第五章 碰撞危機的處境感識

碰撞危機的理性限制

所謂理性者也，就是五加減2的工作記憶，所能處理的情況。所有的人為操作，都無法突破工作記憶的限制。所以我們需要切割不同階段的工作需求，然後熟練的一一執行，，做成程序，養成慣性，以執行我們的任務。每一個航行班，都是由瞭望開始，也是由瞭望結束。瞭望應該使用一切可行的方法，包括目視、聽力或者是其他的助航設備來幫助。現在自動雷達避碰測繪系統ARPA，已經是SOLAS的強制規定，在ARPA上面，要得到碰撞的資料，是有，但必須知道正確操作的程序，否則它是零容忍，不管你是不是船長，也不管情況有多緊急，你需要的資料，剛剛好就不在顯示幕上。ARPA比雷達比較好的地方，是因為具有運算，未知目標航行向量的能力，能夠顯示，每一個目標船的真航向與航速，但是這些自動避碰雷達的資料，只有在目標能正確的辨認，而且附近船隻並不太多的時候，才會有用。因為來往船隻眾多的時候，目標的確認，就很容易混淆。如何將ARPA上的目標，與海上實際狀況相連結，就需要相當的訓練，同時任何雷達在探測上，所可能遭遇的限制，如雨雪雜斑或他船訊號干擾，在ARPA上，也沒有辦法避免。

自動測繪雷達探測的一些限制

如下:

(a) 在遠距離時，小目標無法產生回跡

(b) 雷達天線時常裝在不理想的位置

(c) 目標數量時常超過ARPA能處理的最大接收量

(d) 雷達解析度不足以區分大、小目標

(e) 在近距離內，小目標會被海浪消除回跡蓋掉。

(f) 雷達常見的4種假回波等

ARPA並不能夠提供，我們瞭望當值，所需要的每一件資料，而且還經常會失去目標的回跡，就像雷達一樣。即使所有的目標都能被探測到，但是最具挑戰性的部分，還是在如何能夠正確的確認目標？這種情形，最經常在夜間發生，見上圖，當一條遠洋船隻(淡藍色A船)在漁船群附近航行。而其中的一條漁船(淡藍色B船)，可能提早脫隊，並且與其他船隻的航向不同。由於目標太多，漁船也沒有標準的航行燈顯示，當值船副無法在目視中確認，是哪一條漁船脫隊？(船副不具備，目測B船距離的能力，也不具備目測B船方位的能力)在這種情況下，當值船副的處置，很可能就是放棄目視的觀察，然後專心在ARPA顯示幕上的操作，觀測B船在ARPA上的動向。同樣的情形，船副也可能無法分辨，A船航行燈與其他漁船的部位燈光，只好專心在ARPA的顯示幕上。

碰撞危機的感覺協同

使用ARPA的電子游標線，是否能夠探測到一個比較可能，遠離那些漁船可能碰撞區的方向? 也就是開到一個安全區域。安全區域在ARPA上是沒有顯示的，那是在目標船速度向量不能到達的地方(轉向330對著C船開)，需要直覺上的了解，才能決定(如果你不知道為甚麼？要走330度，那你就可以再想一想)。航行員之所以放棄目視這些目標，是因為他們沒有時間，利用在ARPA上的電羅經的方位，去確認與比較這些目標的目視羅經方位或是相對方位，(嗯，B船在右舷30度，A船在右舷40度，站在ARPA這裡，抬起頭我是不是知道右舷30度與右舷40度，是在駕駛台的哪一個窗戶位置呢？)，這些小動作，抬起頭來確認一下目標方位，似乎是不經意，其實是有相當經驗的累積。我們是否知道如何做目標方位距離的確認，關係到我們對探測碰撞危機的能力。

