Элементы контроля и самоконтроля деятельности штурманской вахты при плавании в стесненных водах

Количественный и качественный рост мирового флота, бесспорно, отражается на состоянии безопасной эксплуатации судов. Большая часть аварий в мировом судоходстве, так или иначе, связана с управлением состоянием безопасной эксплуатации судна, которое осуществляется судовой командой и береговым персоналом судоходной или рыболовной компании. Сегодня следует подходить к оценке деятельности судоводителя исходя из его персональной ответственности за происходящие события. Необходимо рассматривать роль человека в поддержании состояния безопасности судна с точки зрения? социо-технических систем и технологий управления в этих системах [61]. При таком подходе к проблеме безопасности судна можно рассматривать его как сложную инженерно-техническую систему, объединяющую в себе простейшие технические средства (приборы) и информационные-и экспертные системы. Вместе с социальной системой — судовым экипажеморганизованным в систему расписаниями по несению вахты, инженерно-техническая^ система образует более сложную социотехническую систему управлениям безопасностью мореплавания [17].

Прогресс в области безопасной эксплуатации сложных технических и со-циотехнических систем достаточно заметен. Он способствует появлению исследований, в которых оценивается влияние технических систем на органы человека, и формирует направления проектирования технических устройств для человека-оператора и разработке элементов управленческого поведениячеловека-оператора, повышающих надежность функционирования организационно-технической структуры и ее живучесть. Основные направления исследований связаны в первую очередь с повышением надежности функционирования организационно-технических структур и их живучести, особенно в аварийных ситуациях, сдерживаемым «человеческим фактором» или, в терминологии Международной морской организации (ИМО), — «человеческим элементом». Необходимость проведения таких исследований можно подтвердить, например, следующими статистическими данными, приводимыми World Casualty Statistics and Lloyd’s Casualty Week Publication за период с 1994 по 2004 гг. Так, в результате аварий, произошедших только в стесненных водах по вине «человеческого элемента», погибли 6 693 человека, при этом было потеряно 2 225 средних и крупных судов. Приведенные статистические данные еще раз подчеркивают необходимость проведения исследований, направленных на повышение надежности функционирования организационно-технических структур и живучести в аварийных ситуациях [55].

Анализ деятельности судоводителя в организационно-технической структуре при следовании судна в стесненных водах показывает, что «человеческий фактор» является определяющим в процессе создания рисков для экипажа, судна, его груза и окружающей среды. Снижение аварийности предполагает в первую очередь. учет особенностей «человеческого элемента» и, в частности, таких психофизических его показателей, как усталость и информационная загрузка. Именно автоматизация судовождения, с одной стороны, освобождает судово- ! дителя от рутинных операций, а с другой — повышает его информационную загруженность. Поэтому решать общую задачу снижения информационной загрузки судоводителя, при плавании в стесненных водах следует путем передачи части функций по обработке информации и управлению состоянием безопасности мореплавания техническому средству, обладающему достаточно сложным тезаурусом (программным обеспечением) [6].

Оснащение судна информационными, информационно-вычислительными и экспертными системами, которые вместе с системой обзора образуют на рабочем месте судоводителя мультимедийное навигационное пространство, предполагает всестороннюю и специализированную подготовку морских специалистов. Такая подготовка в первую очередь должна учитывать то, что средства автоматизации отдаляют судоводителя от непосредственного контакта с объектом управления — судном. Более того, при подготовке судоводителей необходимо учитывать тенденции к снижению численности судовых экипажей, которые, в свою очередь, усиливают роль «человеческого элемента» в поддержании надежности функционирования организационно-технических структур и их живучести [33].

Актуальность. Согласно данным Международной морской организации (ИМО) аварийность судов мирового флота продолжает оставаться достаточно высокой и тенденций к ее снижению не наблюдается. Более половины аварийных случаев (АС) происходит при плавании судов в стесненных водах (реках, каналах, проливах и др.) или вблизи них. Основной причиной 80% АС является «человеческий фактор». Прохождение стесненных вод относится к наиболее сложным видам плавания, а судовой специалист в современных морских структурах управления является самым ненадежным и непредсказуемым звеном. Каким будет его поведение в опасной ситуации, зависит от множества психофизических факторов.

Все АС, так или иначе, взаимосвязаны. Это прежде всего можно объяснить структурой управления судна, основой которой является штурманская вахта во главе с капитаном. Если учитывать весь диапазон деятельности судоводителя и его текущие психофизические свойства, то возникает необходимость в поискепутей повышения эффективности управления состоянием безопасности мореплавания и разработке мер реагирования на технические отказы, организационные сбои и ошибки «человеческого элемента» .

