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船载AIS的助航作用及引发问题的思考

内容提要:船载AIS设备能为船舶驾驶员提供更多他船的信息,从而帮助驾驶员作出更适当的避碰决策。船载AIS在一定程度上降低了船员的工作负荷,但不可回避的是,如果驾驶员对AIS不熟悉,此项技术将引发新的工作压力。文中对此作了具体分析,并为更合理、更高效使用AIS提出建议。

关键词:船裁AIS 助航作用 工作负荷 改进建议

船载自动识别系统(AIS)技术的引入,对驾驶员的直接作用在于为决策提供辅助信息,避免盲目的语言通话.协助认清航行局面,并在某种意义上使驾驶台工作负荷降低。然而,Ramsvik(2004)认为,如果值班驾驶员不熟悉AIS,需要花太多的时间来理解最低键盘显示器(MKD)显示的目标信息,并把它们与视觉看到的目标和ARPA显示目标信息联系起来。因此,着眼于AIS降低驾驶台工作负荷的初衷,有必要讨论AIS能否真正降低值班驾驶员工作负荷的问题。

1.AIS的使用减轻了值班驾驶员工作负荷

(1)VHF语音通信量减少。AIS技术的用途之一是预测他船航路。AIS具有传输船舶静态信息和动态参数(包括航向、航速、ETA、目的港和吃水等)等功能,使互相接近的船舶能提前30~90s精确地预测目标船舶的计划航路。

这样,合理使用AIS就可以消除不必要的会话,从而减轻驾驶人员的工作负荷和精神压力。VHFl6频道的频繁通话不仅干扰值班驾驶员的正常操作,还会分散保持正规嘹望的注意力,在交通拥挤水域尤其如此。Ramsvik(2004)认为,船舶驾驶员很希望把VHF通信量降到最低,因为这有利于值班驾驶员注意力更加集中。因此。正确使用AIS信息既可以预测目标船舶的航路,又能保持船舶间的静默通过。由于VHF会话减少,所以用于呼叫的时间可以更好地用来考虑避碰行动,采取更合理的避碰措施。

(2)避免盲目的语言会话。AIS最基本的功能是目标识别。Petterson(2003)认为, 当晚上有人用紧张的声音发出不明确的呼叫 我右舷的船舶,我右舷的船舶,我是M/S XXX,我正向左转向! 让许多值班驾驶员希望有AIS来识别被呼叫对象,获知其转向时机、转向幅度和到底跟谁呼叫。

在会遇局面复杂的水域中航行时,这种盲目的呼叫尤其令人不安。此外,为避免紧急情况而必须通信时,值班驾驶员不得不标绘精确的GPS船位,或通过相对已知灯塔的具体距离方位来识别目标船,然后试着利用各种方法呼叫目标船。这种过程大大增加了值班驾驶员的工作负荷和疲劳。

(3)协助认清局面。根据IMO决议A.917(22),AIS的目的就是提供附加信息,以协助认清局面。 认清局面 是对一定时空范围内环境要素的感知、理解,并预测短时间内的航行状态。

航行环境要素包括:①自然要素,比如潮汐、风、流等;②水道情况,包括助航设备,航道的水深和宽度;目标船的运动或运动趋势。前两种要素AIS无能为力,而第三种要素正是AIS要提供的。若没有AIS的帮助,值班驾驶员可能通过雷达或视觉嘹望来寻找相关的信息。然而,雷达存在盲区,而AIS技术恰巧可以弥补雷达盲区。在大雾和能见度不良时,视觉嘹望的效果有限,因此,在雷达或视觉嘹望不能提供帮助时,AIS协助值班驾驶员认清局面,使掌握航行环境要素变得更加方便。

(4)释放压力。精神压力是导致疲劳的原因之一,当面对未知局面而引发的更强工作负荷,船舶驾驶员将承受更大压力。如Petterson(2003)认为:由于信息不准确、不完整,所有的船舶驾驶员都承受着严重的精神压力。在配备ARPA雷达的船上,这种压力将会持续,直到某个目标在2~3min后开始转向.确定可能是某某船为止。在笔者与值班驾驶员交谈中,一些被访者认为AIS使他们通过他船时感觉更放松、更自信,在正确识别目标船后尤其如此。总之,通过使用AIS,可以降低额外工作负荷和情况不明而引发的精神压力。