碰撞危機的處理習慣

如果我們有一位當值船副，在專心負責ARPA畫面的觀測及目標的確認，對操船的人來講，將是一個很大的幫助。因為ARPA觀測需要對ARPA系統有相當的經驗，才能掌握顯示幕上面的畫面與資料，同時他又必須能夠，在資料區做出正確的設定，剛剛好顯示出我們要的資料。抬頭看看上面的ARPA資料區，顯示的資訊就不只7個，超出我們理性的工作記憶甚多，很多功能都是用電腦程式設計的軟體開關，需要有長期記憶支援操作，本來的瞭望操作是雷達螢幕提供電子畫面，與窗外的目視畫面，交互確認。現在的瞭望操作變成雷達螢幕電子畫面與ARPA資料區的資料，交叉比對確認，窗外就留給藍天吧。

當值的年輕船副，如果會操作ARPA，那當然很好，但是另一件隱憂又出現了，這個優秀的年輕人，可能永遠也學不會目測瞭望，如果沒有另外的培訓計畫，這不是對管理階層的勸告，這是新的時代，新的危機預案，換句話說，船公司的管理階層要開始挫的等了，事實上，太過依賴ARPA已經發生過，目標進入盲區，以至於造成碰撞的案例。提醒年輕船副，你不是不夠好，也不是態度不佳，只是你也會受到天生的限制，必須有所突破。

年輕的船副，也很可能在駕駛台上面，被其他的事務所分心。此時，船長必須一個人負起瞭望與操船的所有任務，其困難可想而知，船長可以依賴的，就是目測瞭望。不幸的是，這10年中，新一代的船長，也是ARPA世代，對ARPA也是依賴甚深，如果當值船副對ARPA操作不熟，對不起，船長現在也沒時間教你，況且船長自己要用ARPA來瞭望，變成船長在雷達螢幕區與ARPA資料區，交互確認，船副靠邊站，這是另一件隱憂，目測瞭望是甚麼? 只能心有餘而力不足。

碰撞危機的處境感識

解決的辦法，就是要增加人氣，派兩位船副一起當班，互相合作配合船長觀測目標的需求來操船。大部分的時候，船上兩位船副的資歷都不整齊，一個資深一個資淺，船長還要從旁協助指導。我們可以想像即使是海軍，也會打下他們自己的飛機，不管有多少人在CIC戰情室裏面，幫忙當值瞭望，也不管有多少電子識別儀，在幫助他們工作。不管我們會不會，我們需要一些目視的技能，來幫助我們克服這些儀器的畫面限制，ARPA提供速成資料的誘惑，並且能夠預測正確的行動，以避免最危險的目標。凡是需要人類感官，如眼睛來發現危險，協同我們的知識，經驗與慣性來認知，預測與正確操作的技藝，最終都會變成我們的潛意識，一種內化的能力，也就是我們的處境感識。內化的原因是，因為我們的理性受到工作記憶的限制，所以把需要處理的東西，變成我們習慣的一部份，以免遺漏。

避碰規則第七條,避碰危機

(a)各船舶應利用各種可能適當方法,在當前環境與情況下, 研判是否有避碰危機存在,如有任何可疑之處,此危機應視為存在。

(b)若裝雷達並能作業時,應於適當使用,包括長距程掃描,亦能及早獲得碰撞危機之警告,並用雷達測繪或類似之系統設備,觀測已測出之目標。

(c)切勿依據不充分資料,尤其不充分之雷達資料,擅作假設。

(d)在研判是否有碰撞危機存在時,應考慮下列各項:

(i)如果駛近船舶之羅經方位無顯著改變時,碰撞危機應視為存在;

(ii)雖然駛近船舶之方位明顯改變,碰撞危機有時仍然可能存在,尤其當接近一巨型船或拖曳船,或逼近另一船。

影像越來越大的目標，都是碰撞的可能目標

在COLREG第七條(a)項 如有任何可疑之處, 避碰危機應視為存在。主要是當他船的方位改變並不明顯的時候，鼓勵讓路船採取適當行動，以避免碰撞。還有一個很有趣的現象，可以相互比照，對航空業所謂的”空中碰撞”所做的研究顯示，有一個現象叫做”花開效應” 。如果一個目標的影像變得越來越大時，可能表明，這時碰撞危機是立即存在的，因為目標的方位不變，影像才會變得越來越大。當這個目標影像的變大，比他的方位改變還要快速的時候，影像才會變得越來越大。這時當值船副，就會懷疑碰撞危機，是否可能發生了？此時，就需要使用第七條(a)項的規則，此危機應視為存在。

