自由降落式救生艇操作模拟器的开发与应用

曹铮,宫玉广

(大连海事大学 航海训练与研究中心，辽宁 大连 116026)

自由降落式救生艇操作模拟器的开发与应用

曹铮,宫玉广

(大连海事大学 航海训练与研究中心，辽宁 大连 116026)

针对货船配备自由降落式救生艇释放培训中的不足，结合国际公约和国内规定关于救生艇操作培训的要求，分析中国有关自由降落式救生艇培训的现状及存在问题，提出开发应用模拟器进行自由降落式救生艇培训的建议。

自由降落式救生艇；培训模拟器；3D实景

一、引言

自由降落式救生艇存放在船舶尾部，当船舶遇到险情而选择弃船时，全部船员能快速登上救生艇，能直接从存放位置沿滑道滑出，并以自由落体形式降落入水。它具有操纵简单、施放速度快、安全性能好等特点，越来越多的船舶配备它。SOLAS公约规定，2006年7月1日及以后建造的散货船均应配备自由降落式救生艇。航海类院校学生或船员应接受相应知识和技能的培训，并取得船员合格证书(Z02)，它是船员合格证培训必修必考的内容；在船上工作的船员应定期参加船舶救生演习，熟悉船上的自由降落式救生艇设备及降放操作[1]。无论是在校的学生，还是在船船员，都应熟悉自由降落式降放操作，然而在实践培训中存在着设备、操作和安全等问题，给培训工作带来困难，影响培训质量。本文对开发应用自由降落式救生艇操作模拟器进行探讨。

二、自由降落式救生艇释放操作培训的国际公约和国内规定

1.国际公约对救生艇释放操作培训的规定

(1)STCW公约马尼拉修正案中的相关规定

自由降落式救生艇是船舶救生艇筏的一种。STCW规则表A-Ⅵ/2-1对签发救生艇筏和除快速救助艇以外的救助艇的最低适任标准作了规定，其评估适任的标准之一是：“救生艇筏的准备、登乘及降放在安全限度内并使救生艇筏能安全驶离船舶。”[1]

在STCW规则第B-I/14节中，“公司还应确保：.1在配备自由降落式救生艇的船上的所有海员应接受该种救生艇和释放程序的熟悉培训；.2被指定操作自由降落式救生艇的海员在上船前应接受该种救生艇登艇、释放和回收该种救生艇的适当培训，包括至少参加过一次自由降落式释放”。[1]

(2)SOLAS公约中的相关规定

SOLAS公约第Ⅲ章19条为“应急培训与演习”的要求，包括熟悉安全装置和集合演习、弃船演习、船上培训与授课等内容。“每艘救生艇在弃船演习中每3个月至少有一次乘载被指派的操艇船员降落入水，并在水中操纵”[2]。对于自由降落式救生艇，如自由降落入水不可行，每6个月内至少有一次自由降落入水。

2.国内对自由降落式救生艇释放操作培训的有关规定

为满足STCW公约马尼拉修正案中的适任标准要求，中国海事局制定《中华人民共和国海船船员培训合格证考试大纲》和《海船船员培训合格证评估规范》，各航海院校和培训机构于2012年9月10日开始执行。在考试大纲中实操训练部分中有“4.2 自由降落式救生艇的收放操作”的规定，在评估规范中也有“3.2 自由降落式救生艇的收放操作”的规定。

三、我国自由降落式救生艇培训的现状及存在的问题

目前，虽然我国海事主管机关对于自由降落式救生艇的认可的培训模式是实物操作培训，但安装此培训设备的航海院校和培训机构不多，即使安装该培训设备的单位，有些仅仅是满足海事局的设备配备要求，并未真正用于对学生培训。存在的主要问题如下。