Основой производственного поведения «человеческого элемента» в организационных и организационно-технических системах управления судном является контроль и самоконтроль деятельности. Именно контроль и самоконтроль способны снизить вероятность появления ошибок в процессе восприятия и обработки навигационной информации. Поэтому задачу минимизации вероятности появления ошибок, далее квалифицируемых как несистемная деятельность персонала вахты, за счет использования контроля и самоконтроля следует считать актуальной.

Целью исследования является разработка моделей механизмов контроля и самоконтроля несистемной деятельности состава штурманской вахты, обеспечивающего поддержание заданного уровня безопасности мореплавания судна при прохождении стесненных вод.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе было необходимо решить следующие задачи: — 6.

1. Выполнить анализ аварийных случаев в стесненных водах, выделив основные нарушения правил несения ходовой штурманской вахты, и составить документальную норму, обеспечивающую безопасное плавание судна в особых обстоятельствах;

2. Математически описать процесс несения ходовой вахты штурманским коллективом при плавании судна в стесненных водах, рассматривая" вахту как систему, включающую два иерархических уровня: верхний'(капитан) и нижний (вахтенные помощники)-:

3- Разработать методику классификации процессов несения ходовой штурманской вахты с использованием метода структурной минимизацииИ' привлечением критерия^' минимального уклонения: среднего риска или суммарного-риска от эмпирических значений риска;

4- Составить индикаторную функцию, позволяющую идентифицировать несистемные действия вахтенных помощников капитана и? оценить: возможность поступления от них заведомо недостоверных докладов (индивидуальных несистемностей);

5. Оценить распределение времени? вынужденных реструктуризациив системе штурманской вахты и определить возможное числонесистемных действий «человеческого элемента» за заданное время функционирования этой системы в рамках теорий восстановления и надежности;

6. Выполнить анализ: функционирования? и работоспособности: модели механизма самоконтроля, используемого в процессе восприятия и обработки судоводителем навигационной информации, поступающейему от мультимедийного пространства.

Объектом исследования является коллектив судовой штурманской вахты, рассматриваемый как: система, обеспечивающая безопасность мореплавания в стесненных водах и отвечающая требованиям международных конвенций СО-ЛАС-74, МППСС-72, ПДНВ-74/95 и кодексов к ним, а также национальным" требованиям;

Предметом исследования являются механизмы, реализующие процессы контроля и самоконтроля в коллективе штурманской вахты и обеспечивающие диагностическую наблюдаемость деятельности «человеческого элемента» из состава штурманской вахты при плавании судна в стесненных водах.

Теоретической базой исследования является системный подход к обеспечению безопасности мореплавания судна в стесненных водах.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Предложен оптимальный метод структурной идентификации процессов несения штурманской вахты с последующей их классификацией, который независимо от конкретного вида классифицирующей функции позволяет выделить классы «общих» и «частных» процессов, идущих на мостике судна;

2. Показано, что предложенная классификация процессов несения вахты позволяет установить факт появления несистемной деятельности «человеческого элемента» только тогда, когда из множества альтернатив, используемых капитаном при принятии решений, можно выделить наиболее предпочтительную альтернативу;

3. Показано, что реструктуризации в системе штурманской вахты можно рассматривать как последовательность рекуррентных стационарных событий и характеризовать их вероятностью, выраженной через коэффициент готовности этой системы, полученный для мгновенных несистемных действий «человеческого элемента» ;

4. Составлен показатель, позволяющий оценить персональное производственное поведение вахтенного помощника при несении им вахты в стесненных водах в зависимости от величины девиации параметров, характеризующих его психофизическое состояние;

5. Показано, что при составленной модели механизма самоконтроля как в процессе восприятия навигационной информации, так и при ее обработке судоводителем показатели информационной и функциональной надежности «человеческого элемента» могут быть сведены к единому показателю надежности.

Теоретическая значимость работы заключается в разработке математического описания процессов контроля и самоконтроля деятельности «человеческого элемента» при несении штурманской вахты с учетом возможной его несистемной деятельности.

Практическая значимость работы. Результаты исследований в виде конкретных рекомендаций позволили снизить уровень навигационной аварийности на судах компании ФГУП ПИНРО за счет уменьшения числа ошибок «человеческого элемента», входящего в состав штурманской вахты.

Личное участие автора состоит в получении научных результатов, отраженных в опубликованных работах, и повышении безопасности плавания судна в стесненных водах.

Достоверность и обоснованность результатов, полученных в диссертационной работе, обеспечивается корректным использованием системного подхода, структурного анализа, дифференциального и интегрального исчисления, теории вероятностей и статистики, а также подтверждается результатами натурного эксперимента. Эксперимент основывался на проведении экспертного опроса судоводителей, работающих на научно-исследовательских судах.