見上圖，雖然他船的船頭，原羅經方位線(綠色線左圖一)與其後相對方位線(黃色線右圖四)的方位變小，但是實際上，他船與本船的距離，卻越來越近。即使碰撞位置，已經不是他船的船頭。表示原始的碰撞方位上，仍然有問題存在。這時碰撞危機，就會變的很難確立？我們只要比照，右邊最後一個圖形，黃色的船頭相對方位線與原始的相對方位線(綠線)差距，就可以明白。影像變得越來越大，船頭的相對方位變小，表示不會撞到船頭，但並不表示不會撞到他船的船舯，除非他船船艉的相對方位也減少到零。上圖，影像變大，但是相對方位變化不夠大，有碰撞危機。下圖紅線為觀測者的船艏向(視觀測者位置不同而改變) ，來船影像變大，最終相對方位線變化角度大於其原始相對方位線(相對方位線由左舷50度綠線變成右舷5度的黃線，相對方位線變化角度為55度=50+5度，大於原來的50度)。這個現象提醒我們，凡是影像越來越大的目標，都是碰撞的可能目標之ㄧ。觀測他船的方位變化最好抓船艉方位，相對方位變化量要大於其原始相對方位(黃線變化55度>綠線左舷50度)，才不會有碰撞危機。

使用ARPA的工作量

“各船舶應利用各種可能適當方法,在當前環境與情況下, 研判是否有避碰危機存在”

各種可能適當方法包括：視覺、聽覺，雷達與雷達自動測繪設備Automatic Radar Plotting Aid,ARPA。

國際海事組織（IMO）已制訂出， SOLAS修訂後的APRA標準。ARPAs的主要功能，可以歸納在國際海事組織的以下聲明裡......

“in order to improve the standard of collision avoidance at sea: Reduce the workload of observers by enabling them to automatically obtain information so that they can perform as well with multiple targets as they can by manually plotting a single target”

為了改進海上避碰的標準作業；減少觀測者的工作量，確保他們能夠自動得到，所需要的資訊，所以他們能夠在多目標的情況下，執行他們的任務，就像他們能夠手動測繪單一目標一樣。

所以我們可以從這一段聲明中看出，自動測繪雷達最大的目標，在多目標的情況下，自動產生目標資料，以降低當值船副的工作量。說的好聽，看看正確熟練的使用ARPA，需要多少訓練，包括ＡＲＰＡ的裝設規定，測繪、判讀、距離圈的選擇、資料的了解、晴天的練習、正確操作，平行游標線的運用，與電子海圖資料系統的整合Electronic Chart Display and Information System(ECDIS)，與AIS(Automatic Identification System)整合，經常的操作性檢查各項參數的設定，對地與對水速度的顯示模式，船速的輸入來源與可能的羅經誤差、警告警報處理的注意事項等。讀者可以自行參照相關書籍或在網路上查閱。

原本是在雷達平面顯示器的畫面上，去做測繪與預測的工作，需要長期工作訓練養成的習慣，或是直覺，去產生適當的處境感識。改成ㄧ連串設定的前置作業，與其後的數字顯示，這裡面就有一個絕大數人，都不知道的弊病，就是牽涉到人工作記憶的容量。早期的研究是說，工作記憶的容量是7±2的資訊，現在的研究更進一步的顯示是，一般人只有處理5±2資訊的能力。改用ARPA之後，只要有一個目標取得資訊，就會用盡每個人工作記憶的容量，同時有兩個目標有問題，就會讓我們感到吃力，壓力馬上上身，重點是這種壓力與我們的年資無關，不管你做了多少年，你也沒有辦法突破，工作記憶的容量限制。俗話說，人就是人，這時的解決方案，就是利用別人的幫忙，在駕駛台使用其他的人力資源，來協助解決使用ARPA的困難。

