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操船シミュレータを用いた航海当直における見張り作業のモデル化

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Academic year: 2021

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(1)

操船シミュレータを用いた

航海当直における見張り作業

航海当直における見張り作業のモデル化

海上技術安全研究所

西崎 ちひろ

安全

藤 博

海上技術安全研究所

伊藤 博子

海上技術安全研究所

吉村 健志

海上技術安全研究所

疋田 賢次郎

海上技術安全研究所

疋田 賢次郎

海上技術安全研究所

三友 信夫

1.1 研究背景

船員の年齢別構成

「平成20年度 船員需給総合調査結果報告書」より

1.1 研究背景

船員確保・育成のための施策

①船員を集める

②船員を育てる

・・・航海士の

見張り作業における技術の伝承

・・・航海士の

見張り作業における技術の伝承

③船員のキャリアアップを図る

④陸上海技者への転身を支援する

国土交通省 交通政策審議会海事分科会

ヒューマンインフラ部会 答申

1.1 研究背景

航海当直おける見張り作業

双眼鏡

目視

双眼鏡

船種

向き

方位

方位変化

コンパス

向き

大きさ

方位変化

海図

航路

浅瀬

距離

方位

海図

レーダ

浅瀬

コース

変針点

方位

最接近距離

最接近時間

変針点

最接近時間

衝突の危険性の判断

衝突の危険性の判断

避航の必要性の判断

人工知能学会第2種研究会資料

SIG-KST-2010-02-06 (2010-12-01)

*)本資料の著作権は著者に帰属します。

(2)

1.1 研究背景

見張り作業の伝承

見張り作業

長い乗船経験から得られる

安全な航海のための技術

安全な航海のための技術

技術の伝承には

航海士の見張り作業について

把握する必要がある

把握する必要がある

1 2 本研究の目的

1.2 本研究の目的

航海士の見張り作業の把握

航海士の見張り作業の把握

操船

シミ

航海当直における

見張り作業のモデル化

シミュレータ

実験から

見張り作業における

エラーモード

の存在把握

見張り作業の解析から、

観測が可能

見張り作業における

ラ モ ド

の存在把握

事故

観測が可能

軽視

・・・

衝突危険の

気づき遅れ

6

・・・

軽視

2. 見張り作業のモデル化と

エラーモードの抽出方法

1. 複数の船舶及びタスクを含む、実験シナリオ

の作成

の作成。

2. 操船シミュレータ実験。

3. 実験結果の見張り作業の解析から、認知モ

デルを作成。

デルを作成。

4. 見張り作業におけるエラーモードを抽出し、

共通の ラ モ ドを抽出

共通のエラーモードを抽出。

5. エラーモードの発生原因を検討。

ドの発生原因を検討。

7

3 操船シミュレータ実験

3. 操船シミュレータ実験

実験内容

 実験内容

・ 被験者 : 操船実務経験者 16名

・ タスク1 : 一般的な航海計器により、見張り作業を行わせる。

・ タスク2 : 目視発見の際、コンパス方位を報告させる。

 実験シナリオ

・右舷3隻、左舷3隻の計6隻が出現。

Port Side Starboard Side

000

3NM

・それぞれの船舶は順番に

DCPA=0の状態となる。

Target Ship (S1) Target Ship (P1) 2NM 3NM

S1

S2

P1

Target Ship (S2) Target Ship (S3) Target Ship (P2) Target Ship (P1) 1NM WP2 WP1

S2

S3

P2

P3

Own Ship g p ( ) Target Ship (P3) 090 WP2 240[sec]

P3

090 -090 8

(3)

3 操船シミュレータ実験

3. 操船シミュレ タ実験

 操船リスクシミュレータ

 操船リスクシミュレ タ

(

1640~1745 見学)

9

4.1 実験結果

被験者Aの見張り状況(シナリオ1)

7 0 Time (sec)

S04(Sub09)

避航

DCPA=0

発見報告

その他の報告

注視

5 6

P3

P2

3 4

arget

P1

S1

2 3

T

S2

S3

0 1 0 60 20 80 40 00 60 20 80 40 00 60 20 80 40 00 60 20 80 40 00

S3

6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78 84 90 96 10 2 10 8 11 4 12 0

Time [sec]

10

4.2 実験結果の解析

被験者Aの見張り状況(シナリオ1)

7 0 Time (sec)

S04(Sub09)

避航

DCPA=0

発見報告

その他の報告

監視ターゲットを

注視

切り変えて見張り

5 6

P3

P2

P3

P2

⇒全ての被験者に

共通

3 4

arget

P1

S1

P1

S1

共通

2 3

T

S2

S3

S2

S3

見張りの優先順位を

0 1 0 60 20 80 40 00 60 20 80 40 00 60 20 80 40 00 60 20 80 40 00

S3

S3

示したもの

監視リスト

6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78 84 90 96 10 2 10 8 11 4 12 0

