OZTを用いた避航操船スキルの評価および教育訓練への利用

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K04498
• Research Institution: Tokyo University of Marine Science and Technology
• Principal Investigator: 榧野 純 東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (60425759)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 海事教育機関 / 教育訓練 / 避航操船

Outline of Annual Research Achievements

船舶の航海士に必要不可欠なスキルの一つに避航操船がある．安全を担保しつつ高効率な避航操船を実現する避航問題は，船舶の性能，外部環境，関連法規など様々なことを考慮しなければならず，非常に複雑かつ難解な問題である．一方，海事教育機関では優秀な海技者を育てる為に操船シミュレータを用いた訓練を実施している．この訓練により，学生は座学では得られない感覚的な素養を習得することができる．しかしながら，現在，避航操船に係る訓練の評価はインストラクターの主観で行われており，評価基準に曖昧さがある．本研究では，操船者の避航操船を支援するツールであるOZTを利用し，高い操船スキルを持っている熟練航海士の“操船スキルの可視化”を図るとともに，その成果を用いた教育，訓練および訓練の客観的な評価への利用について検討している．
前年度までの研究成果として，衝突もしくはニアミスを起こした操船結果にOZTを用いた解析をすると，状況認識におけるミス，行動決定におけるミス，自船の運動特性の把握におけるミスなど，衝突もしくはニアミスの発生原因を視覚的に表現できることが示された．
そこで当該年度は，学生が陥りやすい操船ミスの洗い出しを行うとともに，効果的な操船訓練を実施するためのシナリオ作成，訓練結果の客観的評価の実施，さらには学生の訓練効果を高めるための補助資料を作成することを目的に研究を進めた．具体的には，まず，現役の航海士を対象にアンケート調査を実施した．次に，その調査結果を教師データとして機械学習を行い，現役航海士の状況認識モデルを作成した．また，実海域で得られた航海記録や熟練航海士が操船シミュレータで避航操船した際の操船記録を教師データとして機械学習を行い，現役航海士の行動決定モデルを作成した．そして，これらの研究成果をまとめて論文投稿した．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

前年度までの研究成果として，衝突もしくはニアミスを起こした操船結果にOZTを用いた解析をすると，状況認識におけるミス，行動決定におけるミス，自船の運動特性の把握におけるミスなど，衝突もしくはニアミスの発生原因を視覚的に表現できることが示された．
そこで当該年度は，学生が陥りやすい操船ミスの洗い出しを行うとともに，効果的な操船訓練を実施するためのシナリオ作成，訓練結果の客観的評価の実施，さらには学生の訓練効果を高めるための補助資料を作成することを目的に研究を進めた．具体的には，現役の航海士40名（3等航海士５名，2等航海士19名，1等航海士12名，船長4名）を対象にアンケート調査を実施した．次に，その調査結果を教師データとした機械学習を行い，現役航海士の状況認識モデルを作成した．また，実海域で得られた航海記録や熟練航海士が操船シミュレータで避航操船した際の操船記録を教師データとして機械学習を行い，現役航海士の行動決定モデルを作成した．そして，これらの研究成果をまとめて論文投稿した．

Strategy for Future Research Activity

現在，熟練航海士と学生が行った避航操船の結果にOZTによる解析を当てはめた操船ミスの可視化を行なった．また，現役航海士に対してアンケート調査を実施し，その調査結果を教師データとして機械学習を行い，現役航海士の状況認識モデルを作成した．さらに，実海域で得られた航海記録や熟練航海士が操船シミュレータで避航操船した際の操船記録を教師データとして機械学習を行い，現役航海士の行動決定モデルを作成した．これらの成果は，効果的な操船訓練を実施するためのシナリオ作成，訓練結果の客観的評価の実施，さらには学生の訓練効果を高めるための補助資料として有効であり，今後，被験者実験を実施し，本研究で提案した手法の訓練および訓練の客観的な評価への効果を明らかにする予定である．また，最終的には，本研究の成果についてまとめ，関連する学会等で発表する予定である．

Causes of Carryover

本研究では，効果的に研究を進めるために，有識者（外航・内航商船の航海士，水先案内人，独立行政法人海技教育機構所属練習船の教官など）に対してヒアリング調査を行い，実際の現場に即した研究を実施している．その旅費については予算建ての段階では対面方式を前提としていたが，一部の調査については遠隔方式で実施できた．また,論文の投稿について，計画段階の想定よりも優れた研究成果が得られたので，投稿先を変更することとした．
そのため，旅費や論文投稿等に係る次年度使用額が生じた．投稿した論文は，現在，査読結果待ちの状態である．