其他的人力資源，需要適當的訓練，永遠不能相信他的訓練證書，要自行訓練考核。訓練好了，也讓我們無法脫身，去做目測瞭望，最終已經使我們失去處境感識的能力，完全依賴ARPA的操作，造成操作者的不當焦慮，因為要來回確認，各項參數的設定，是否與我們的預期一樣。自從STCW強制規定，船上必須裝設ARPA，所有船長船副都要有ARPA訓練或是證書。碰撞事故的發生，並有很大的改善，然後說，原因是人為錯誤或是人為因素，要所有船長船副再受BRM的訓練，接受一些似是而非的標籤，模糊了事件的根本原因( 處境感識是其一，事實上大部分的人，都不知道處境感識是甚麼?只是人云亦云吧了)，是ARPA的設計不當，違反了原來的目標，降低當值船副的工作量。現在的趨勢，不是檢討改進，如何回到初衷，簡化ARPA的設計，降低當值船副的工作量。而是趕快積非成是，創造新的規格，聲言把所有航儀整合，再造一塊大餅e-NAVIGATION，來維持這些航儀公司的發展。而且還有英美歐洲各國，在IMO的強勢運作，利用STCW的法規，企圖制定對自己有利的技術規格。

新的航儀就有新的毛病，重點是新的毛病，就會有資源的排擠作用，本來可用長期工作訓練養成的習慣，或是直覺，來培養產生適當的處境感識，變成另一個站在ARPA前面的機器人或應聲蟲，這個機器人不是別人，就是你。不管你做了多少年，使用ARPA就會限制，你養成良好目測的習慣，或是直覺反應的速度。當然時代不可能倒流，我們能做的是，維持目測的習慣與直覺反應，維持我們固有的能力。對新人來說，透過對本書的研討，時間即久，就能有一些心得。

ARPA的相關規定與使用限制，可參見英國MCA Maritime and Coastguard Agency的MGN 379 (M+F)　Navigation: Use of Electronic Navigation Aids（網路上可查）

ARPA的可能誤差源

下面節錄一些注意事項，以說明ARPA的可能誤差源，算是我們的處境感識：

 Serious errors in output data can arise if heading and/or speed inputs to the ARPA/ATA are incorrect.嚴重的計算資料誤差，可能會因為船首向亦/或船速的輸入不正確而引起。

 It is important to note that an inaccurate compass heading or speed input will reduce the accuracy of true vectors when using ARPA or ATA. 必須注意與知道，不正確的羅經船艏向或船速輸入，會減低真航向航速向量計算的正確，是很重要的。

 This is particularly important with targets on near-reciprocal courses where a slight error in own-ship’s data may lead to a dangerous interpretation of the target vessel’s true track. 這一點非常重要，當目標與本船以相對航向接近時，本船自身輸入的資料(指艏向與航速的輸入)，即使誤差值很小，也可能會導致，一個對目標真航跡誤判的危險。

 The apparent precision of digital read-outs should be treated with caution. 數位化的資料顯示(會造成非常精確的假象) ，所以應該要小心處理。

 Be aware of the possibility that small vessels, ice floes or other floating objects such as containers may not be detected. 注意小型船隻，浮冰或者是其他的漂流物體，例如貨櫃，可能無法被雷達探測到。

 Echoes may be obscured by sea- or rain-clutter. 目標回跡，可能被海浪和雨雪雜斑所覆蓋。

 The observer must be aware of the arcs of blind and shadow sectors on the display caused by masts and other on-board obstructions. 觀測者必須注意盲區或遮蔽區域，因本船的桅杆或其他船上障礙物，在顯示幕上面，會造成無法探測及回跡強度減弱的情形

 ARPA/ATA which requires adequate time to produce accurate information suitable for assessing CPA / TCPA and determining appropriate manoeuvres. ARPA需要有適當的時間測繪，才會取得正確的CPA與TCPA資料的計算，並且決定合適的避讓操作。

 Estimation of the target’s true track is only valid up to the time of the last observation. 對目標航向航速的估計，都只有準確到，最後觀測目標的時間。(所有目標未來的動向，都只是估計。)

