引言
國際海事組織(IMO)為了促進和改善海上安全工作,在1993年海上安全委員會(MSC)第62屆會議上根據(jù)英國海事安全局所提的建議,要求會員國將規(guī)范化安全評估(formalsafetyassessment,F(xiàn)SA)的方法應用于船舶安全領域的研究。在1996年第66屆MSC會議上,IMO正式成立一個國際性的FSA工作小組,隨后頒發(fā)了“FSA應用暫行指南”等文件,鼓勵會員國采用FSA對船舶安全進行專項深入研究。為此,IMO的一些會員國家近年來已采用FSA對船舶設計、建造規(guī)范、運營管理、操作控制和技術(shù)培訓等方面進行研究,其中包括散裝貨船的設計規(guī)范、特種船舶的安全與風險控制、船舶壓載水的排放和其他一些與海上安全、環(huán)保相關(guān)的項目,并就這些研究項目與內(nèi)容提出一些降低或避免海上風險、提高海上安全工作水平的決策與建議。與此同時,我國交通部海事局、船級社和其他單位的研究人員也采用FSA對船舶安全工作展開研究,包括長江高速船與渤海灣客滾船等特定航區(qū)特種船舶的航行安全保障、船舶船體強度、裝卸載貨物及有毒液體運輸?shù)劝踩u估工作的研究。
1.規(guī)范化安全評估(FSA)
1.1FSA的目的與特點
FSA是一種系統(tǒng)性和規(guī)范化的綜合安全評估方法。它的目的在于通過采用規(guī)范的程序?qū)Υ霸O計與檢驗、營運與安全管理等進行綜合性安全評估,以有效地提高海上人命、船員健康、海洋環(huán)境、船舶和貨物資源等方面的安全程度。即通過全面總結(jié)和分析現(xiàn)有船舶設計、工程技術(shù)、操作控制和營運與安全管理標準與規(guī)定,結(jié)合實際工作需要,改進和完善這些標準與規(guī)定,或制定必要的新標準和規(guī)定,從而達到確保海上安全的目的。與其他一些安全評估方法相比,F(xiàn)SA所采用的評估步驟具有更為規(guī)范與合理的特點。它不僅包括對已發(fā)生事故的分析評估,而且包括對可能發(fā)生事故的分析評估。因此,通過這種方法所得到的評估結(jié)果更為正確可信。另外,以往的一些安全評估大多采用定性(有些也進行定量)的分析與評估,F(xiàn)SA可在風險評估及風險控制方案的基礎上,對實施的每一控制方案所產(chǎn)生的成本費用和效益情況進行比較與分析,進而可根據(jù)費用與效益比的實際情況作出更為合理的決策。
1.2FSA的實施步驟
在開始FSA之前,首先應確定所需評估的項目和范圍,并充分考慮與被評估項目相關(guān)的限定條件,然后按照采用危險識別、風險評估、風險控制方案、費用與效益評估和提供決策建議5個步驟進行評估。
FSA可在全面總結(jié)和分析現(xiàn)有安全現(xiàn)狀的基礎上,結(jié)合實際工作情況與需要,改進原有的一些規(guī)定與要求或制定新的安全標準或操作規(guī)范,從而使相關(guān)的各種技術(shù)、操作程序得到改進,并使對策性措施在費用和受益之間達到協(xié)調(diào)。FSA的結(jié)果可以作為修改安全標準與制定安全措施的支撐資料,從而提高船舶安全工作的水平。
2.FSA在預防船舶事故中應用的現(xiàn)狀與發(fā)展
自FSA開始應用于船舶安全評估工作以來,英國學者與專家對FSA在海上作業(yè)船舶與鉆井平臺、漁船、集裝箱船舶、客船、油船等特種船舶的事故與風險和其他海上工程的技術(shù)設計、建造規(guī)范、運營管理、操作控制和技術(shù)培訓等方面的應用進行了深入研究,在減少與避免船舶事故與風險方面取得了有效的成果。
除了散裝船F(xiàn)SA的研究外,IMO和國際船級社協(xié)會(IACS)還分別對海上更換壓載水和其他一些海上安全與環(huán)保項目采用FSA開展研究。與此同時,一些國家還就FSA在船舶設計、營運管理和特種船舶的安全與事故等方面的應用相繼展開研究,如北歐的丹麥、芬蘭、挪威、瑞典與英國聯(lián)合開展了滾裝船安全評估的研究;美國和瑞典等國應用FSA對船舶營運的安全管理進行了相關(guān)的研究等。