2.不熟悉AIS的使用会引发新的工作负荷

AIS是一种典型的具有自动控制功能的新技术。但是,如果值班驾驶员不熟悉AIS很可能会给驾驶员带来新的工作负荷,特别当收到许多与通过受限水域或进入港口有关的文本消息。人员处于高工作负荷的时期(T.R.B.,2003,P.122)。正如Stitt(2004)所说。现今AIS的引人,与当初雷达和ARPA刚广泛使用的时期有相似的地方,即新技术和相关设备都是在实践经验非常有限时便仓促投入使用。

因为,在实践中80%AIS上的MKD是独立显示器,或者安装在驾驶台,或者安装在海图室。专用显示器需要值班驾驶员挤出一部分值班时间专心值守。在交通繁忙水域,时间非常有限,值班驾驶员却不得不上下翻页来找出所关心的目标船舶及获取其动态数据。

除了上述努力,并假设目标识别也顺利完成,值班驾驶员还需要将AIS给出的航海信息与雷达和直接观测得到的资料关联起来思考。即使在情况良好时。值班驾驶员也需要保持很强的空间意识.以确保理解视觉嘹望情况和雷达或AIS的显示信息。尤其在能见度不良时,值班驾驶员不能确定所有联系船舶均已被AIS或雷达识别,这样问题将会更复杂,并有可能出现人为失误。此外,并非所有船舶都装有或开启AIS,值班驾驶员不可能十分肯定所关心的船舶就是MKD上显示的目标。

总之,与其他设备如雷达、ENC或ECDIS等信息进行信息关联是AIS引发新的工作负荷中可能是最大的。

不熟悉 AIS通常指对AIS菜单操作不熟悉.对AIS信息不理解,对相关信息不确定和MKD报警干扰等,由此引发了新的工作负荷和工作压力。

(1)菜单操作压力-因AIS菜单太复杂和设计不合理所引起。需要通过更好的设计或多加练习来消除。

(2)不确定引起的压力-值班驾驶员不能确定所关心的船舶是否就是MKD显示的船舶。由于并非所有船舶都装有并开启AIS,这样的不确定性引起的精神压力油然而生。不确定状态持续时间越长,此类压力就会越大。

(3)警报引起的压力-会在值班驾驶员感到负荷过多或怀疑AIS时出现。AIS设备发出的警报也是精神压力产生的原因之一。关于警报引发的压力,Tailor(2003)说, 我曾多次见到,船长在半夜设法捕捉警报的来源,并疑惑其严重性时的情形 。

(4)理解上的压力-AIS使用过程中最主要的压力。如果驾驶员在理解AIS系统和显示信息的基础知识方面存在缺陷,AIS信息将得不到很好的理解,更不用说与雷达进行信息关联了。Hinchliffe(2002)认为,考虑到相对地面和相对海面显示的复杂性以及真矢量的影响,我们不能不怀疑那些没掌握足够知识的驾驶员如何应付AIS。而且。在航行情况变得复杂和必须使用AIS时,不难理解信息产生的压力将会大大增加。

压力虽然会在辨清局面的过程中释放一些,但还会因多种原因而产生,所以不应忽视。不熟悉AIS引发的压力会导致驾驶员不愿使用、出现失误和自信受挫等现象。

3.如何降低AIS引发的工作负荷和压力

在客观分析船载AIS为值班驾驶员带来的工作便利和客观负荷后,我们对AIS这一技术必须保持清醒的认识。对AIS引发的新的工作负荷和压力决不能忽视。AIS是否总体上降低驾驶员工作负荷和压力是因事而异,因人而异的。扩大AIS的益处,减轻AIS引发的新的工作负荷和压力是当然之选。

从实践来看,用好船载AIS;设备,降低由其引发的工作负荷和压力有以下一些途径:

(1)掌握使用AIS进行航路预测的方法,但不能作为唯一的选择。驾驶员在驾船航行时。时间和精力十分有限,只能关注与本船航行最有关系的船舶。因此,绝大部分时候驾驶员依靠雷达数据或视觉嘹望信息来采取避碰措施。但在一些雷达盲区水域或狭水道弯头水域,AIS可以弥补雷达数据的不足。

例如:当船舶沿着上海黄浦江主航道进口至陆家嘴弯头水域时,因浦东侧建筑物的遮挡,无法嘹望到十六浦外滩江面的出口船舶。此时,如AIS显示方位300左右有一船舶目的港为非上海港,显示距离也越来越近,那么驾驶员应该知道,在弯头水域附近将与其会遇,应及时采取相关避让措施。

(2)习惯于将AIS与其他助航设备进行信息关联。驾驶员只有准确理解可用信息,并有一定实践经验,才能确保辨清局面。AIS信息和雷达信息的关联需要实践经验,只有通过多次实际关联和计算才能提高这方面的能力。以Saracom设备为例,MKD的首页界面可按照距离远近显示附近船舶信息,并显示其方位和船名。在船舶密度不是很大时,或在狭水道航行时,值班驾驶员在目视信息或雷达数据的帮助下,比较容易辨认目标船舶。相应地,在船舶密度较大的开阔水域,尤其是在相同距离或相同方位有多艘船舶时,AIS信息与雷达数据的关联性就尤为重要,驾驶员需要按照方位或距离的不同。将这些船舶予以区别。

需要注意的是.AIS设备显示的方位是指它船与本船的方位,因此在准确关联雷达数据时,雷达方位显示就必须取得一致,即保持艏向上模式,否则很容易 张冠李戴 。

(3)应按 须知原则 筛选AIS显示信息,选择操船实践中最必需、最关键的信息,降低不必要信息的干扰。在 列表 页面,显示 距离 、 方位 、和 船名 比较妥当,能让驾驶员相对容易地阅读AIS信息,且不需翻页便可知道关注船舶的名字。有些AIS在列表页面显示MMSI等信息,这其实意义不大,驾驶员有时反而因花时间翻页寻找船名而误事。当然,这与AIS生产厂家的设计有关.驾驶员虽无法更改,但也要对其缺陷和特点做到心中有数。

(4)不建议使用文本信息的形式传递避碰信息。值班驾驶员可以通过AIS设备向目标船舶发送文本信息,但是,这一功能 华而不实 ,原因有两个:

一是费时费力。笔者曾经多次尝试发文本信息给目标船舶,虽然是简单的一句 Pass Red Light 一句话,但也需要集中精力2min左右才能将信息发出。在这2min时间内驾驶员将无法顾及到正常嘹望。在船舶密集或狭水道水域航行时,这种做法将引发很大的安全风险。

二是可靠性低。经抽样调查,约有5%的驾驶员会关注AIS文本信息.这对迷信AIS文本传递避碰信息的驾驶员是一个很好的提醒。根据2005年9月1日的Lloyds List记载.2004年6月21日在我国东海水域发生了一起 因AIS引起的交通事故 (AIS triggered accident).原因就是一方驾驶员误以为对方已收到自己通过AIS发送的避让文本信息,并会执行相应的避让措施。

(5)在对MKD作重大改进以前,应鼓励通过培训和练习来提高值班驾驶员使用AIS的技巧和能力。不论AIS显示器是否会作重大改进,有必要进行相关业务的培训和交流.一是为了熟悉界面操作和信息关联;二是为了全面掌握现有船载AIS的优缺点。

4.结束语

总体上,AIS到底能否降低船员工作负荷还取决于船员自身的专业素质,以及不同的情况和航行环境。扩大AIS的益处,减轻AIS引发的新的丁作负荷和压力是当然之选。认识AIS技术,提高船员自身的理解和关联能力至关重要。所有AIS引发的压力都可以通过提高值班驾驶员的能力来降低。
 

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