自动评分系统在驾驶资源管理实训课程中的应用研究

于家根，高孝日，卜仁祥，李伟峰

(大连海事大学 航海学院，辽宁 大连 116026)

一、引言

依据STCW 公约马尼拉修正案要求，对于500总吨及以上船舶负责航行值班的高级船员，驾驶台资源管理成为强制性适任要求。公约附则在适任的评估方法上提到了“认可的模拟器培训”，并给出评价适任的标准。［1］现行的驾驶台资源管理实训课程内容涵盖船舶操纵、船舶避碰、驾驶台资源管理三个主题。为满足履约要求，包括实施过渡期培训，该实训课程主要是借助船舶操纵模拟器平台在主讲教师的指导下实施，课程考核需要经过具有海事局认可的具有评估员资质的人员现场完成。本文针对现有的驾驶台资源管理实训课程培训中存在的不足，在实训课程中引入自动评分系统，以期增强培训效果，增加评估结果的客观性。

二、现行的驾驶台资源管理实训课程实训及评估模式

为满足履行STCW 公约马尼拉修正案要求，笔者参与了大连海事大学驾驶台资源管理的课程建设，目标学员包括本科教育、过渡期培训、非航海工科教育、成人继续教育等对象。结合教学实践，参考国内其他院校实训教学情况，对现行的培训及评估模式进行归纳。

1．实训模式

驾驶台资源管理的实训课程采用集中培训模式，以大连海事大学的过_渡期培训为例，一周内要完成20 学时的实训课程。参照国际上的培训做法，结合航海实践，主管机关建议师生比为1∶4，同组学员人数不要超过4 人或少于3 人。实训教学中，指导教师现场或通过监控设备进行观察、指导和记录，每次训练完成要进行针对性的总结、建议及给出注意事项，同时承担模拟VTS、引航站与船舶通信的角色。

2．评估模式

评估模式参照训练模式，主考官将学员4 人(或3 人)分为一组，学员随机抽选评估任务，按照任务书要求完成具体的操作。同时，主考官为每组学员指定一位经主管机关认可的评估员。评估员根据“船舶操纵、避碰与BRM 评估表”各分项的学员表现进行现场打分，最终给定考核结果。

三、现行驾驶台资源管理实训及评估模式存在的不足

驾驶台资源管理实训课程的主要培训目的是:提高驾驶台班组成员对驾驶台资源的合理有效使用;加深学员对所学专业知识的理解;增强学员的情境意识;提高学员处理问题的能力。因此，实训教学更注重的是培训效果及评估的客观性。现行的培训及评估模式存在的不足主要包括如下方面。

1．培训人员工作强度过大

2012年10月欧盟对我国履约情况进行审核时指出，航海类院校的教员、评估人员的资格及模拟器教员、评估人员的资格等都应有明确的标准。［2］由于具有培训资质的教师有限，且需要培训的学员数量过大(尤其是过渡期培训)，因此必须增加培训期数，这就造成培训教师授课任务过于繁重。实训教学为现场教学，授课人员精力需要高度集中，发现和总结学员在执行任务时的缺陷和不足。长期的工作压力，容易造成心理及身体上的疲劳，影响教学效果。

2．培训质量上升空间较大

现行的培训模式是集中培训模式，短时间内达到理想的培训效果很难，如情景意识的培养就是个逐渐的过程。若要提高集中培训的质量，就需要有针对性地根据具体问题反复刺激、增强印象。实训教学中针对学员表现的许多细节问题，培训教师是难以观察到的。个别学员由于个人习惯养成的违规作业已经成为常态，船舶虽然没有发生碰撞事故，但危险确实是存在的。

3．评估结果易受主观影响

驾驶资源管理的考核评估由评估员执行，在考核中避免不了受人为因素影响。考核结果受评估员的专业水平、知识点侧重、主观情绪等因素影响，容易失去客观性。

四、自动评分系统在驾驶台资源管理实训教学中的实现

考虑到STCW 公约马尼拉修正案对船员实践技能的要求进一步提升［3］，现行驾驶台资源管理实训及评估模式存在的不足，为减轻培训者的劳动强度，提高培训质量，尽量减少测评过程中教师的主观影响，考虑引入模拟器自动评分系统。当前，各培训机构对模拟器自动评分系统的研究和应用工作投入了大量的精力。［4］利用模拟器数据与评判算法结合，对部分测试要素指标进行模拟器自动评分可代替教练员的工作且具有客观、准确和稳定等优点［5］。