作為IMO的A類理事國,我國交通部海事局、船級社和研究單位與院校的研究人員已在FSA的應用方面展開了一些初步的研究工作。在船舶安全領域中的FSA應用與研究工作中,我國的船級社走在了前列。它在1999年就根據(jù)IMO的“綜合安全評估應用暫行指南”,結(jié)合本單位的實際情況與要求專門制定和頒發(fā)了“中國船級社綜合安全評估應用指南”,應用FSA對長江高速船作了風險評估,并將對渤海灣客滾船的安全進行全面的FSA研究。為了推廣FSA在船級社造船規(guī)范等船舶檢驗工作中的應用,我國船級社最近還專門在上海等地舉辦了FSA的應用培訓班。另外,國內(nèi)一些專家學者也開始對FSA評估方法中的數(shù)據(jù)處理與定量分析的方法進行了研究,并結(jié)合FSA在船體強度、船舶裝卸載、有毒液體物質(zhì)運輸?shù)壬婕邦A防船舶事故方面的應用作了探討,從而在這方面的研究工作中取得了一些進展。目前我校已與上海港引航管理站合作完成了“上海港船舶引航FSA應用”的研究工作,并達到了預期的目的。最近我校又開始與中遠集裝箱有限公司合作展開了“船舶航行FSA應用”的研究工作。所有這些對促進國內(nèi)FSA推廣應用發(fā)揮了積極的作用。
3.使用航海模擬器對船舶駕駛?cè)藛T海上避碰人為因素的研究
如前所述,F(xiàn)SA的專項研究需要大量信息和數(shù)據(jù)。這些信息和數(shù)據(jù)以往主要來自船舶事故或案例的調(diào)查與分析,或來自相關(guān)專家的“頭腦風暴(brainstorming)”等工作。但在現(xiàn)代科技特別是計算機和仿真模擬技術(shù)得到快速發(fā)展和航海模擬器已全面推廣應用的今天,基于航海模擬器對人為因素調(diào)查與分析的結(jié)果也完全可以用于FSA的危險識別、風險評估、風險控制等方面的具體研究工作。目前,基于航海模擬器對船舶事故人為因素調(diào)查與分析的研究工作已經(jīng)在世界主要海運國家的科研單位與院校不斷發(fā)展和深化。事實證明,這種具有數(shù)據(jù)挖掘(datamining)性質(zhì)的研究工作,可以為FSA的研究提供大量有價值的信息與數(shù)據(jù)。
3.1基于航海模擬器的避讓行為研究
為了解和獲得船員在海上采取避讓行動的行為和數(shù)據(jù),上海海事大學的老師專門利用為船員提供培訓的機會,通過雷達模擬器對危險局面的操縱避讓行為進行了調(diào)查。在雷達操縱模擬器上對船舶駕駛員在設定的船舶會遇局面的實操行為進行記錄,可在數(shù)學定量上分析船舶操船者避讓決策規(guī)律。接受調(diào)查的對象是在各雷達模擬器培訓單位接受培訓的船員,包括船長和大副。通過在雷達模擬器上避讓專設會遇局面中的他船的模擬操作過程,可以方便地記錄和了解他們具體的避讓方法與行動。在整個調(diào)查的過程中,總共收集到模擬器實際操作調(diào)查記錄表56份(有效卷50份)。
避讓行為調(diào)查內(nèi)容,一般包括操船者對碰撞危險的判斷、避讓行動實施的時機(距離或時間)、避讓行動(變向、變速或變向變速)中方式的選擇、避讓行動的幅度和最后會遇距離的大小。這些內(nèi)容是針對國際避碰規(guī)則中規(guī)定的“碰撞危險、早讓、大幅度讓、寬讓”等避讓行為中動機、時機、方式、幅度、效果等方面的調(diào)查。具體內(nèi)容有:
(1)采取避讓行動時來船會遇的最近會遇距離(DcPA);
(2)采取避讓行動時與來船的距離(D)或來船位于本船的相對方位(舷角Q);
(3)船舶避讓方式(轉(zhuǎn)向或減速);
(4)船舶行動的幅度(△C);
(5)兩船實際通過距離(DcPA)
雷達模擬器實操行為調(diào)查中(設定會遇時D=0—0.3nmile,船速比為1:1船舶為萬噸級的集裝箱船舶),得出左舷來船形成小角度橫越時,操船者采取避讓行動一般在2~4nmile之間實施,行動距離平均為3.38nmile。右舷來船形成小角度橫越采取避讓行動一般在2~5nmile之間實施,行動距離平均為3.93nmile。左舷來船形成正交會遇時,操船者采取避讓行動一般在2~4nmile之間實施,行動距離平均為3.87nmile。