 Electronic plotting will not detect any alteration of a target’s course or speed immediately and therefore should also be monitored constantly. 電子測繪裝置，並無法探測任何目標航向航速的立即改變，所以我們對目標，需要持續不斷的監測。

 The compass bearing, either visual or radar should be used to assess risk of collision. 羅經方位，不管是從目測或是雷達取得，都應該用來評估，碰撞危機的有無

 The relative bearing of a target should not be used when own ship’s course and/or speed alters, as risk of collision may still exist even where the relative bearing is changing. 目標的相對方位，當本船的航向航速改變時，不應該用來判斷碰撞危機。因為碰撞危機可能仍然存在，即使相對方位正在改變。(這一點很重要，我們會在操船的藝術裡討論。)

 Mariners should also be aware that at close range, risk of collision may exist even with a changing compass bearing. 當值船副應該注意，在近距離時，碰撞危機很可能存在，即使羅經方位正在改變。

 Watch-keepers should be aware that not all vessels transmit AIS data. 自動識別系統（AIS, Automatic Identification System）SOLAS要求航行於國際水域，總噸位在300以上之船舶，以及所有不論噸位大小的客船，均應安裝AIS。由AIS所發出的訊息包括獨特的識別碼、船名、位置、航向、船速，可以顯示在AIS的螢幕或電子海圖上。但是當值船副必須注意，並不是所有裝置AIS的船隻，都有發送資料。

 It is possible that not all the AIS data displayed will be accurate, particularly data which is inputted manually on the target vessel. 並不是所有AIS的資料顯示，都是正確。尤其是有些船隻，使用人工輸入的資料(所以有可能，沒有辦法立刻更新，或輸入錯誤的資料)。

 Radar should be used to complement visual observations in clear weather to assist assessment of whether risk of collision exists or is likely to develop. 當晴朗的天氣時，雷達也應該用來補足視覺觀測，可以幫忙評估，是否有碰撞危機存在？或是可能發生碰撞。(由此可見，雷達觀測應該是補助目視能力，現在有了雷達觀測，愛之適足以害之，目視瞭望的能力，已經失去了？)

 Radar provides accurate determination of range enabling appropriate action to be taken in sufficient time to avoid collision, taking into account the manoeuvring capabilities of own ship. 雷達提供正確的距離判斷，可以讓當值船副決定，本船是否有足夠的時間，採取合適的避讓行動，並決定最適當的避讓行動(錯；見第三章迴轉半徑的討論，本船是否有足夠的避讓時間與他船距離無關，與本船的碰撞距離DTC有關)

 By keeping themselves familiar with the process of systematic radar observations, and comparing the relationship between radar and electronically plotted information and the actual situation, watchkeepers will be able to deal rapidly and competently with the problems which may confront them in restricted visibility. 應該讓當值船副，熟練有系統的雷達或ARPA觀測，並能比較雷達與實際海面上狀況的相互關係。在能見度受限制的情況下，當值船副才能夠迅速熟練的處理，他們可能遇到的問題。( 晴天打傘，下雨不愁。)

 Radar if fitted should be operating at all times.如果船上有裝雷達，應該保持一直開啟。(有了雷達，誰還肯去做目視瞭望？船長應該隨時考核當值船副，是否有目視瞭望的能力)

 When weather conditions indicate that visibility may deteriorate, and at night when small craft or unlit obstructions such as ice are likely to be encountered, both radars if fitted should be operating, with one dedicated to anti-collision work. 當天氣情況顯示，可能能見度會變差，或是在晚間很可能會遭遇到，小型船隻和黑暗的目標，例如浮冰，如果有裝置兩部雷達，兩部都應該要保持操作，其中一部，應該專用於避免碰撞的工作。

 This is particularly important when there is a likelihood of occasional fog banks, so that vessels can be detected before entering the fog. 這一點非常重要，尤其是當可能遭遇到突發的霧區時，所以本船在進入霧區之前，就能夠即時偵測到他船的目標。(對平流霧與海煙的發生，要有相當的預測能力)

