器的作用将船舶脱离主航道；备锚，保证随时可用；向VTS报告，播发无线电警告，采取所有可能的手段提醒周围船舶等。练习结束后进行讲评和总结。

在第二天让学生再做实验2。通过观察，发现学生的行为有明显的变化：对失控船的无线电警告和失控信号变得特别敏感，并且绝大部分学生能预测到失控船可能的右转操纵，所以几乎所有本船都能很好地处理所遇到的局面。5个班、40个本船次的模拟练习中没有发生碰撞事故。在练习完毕再次进行梳理、总结和讲评，学生的情境意识水平会有更大的提高。

从模拟器实验可以看出，虽然学生在校完成了所有的航海专业理论课学习，但从航海实践的角度看，他们的情境意识水平是极低的，甚至缺乏基本的职业情境意识。他们很难将这些应试教育下的分散的知识点形成综合的航海专业技能，即使学生毕业后上船实习，甚至做过一个阶段的驾驶员后，由于有些局面在船上也很少遇到，仍然很难积累相应的处理经验，这也是造成年轻驾驶员情境意识水平低的一个重要原因。因此，结合目前主管部门要求的船舶操纵、避碰与驾驶台资源管理培训与评估，将诸如各种会遇局面的识别与避碰，多船复杂局面的避碰，狭水道与分道通航制水域的航行与避碰，能见度不良时的避碰，主机、舵机、助航仪器故障时的应急行动，人员落水时的应急操纵等项目合理地融入模拟练习中。通过对情境意识模拟练习的合理设计和安排，利用航海模拟器对一些复杂的局面进行重复练习，将会达到很好的训练效果，对提高航海类专业学生和年轻驾驶员的情境意识有显著作用，对保障船舶安全也意义重大。

[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

刘永利（1966-），男，船长，副教授，主要从事航海教育研究。

U676.2 < class="emphasis_bold">文献标识码：A

A

1006-8724（2015）04-0080-03