Внедрение работы. Результаты исследований в виде конкретных рекомендаций использованы в Системе Управления Безопасной эксплуатацией судов компании ФГУП ПИНРО, а также при дополнительной подготовке, профессиональной переподготовке и повышении квалификации лиц судоводительского состава, осуществляемых в Мурманском филиале ГМА им. адм. С. О. Макарова.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены в виде докладов на международных научно-технических конференциях МГТУ (Мурманск 2007—2010 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано семь работ, одна из которых опубликована в ведущем рецензируемом научном журнале из перечня ВАК, две статьи в научных журналах и изданиях, три статьи в материалах международных научно-технических конференций и одна статья депонирована.

Положения выносимые на защиту:

1. Документальная норма, обеспечивающая безопасное плавание судна в особых обстоятельствах;

2. Методика классификации процессов несения ходовой штурманской вахты при прохождении судном стеснённых вод;

3. Оценка несистемной деятельности вахтенных помощников капитаном при плавании судна в стесненных водах;

4. Минимизация индивидуальных несистемностей за счет самоконтроля при плавании судна в стесненных водах.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 130 страницах машинописного текста, состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. В приложении приведены данные натурного эксперимента и акты внедрения, подтверждающие фактическое использование результатов исследования в производственном и учебном процессах.

3.4 ВЫВОДЫ К ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ.

3.4.1 Проведенный анализ аварийности в мировом судоходстве показывает, что наибольшая часть аварийных случаев происходит по вине человека («человеческий фактор») и связана с низким уровнем профессиональной подготовки судоводителей, а также с их психологической неустойчивостью к стрессовым ситуациям, возникающим, например, при плавании в стесненных водах.

3.4.2 Выработка у штурманского состава навыков контроля и самоконтроля в дополнение к теоретической и тренинговой подготовке способна оказать позитивное воздействие на функциональные возможности различных подсистем организма и психофизические особенности человека (вахтенного помощника капитана) в экстремальных ситуациях.

3.4.3 Дискретизация непрерывных поведенческих процессов, описывающих индивидуальную трудовую деятельность вахтенного помощника в стрессовых условиях, позволяет капитану судна прогнозировать поведенческие реакции своих подчиненных, оценивать достоверность навигационной информации и исключать решения приводящие к негативным последствиям.

3.4.4 Разработанная методика вычисления показателей, определяющих элементы рассеяния поведенческого, процесса в организационной системе, позволяет корректно с квалиметрической точки зрения выделить наличие стрессоров у вахтенных помощников капитана, зависящих от их индивидуальных психофизических параметров.

3.4.5 Предложенная методика комплексирования показателя поведенческого процесса позволяет объединить в единую величину такие характеристики поведения вахтенного помощника капитана, как рассеяние, смещение и доля событий, не соответствующих системным действиям, определенным нормой НБ, которая соответствует представлению о «хорошей морской практике» .

3.4.6 Составлено математическое условие в виде неравенства, выполнение которого может обеспечивать безошибочное восприятие сообщений, поступающих от мультимедийного пространства ходового мостика судна при выполнении приемов самоконтроля и определить величину затрат ресурсов, требующихся для использования этого приема.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

1. Проведенный навигационный анализ аварийных случаев, произошедших в стесненных водах показал, что большая их часть происходит по вине человека и связана с низким уровнем профессиональной подготовки судоводителей, а также с их психологической неустойчивостью к стрессовым ситуациям, возникающими при плавании в узкостях.

2. Предложенная к использованию документальная норма НБ гарантирует безопасное плавание в стесненных водах без риска для судна, экипажа (пассажиров), груза и окружающей среды при экономически оптимальной эксплуатации этого судна.

3. Предложенная методика классификации процессов несения ходовой штурманской вахты дает возможность выделить классы «общих» и «частных» процессов, идущих на мостике судна, и позволяет решать задачи контроля несистемной деятельности «человеческого элемента» из состава штурманской вахты.

4. Составленная индикаторная функция, позволяет оценивать текущее состояние каждого вахтенного помощника, входящего в состав ходовой штурманской навигационной вахты на мостике судна, а также определять величину его неадекватности.

5. Реструктуризации в системе штурманской вахты можно рассматривать как последовательность рекуррентных стационарных событий и характеризовать их вероятностью, выраженной через коэффициент готовности этой системы, полученный для мгновенных несистемных действий «человеческого элемента».

6. Составленные модели механизмов самоконтроля при восприятии и обработке навигационной информации, способны минимизировать индивидуальные несистемности за счёт уменьшения числа ошибок «человеческого элемента», входящего в состав штурманской вахты.

7. Результаты диссертационной работы использованы в Системе Управления Безопасной эксплуатацией судов компании ФГУП ПИНРО, а также при дополнительной подготовке, профессиональной переподготовке и повышении квалификации лиц судоводительского состава, осуществляемых в Мурманском филиале ГМА им. адм. С. О. Макарова.