1.培训设备和场地投资巨大

用于自由降落式救生艇培训设备与设施是由自由降落式救生艇(与实船相同)、配套艇架设施、训练用场地(岸上训练场地和训练水域)组成。岸上训练场地应满足救生艇架设备安装和学生集合训练的要求；训练水域应满足自由降落式救生艇由艇架存放高处位置以自由降落方式入水时，救生艇与水面成不小于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离及在水面上进行操纵的水域范围要求。一般训练水域必须具备局部水深3 m以上、面积1000 m2以上的水池。举办该培训项目，至少需要几千万元以上的投资，一般培训单位无法承受，目前，仅有大连海事大学等几个培训单位配备此设备和场地。

2.艇内空间狭小教学难以展开

自由降落式救生艇采用与实船一样的全封闭救生艇，但作为培训之用有其局限性，艇内高度低，人员无法直立，空间狭小，光线不足，只能有少数学员看到教师的艇内关键设备及操作讲解，影响培训效果。

3.培训安全风险较大

在培训初期，学员对释放中操作设备不熟悉，需要至少3名以上培训教师(一名主讲、一名艇内协助和一名释放艇架监护)的良好配合来完成培训中的操作教学与管理工作，一旦学生误操作，就会造成恶性后果，如艇内学员没有做好准备时，艇就被释放从高处自由落水，造成学员受伤。船员如果没有受过此方面的培训，在演习中对相关操作不熟练和没有经验，坐姿和安全带系法不正确，释放时容易出现人身伤害等安全问题。如2014年4月10日，广州海运技工学校20余名学生在进行救生艇收放训练时，救生艇突然坠落，事故导致两名学生死亡、多人受伤。

4.实船训练受外界条件的限制

实船训练受场地、天气、海况等外界条件的限制，教学存在较多困难。诸如在港内或锚地，船尾与他船保持至少有50m～60m以上的距离。天气和海况条件最好是晴天，无风、无浪、无流。在海上，一般宜选择天气晴朗，蒲氏风力小于4级，浪小于1 m，流速小于2节为合适。除外界条件限制外，在救生艇回收操作中也会存在一定风险。另外，由于在船舶上的救生艇存放位置距水面较高(10m～ 30m，甚至更高)，如果之前没有经过适当训练，多数船员存有畏惧感，影响实船训练的开展。

由于存在上述问题，每次实际操作培训时需要多名教员进行监督和协助，关键性操作都由教员来做，受训人员没有得到应有的训练，未达到船员熟悉培训要求，且每次回收救生艇与准备花费很长时间，教学效果不好。如果能开发应用自由降落式救生艇操作模拟器，在实船训练前对学员进行模拟器操作训练，可以大大改善训练的效果。

四、开发应用自由降落式救生艇操作模拟器的建议

1.STCW公约对用于培训模拟器的性能标准要求

在STCW公约马尼拉修正案第A-I/12节中，对用于培训的模拟器的一般性能标准有以下规定：“.2能够模拟船上有关设备的操作性能，达到合乎培训目标的物理真实水平，并包括这种设备的性能、局限性和可能产生的误差；.3具有足够的行为真实性，使受培训者能够获得合乎培训目标的技能；.4提供一个可控制的操作环境，并能生成各种情况，其中可包括与培训目标有关的紧急、危险或异常的情况。”[1]

2.自由降落式救生艇操作模拟器具备的性能

自由降落式救生艇操作模拟器培训应模拟设备中的安全与关键性操作，达到培训效果，具体项目如下。

(1)登艇装置的模拟。设置与实船等比例的登艇平台、通道、与救生艇相连结构、人员进入救生艇的门，训练学员登艇操作，达到与实船一致。

(2)艇内的座位的模拟。设置前后2个或4个座位，分别是艇长座位和普通艇员的座位，其大小、形式、安全带装置等与真实艇一样，训练学员进入艇内后的安全坐姿和安全系固，使学员熟悉此操作，避免在实船上训练中出现失误。

(3)在艇内释放的关键操作的模拟。设置与实船一样的控制手柄和模拟操纵系统，完成释放前的检查操作、释放时的操作，使每个学员都能熟悉设备操作方法，并能正确地操作，避免误操作。