Time [sec]

11

監視リスト

4.2 実験結果の

作業開始

解析

見張り作業における

船影発⾒・検出に 必要な情報を収集する 新たなターゲ トを発⾒する 監視リストがある

見張り作業における

認知モデル

監視リスト作成・更新するために 必要な情報を収集する 発⾒する ターゲットを選択するために 必要な情報を収集する ットを発⾒する がある ある 発⾒できない ない 将来の動向を予測する 将来の動向を予測する 監視リストの作成と更新

見張りの優先順位

情報を収集する 選択する 選択しない 監視すべき ターゲットを選択する

を示したもの

将来の動向を予測する 継続監視の必要 ごみ箱に⼊れる

監視リスト

意思決定 避航操船の判断 ある ない ある ない 意思決定 避航⾏動 12

(4)

4.2 実験結果の解析

認知モデルにおける監視リストの更新

監視リストの作成と更新

監視すべき

選択する

選択

しない

監視すべき

ターゲットを選択する

情報を収集する

将来の動向を予測する

選択する

将来の動向を予測する

継続監視の必要

ごみ箱に

⼊れる

⼊れる

避航操船の判断

ある

ない

避航操船の判断

ある

ない

13

4.2 実験結果の

作業開始

解析

船影発⾒・検出に 必要な情報を収集する 新たなターゲ トを発⾒する 監視リストがある 監視リスト作成・更新するために 必要な情報を収集する 発⾒する ターゲットを選択するために 必要な情報を収集する ットを発⾒する がある ある 発⾒できない ない

事故の回避には

将来の動向を予測する 将来の動向を予測する 監視リストの作成と更新

監視リストの適切な更新

が重要

情報を収集する 選択する 選択しない 監視すべき ターゲットを選択する

が重要

監視リストの適切な更新が

将来の動向を予測する 継続監視の必要 ごみ箱に⼊れる

監視リストの適切な更新が

されていない場合

意思決定 避航操船の判断 ある ない ある ない

エラーモード

の発生

意思決定避航⾏動 14

エラーモードの抽出

①衝突危険の気づき遅れ

7 0 Time (sec)

S04(Sub09)

避航

DCPA=0

発見報告

その他の報告

注視

5 6

P3

P2

3 4

arget

P1

S1

2 3

T

S2

S3

0 1 0 60 20 80 40 00 60 20 80 40 00 60 20 80 40 00 60 20 80 40 00

S3

6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78 84 90 96 10 2 10 8 11 4 12 0

Time [sec]

15

認知モデルと

エラ モ ドの関係

船影発⾒・検出に 作業開始

エラーモードの関係

発⾒する 必要な情報を収集する 新たなターゲ ットを発⾒する 監視リストがある ある 発⾒できない ない 将来の動向を予測する 監視リスト作成・更新するために 必要な情報を収集する 将来の動向を予測する 発⾒する ターゲットを選択するために 必要な情報を収集する ある

①衝突危険の気づき遅れ

監視すべき タ ゲットを選択する 監視リストの作成と更新

監視リストの

適切な更新がされない

情報を収集する 将来の動向を予測する 選択する 選択しない ターゲットを選択する

適切な更新がされない

(事故に至る可能性が高まる)

将来の動向を予測する 継続監視の必要 ごみ箱に⼊れる ある ない

共通要因

・先行して衝突危険のある船舶

が3隻以上存在

意思決定 避航⾏動 避航操船の判断 ある ない

・対象船より距離が近い船舶が

3隻以上存在

・対象船よりTCPAが短い船舶が

避航⾏動

3隻以上存在

16

(5)

エラーモードの抽出

②長時間の監視離れ

7 0 Time (sec)

S04(Sub09)

避航

DCPA=0

発見報告

その他の報告

注視

5 6

P3

P2

3 4

arget

P1

S1

2 3

T

S2

S3

0 1 0 60 20 80 40 00 60 20 80 40 00 60 20 80 40 00 60 20 80 40 00

S3

6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78 84 90 96 10 2 10 8 11 4 12 0

Time [sec]

17

認知モデルと

エラ モ ドの関係

船影発⾒・検出に 作業開始

エラーモードの関係

発⾒する 必要な情報を収集する 新たなターゲ ットを発⾒する 監視リストがある ある 発⾒できない ない 将来の動向を予測する 監視リスト作成・更新するために 必要な情報を収集する 将来の動向を予測する 発⾒する ターゲットを選択するために 必要な情報を収集する ある 監視すべき タ ゲットを選択する 監視リストの作成と更新