1．评价设计原则与要素指标

根据目前的驾驶台资源管理培训大纲要求［6］，结合航海专家的意见合理设置了训练与评估要素的原则，如图1 所示。给出驾驶台资源管理实训评估的多级评价体系，体系具有明确的层次结构，该体系结构可根据具体的培训要求及目的进行适当的改进。在实施自动评估的过程中，根据各个环节设置具体的惩罚值。

图1 驾驶台资源管理实训评估要素指标体系

2．实验平台模型机理

评判模型是评分系统运行的核心，模型的设计中要根据学员操纵避碰结果(包括船速控制、船位控制、最终通过距离、最后通过时间、偏离航线设计情况等)与设定目标的偏差情况以及操纵控制器的应用(车、舵使用等)情况进行综合评判，得到的结果可为通过/不通过，或是排序或突出主因素以利于弱项改进等。本文主要介绍NTPRO5000 模拟器平台的评分模型机理。

船商(TRANSAS)是主流的船舶模拟器厂商，自动评估系统(TEAS)是船商NTPRO5000 系统的一个功能模块，用来实现对受训者的操作进行自动评分。该系统能够基于教练预设的评估标准来查核受训者实际操作的正确性，客观地评价受训者对某个特定练习的完成程度。功能模块中包含STCW 公约马尼拉修正案中规定的对负责航行安全的驾驶员最低适任能力的评估函数库(见表1)。

使用过程中，学员每次违反规定都能被机器检测到，并以错误函数的方式计算出惩罚分数。最终，自动评分系统根据受训者完成任务情况给出相应的分数。每一次的违规操作及扣分情况，能够在训练过程中显示于屏幕中央，任务完成后还能生成评分报告，用于教学分析和总结。

3．教学案例编制

以学员进行的具体驾驶台资源管理实训任务为例(见表2)，依托NTPRO5000 模拟器平台，编制引入自动评分系统的教学案例。

根据指标体系确定的规则对实训任务进行规则编辑(见图2)，包含扣分项目及提示信息内容。系统能够实现对学员操纵的监控，显示提示信息内容，自动按编制的规则评分，最终生成自动评分报告，且报告模块的权重是可调整的，增加了具体训练任务的灵活性(见图3)。

表1 考虑能见度不良条件下的评估函数库(要求)

表2 驾驶台资源管理实训教学案例

图2 训练与评分规则编辑

图3 自动评分生成报告

4．自动评分系统在驾驶台资源管理实训中的应用评析

引入自动评分系统的实训教学的优点在于:试题可根据海上实际情境设定，能以符合学员认知规律的方式进行训练;系统实时性强，能够对学员的操作过程进行全程监控和记录，只要学员违反规定，就当时给予提示，而这对于培训者来讲是做不到的。重要的是，学员的学习和教师的讲解更具有针对性。传统的实训流程是“教员详细讲—学员练—教员纠正—学员再练—往复”，而新的实训流程是“教师概括讲—学员练—学员从设备反馈中学习—教师从设备反馈中总结—教师针对性讲解—往复”，从而避免盲目性，提高效率。

五、结语

自动评分系统的引入很好地弥补了现有的实训及评估模式的不足。利用人机互动的设计，使得学员易从自身的错误中寻找进步的空间，教练员易从学员的失误中打破学习的瓶颈。实践表明，自动评分系统能代替教练员的部分工作，减轻授课教师的压力，提高学员的学习效果，增加评估结果的客观性。无论从短期还是长远效益来看，自动评分系统在驾驶台资源管理实训课程中具有较好的应用前景。

［1］王西召，林奕慧，鲍君忠．船员培训与发证国际标准最新发展述要［J］．航海教育研究，2014(2):24．

［2］鲍君忠，姚曼华．STCW 公约对航海类院校船员教育与培训活动的实施要求［J］．航海教育研究，2013(1):20．

［3］IMO．International Convention on Standards of Training，Certification and Watchkeeping for Seafarers and its Amendments［R］．London:IMO，2010．

［4］CHEN Jinbiao，CHEN Tingting，YING Shijun，SHI Chaojian．Research on standardization of marine simulator training and assessment［C］．Dalian:The 16th International Navigation Simulator Lecturers’Conference (INSLC 16)，2010．

［5］赵国善，陈放．GMDSS 模拟器考核评估系统开发［J］．航海教育研究，2011(S1):128－131．

［6］船舶操纵与避碰与BRM 实操评估教学大纲［R］．大连:大连海事大学，2012．