(4)模拟救生艇降落入水的运动姿态过程。其模拟过程是当学员打开救生艇的释放手柄后，救生艇在整个自由降放过程中的姿态及运动，其中包括降放初始运动、滑道运动、脱离滑道时刻、脱离滑道后、进入水中、浮出水面，还包括配有各阶段的影像和声音，使学员有身临其境的感觉。

(5)救生艇入水后的模拟。当救生艇从水中浮出后，启动救生艇机器，艇员能进行艇在水中各项模拟操作，包括进车、停车、倒车以及用舵改变艇的航向等操作，真实模拟船在风浪中航行(包括恶劣天气条件下)的感觉。

(6)模拟在艇内进行模拟降放试验的操作。附加一套模拟降放试验装置，此模拟降放试验是船舶救生演习中必做项目之一，要求每一个学员必须熟悉此操作。

3.自由降落式救生艇操作模拟器的优点

自由降落式救生艇操作模拟器的设备费用不超过100万元，这样能大大节约培训单位在设备方面的投资，每个培训单位都能负担得起，从而解决自由降落式救生艇培训中的问题。

4.开发自由降落式救生艇操作模拟器的技术可行性

国外一些发达国家已经开发出一系列的自由降落式救生艇降放模拟器用于相关培训，如丹麦马士基公司、挪威SAFE公司，装设在室内，投资相对小，安全可靠而实用，它解决培训中的难题，确保培训安全。而我国尚没有开发相应的模拟训练设备用于培训，因此，亟待开发一套拥有我国自主知识产权的自由降落式救生艇降放模拟器，同时由海事主管部门认可，用于船员培训。

为达到自由降落式救生艇操作模拟器所要求的性能，科研部门需要投入人力和物力开发此模拟器。此模拟器的硬件设备包括控制操作平台、登艇装置、模拟艇装置、液压控制3D姿态装置及控制、模拟救生艇运动平台、计算机控制系统、虚拟影像头盔设备、模拟降放试验装置等。

开发培训模拟器软件系统，也是此系统的核心部分。研究救生艇在整个自由降放过程中的姿态及运动理论，几个阶段为：降放初始、滑道运动、脱离滑道时刻、脱离滑道后、进入水中、浮出水面、水面运动。根据救生艇在整个自由降放过程中的姿态及运动的理论，需要整理和分析，开发由计算机控制液压控制3D姿态模拟救生艇在整个自由降放过程中的姿态及运动的软件系统，配有模拟影像和音控系统，通过学员佩戴虚拟影像头盔播放整个救生艇自由降放过程。

五、结语

在当前整个航运市场低迷的情况下，开发自由降落式救生艇操作模拟器能提高学生或船员的培训质量，减少培训单位对自由降落式救生艇培训设备和教学场地的投资。从现有技术看，开发我国自由降落式救生艇操作模拟器的技术已成熟。首先，有关院校或科研院所组织科研力量展开相关的研究，拟定更加详细的方案、立项，也可借鉴海运发达国家的成型产品，进行消化吸收，开发自由降落式救生艇操作模拟器产品，填补我国航海教育的空白；产品在得到国家海事主管机关的认可后用于培训。

[1] IMO.1978年海员培训、发证和值班标准国际公约马尼拉修正案[M].中华人民共和国海事局，译.大连：大连海事大学出版社，2010.

[2] IMO.国际海上人命安全公约(SOLAS)(综合文本)[M].中华人民共和国海事局，译.北京：人民交通出版社，2009.

[3] 宋凤军，祁超.自由降落式救生艇演习要求和模拟释放[J].天津航海，2014(3)：41-42.

[4] 王岩，单浩明.自动评估系统在船员合格证实训教学和评估中的应用设计[J].航海教育研究，2016(1)：83-86.

[5] 史方敏，孙峰.航海模拟器在航海技能训练中的应用[J].航海教育研究，2011(2)：65-68.

[6] 宫玉广，戚发勇.船员基本安全培训的中外比较[J].航海教育研究，2014(2)：20-23.

2015-10-09

曹铮(1971-)，男，实验师，主要从事航海教育研究。

U676.2

A

1006-8724(2017)01-0064-03