左舷來船形成小角度橫越時,右轉(zhuǎn)幅度平均48。右舷來船形成小角度橫越采取避讓行動,右轉(zhuǎn)幅度平均53。左舷來船形成正交會遇時,操船者采取避讓行動右轉(zhuǎn)幅度平均52。
雷達模擬器實操行為調(diào)查中得出左舷來船形成小角度橫越時,實施避讓行動后的通過距離平均為1.35nmile。右舷來船形成小角度橫越采取避讓行動,實施避讓行動后的通過距離平均為1.5nmile。左舷來船形成正交會遇時,實施避讓行動后的通過距離平均為1.4nmile。
3.2基于航海模擬器的人之可靠性研究
大連海事大學的老師為了解和統(tǒng)計船舶駕駛?cè)藛T在航行與值班之中人的影響因素,專門組織了航海專業(yè)高年級學生參加在船舶操縱模擬器上進行的實驗。通過在這項實驗過程中加入培訓狀況、疲勞程度、航行水域、交通狀況、操船人員性格等人的因素,來觀測和統(tǒng)計相關(guān)人為失誤的數(shù)據(jù)。從該項實驗得到的人為失誤影響因素的模擬器試驗結(jié)果的數(shù)據(jù)中就能看出船舶操縱模擬器可以用來統(tǒng)計和分析人為因素在航行與值班中的影響。表5給出了這些參加模擬器的學生在不同狀況下參加實時模擬訓練的結(jié)果,特別給出了相應的由于人為失誤而導致的考核成績不合格的比例。這些實驗中的影響因素就是前面提及的由于受培訓狀況、疲勞程度、航行水域、交通狀況、操船人員性格等的不同而對避讓效果產(chǎn)生影響的因素。
在船舶操縱模擬器上所得到的實驗數(shù)據(jù)表明,人的性格、培訓狀況、通航密度和疲勞程度確實對船舶避讓結(jié)果有影響,也證明了這些因素與人的避讓行為確實密切相關(guān)。這也充分反映了航海模擬器在人的因素研究中的有效性。
另外,除以上這些研究項目以外,國外一些院校也進行了許多類似的研究。如日本東京商船大學采用航海模擬器對“駕駛員在船舶應急情況下的反映與行為”和“船舶操縱系統(tǒng)中的人為因素與特點”進行了大量的實驗,美國波士頓大學采用航海模擬器對“飲用低劑量酒精對船舶操縱的影響”進行了研究,而這些實驗與研究所得到的結(jié)果,都可用于對特定項目或內(nèi)容進行FSA的有效評估。
值得一提的是,利用航海模擬器進行人的因素或行為研究時,可在控制和改變相關(guān)不同環(huán)境與條件的情況下,將參加模擬駕駛?cè)藛T的行為及其結(jié)果全部加以記錄,在事后又可供參加實驗的對象或其他研究人員進行討論與分析,最終能獲得影響人的行為的因素和人的實際行為等方面的信息與數(shù)據(jù)。與通常的船舶事故調(diào)查相比,航海模擬器在人的因素研究中不但有效,而且安全經(jīng)濟,并可以用來從事一些常規(guī)調(diào)研中無法進行的模擬實驗工作,所以它在FSA諸如全面進行海上安全現(xiàn)有與潛在危險的識別、對存在不同風險的危險度評估和如何有效預防和控制風險等方面的研究中具有廣闊的應用前景。但是,在以上這些研究工作中,研究人員也應充分注意到因航海模擬本身所具有的局限性而對相關(guān)研究工作帶來的不足之處(包括模擬環(huán)境的真實性和設備功能限制等)。因此,在從事這些研究工作中,可通過充分發(fā)揮和不斷完善航海模擬器的功能,或采用其他相應適當?shù)难芯糠椒▉砑右匝a充和比對,以解決因航海模擬器局限性所產(chǎn)生的問題和提高研究工作的水平。
4.結(jié)束語
國內(nèi)頻發(fā)的船舶事故一直是困擾當前海上安全的重大問題。應用FSA預防船舶事故的發(fā)生是一項具有廣闊前景的有效方法,而采用基于航海模擬器進行人為因素的調(diào)查與研究將有助于FSA研究工作的深化和發(fā)展。雖然我國FSA研究工作的起步較晚,在相應的研究方面與國外一些先進國家相比還存有一定的差距,但由于我國在航海安全研究工作和航海模擬器的應用與發(fā)展方面已具有一定的規(guī)模與優(yōu)勢,只要國內(nèi)海上安全管理部門通過多種途徑宣傳FSA的作用與意義,積極鼓勵國內(nèi)各航運公司、航海類院校與研究單位采用多種方法與措施展開和促進FSA在船舶安全領域中應用的研究,特別是全面開展基于航海模擬器進行的人為因素的調(diào)查與研究,則能有效地減少和防止船舶事故的發(fā)生,從而從整體上提高我國FSA研究和船舶運輸安全工作的水平。