②長時間の監視離れ

情報を収集する 将来の動向を予測する 選択する 選択しない ターゲットを選択する

監視リストの

将来の動向を予測する 継続監視の必要 ごみ箱に⼊れる ある ない

適切な更新がされない

(事故に至る可能性が高まる)

意思決定 避航⾏動 避航操船の判断 ある ない

共通要因

・進入角 -40degまたは30deg

避航⾏動 18

・進入角 -40degまたは30deg

・最後まで衝突危険がある船舶

エラーモードの抽出

③軽視

7 0 Time (sec)

S04(Sub09)

避航

DCPA=0

発見報告

その他の報告

注視

5 6

P3

P2

3 4

arget

P1

S1

2 3

T

S2

S3

0 1 0 60 20 80 40 00 60 20 80 40 00 60 20 80 40 00 60 20 80 40 00

S3

6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78 84 90 96 10 2 10 8 11 4 12 0

Time [sec]

19

認知モデルと

エラ モ ドの関係

船影発⾒・検出に 作業開始

エラーモードの関係

発⾒する 必要な情報を収集する 新たなターゲ ットを発⾒する 監視リストがある ある 発⾒できない ない 将来の動向を予測する 監視リスト作成・更新するために 必要な情報を収集する 将来の動向を予測する 発⾒する ターゲットを選択するために 必要な情報を収集する ある

③軽視

監視すべき タ ゲットを選択する 監視リストの作成と更新

監視リストの

情報を収集する 将来の動向を予測する 選択する 選択しない ターゲットを選択する

視リ

適切な更新がされない

(事故に至る可能性が高まる)

将来の動向を予測する 継続監視の必要 ごみ箱に⼊れる ある ない

共通要因

・左舷に存在

衝突

危険があ 船

意思決定 避航⾏動 避航操船の判断 ある ない

・先行して衝突の危険がある船

舶が2隻以上存在

・対象船より距離が近い船舶が2

隻以上存在

避航⾏動 20

隻以上存在

・進入角 -60deg~-80deg

(6)

エラーモードの抽出

④見落とし

7 0 Time (sec)

S04(Sub09)

避航

DCPA=0

発見報告

その他の報告

注視

5 6

P3

P2

3 4

arget

P1

S1

2 3

T

S2

S3

0 1 0 60 20 80 40 00 60 20 80 40 00 60 20 80 40 00 60 20 80 40 00

S3

6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78 84 90 96 10 2 10 8 11 4 12 0

Time [sec]

21

認知モデルと

エラ モ ドの関係

船影発⾒・検出に 作業開始

エラーモードの関係

発⾒する 必要な情報を収集する 新たなターゲ ットを発⾒する 監視リストがある ある 発⾒できない ない 将来の動向を予測する 監視リスト作成・更新するために 必要な情報を収集する 将来の動向を予測する 発⾒する ターゲットを選択するために 必要な情報を収集する ある

④見落とし

監視すべき タ ゲットを選択する 監視リストの作成と更新

監視リストの

適切な更新がされない

情報を収集する 将来の動向を予測する 選択する 選択しない ターゲットを選択する

適切な更新がされない

(事故に至る可能性が高まる)

将来の動向を予測する 継続監視の必要 ごみ箱に⼊れる ある ない

共通要因

・進入角 -80degまたは 70deg

・先行して衝突の危険がある船

意思決定 避航⾏動 避航操船の判断 ある ない

舶が2隻以上存在

・対象船より距離が近い船舶が2

隻以上存在

避航⾏動

・対象船よりTCPAが短い船舶が2

隻以上存在

22

4.2 実験結果の解析

エラーモードの発生状況

(%)

Scenario1

Scenario2

Scenario3

Scenario4

6

5

6

3

①衝突危険の気付き遅れ

6

(54.5)

5

(38.5)

6

(50.0)

3

(33.3)

2

2

2

1

②長時間の監視離れ

2

(18.2)

2

(15.4)

2

(16.7)

1

(11.1)

4

6

3

3

③軽視

4

(36.4)

6

(46.2)

3

(25.0)

3

(33.3)

2

5

4

1

④見落とし

2

(18.2)

5

(38.5)

4

(33.3)

1

(11.1)

実験実施回数

実験実施回数

11回

13回

12回

9回

23

5 結論及び考察

5. 結論及び考察

航海士の見張り作業を把握するため 見張り作業に

1. 航海士の見張り作業を把握するため、見張り作業に

おける認知モデルを構築した。

2 認知モデルを用いて 4つのエラーモードの存在を

2. 認知モデルを用いて、 4つのエラ モ ドの存在を

示した。

今後

今後

効率的な技術の伝承には

見張り作業全体の把握が必要

避航判断のモデル化

本研究で抽出できなかったエラーモードの存在を示す

24

参照

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