 Radars are designed for continuous operation and frequently switching them on and off could damage components. 雷達的設計是提供連續性的操作，經常的開開關關，更容易造起其組件的故障。(那就永遠不要關，除非在港，長期不用或工人抗議)

僅僅是在這邊就有22個注意事項的通則，在配合各家廠商機型實際操作的注意事項，更是不知有多少注意事項。所以可以知道操作ARPA，需要非常熟練的知識與程序，才能培養出適當的工作習慣，無論習慣多好，工作量也沒有減輕，這也是我們瞭望時，最大的工作負擔。

平行指標線的操作

下面我們介紹一些技巧，可以熟練處境感識，首先是平行指標:

 Parallel Index techniques provide the means of continuously monitoring a vessel’s position in relation to a pre-determined passage plan, and would in some cases have helped to avoid groundings. 平行指標的技巧，在預定的航行計畫裡，可以提供連續監測船位的技術。在某些情況下，並且能夠幫助船隻避免擱淺。

 平行指標線使用的方法是；先在海圖上取出平行指標值，然後在ARPA或雷達上，設定平行指標線。

1. 在海圖上，取出本船航向，與岸上顯著目標的正橫距離，作為平行指標值Parallel Index。

2. 再轉動雷達顯示器上的電子方位線(EBL Electric Bearing Line)，保持與本船航向平行，如下圖中粉紅色的虛線，

3. 然後將此EBL改成移動模式，並移動此線與岸上的顯著目標相切，這時平行指標線的設定，就已完成。

4. 然後觀察雷達目標的回跡，是否在平行指標線上面的移動，以決定本船的船位，有沒有保持在原來的航線上。

5. 若本船觀測到的目標回跡，正切進平行指標線裡面(回跡與平行指標線，交點越來越多)，本船與岸邊的正橫距離正在減少，表示本船正在接近岸邊

6. 若是岸上的目標雷達回跡，正在離開平行指標線，表示本船正在遠離岸邊。(回跡與平行指標線無交點，間隙變大))

 以前的雷達顯示器上，有數條相互平行的線條，可以配合轉動，以取得船位的確認，避免擱淺。平行指標線現已被ARPA上的電子游標線取代，故例圖只有顯示一條與岸邊相切的粉紅色虛線，代表平行指標線。如果在ECDIS上，或已經做過船位確認，本船現正在航線上航行，平行指標值的多少？並不重要。有了平行指標線，可以讓我們對船位橫移的趨勢，本船是否正在遠離或接近岸邊，提供我們處境感識，如上述，

 良好的航路規劃，會將每段航線的平行指標值標示出來，現在紙海圖行將消失，而且大部分商船，都做不到標出平行指標值，只有軍艦上有可能。

 也可以先取出平行指標值，再去確認本船的船位，以下是如何操作，

1. 只要旋轉電子遊標線，保持與本船的航向度數相同，

2. 然後offset(設定離開本船的中心)到與任何最接近本船航線的目標相切，

3. 後續觀測目標回跡，是否切進平行指標線裡面，就知道船位的變化，是否有向岸邊靠近的趨勢，與靠近的比例是多少？(普通: 這是本船在避碰操作前的設定，以避免本船因為避碰而擱淺)

4. 此時 可以由固定距離圈，估計平行指標值PI是多少，見下圖中，

5. 由此估計得到的平行指標值PI，回到海圖桌上，用分規兩腳的跨度，在緯度線上，取出在ARPA上估計的平行指標值，

6. 保持分規兩腳的跨度，一角固定在回跡的最外緣，另一角畫弧線，與航線相切，

7. 分規畫的弧線，與航線相切線段越長，表示本船位越接近陸地

8. 分規畫的弧線，與航線不相切，表示本船位遠離陸地。

 在避讓操作時，先設好平行指標線，然後進行避碰操作，一邊觀測來船動態，一邊利用本船平行指標線，觀測岸上目標的接近趨勢(比較固定距離圈與平行指標線的正橫距離變化)，可以對避碰的情勢，有一正確估計。對平行指標線的操作，不了解的讀者應該與船上的資深船副討論請教，並學習使用正確的方法。