RADAR/ARPA 시뮬레이션 교육 효과 평가에 관한 연구

Abstract

Training using ship handling simulator has been activated globally as recommended or enforced by International Maritime Organization(IMO). In Korea, MET institutions are conducting RADAR/ARPA simulation training through role play in parallel with radar theory class. However, according to the leadership of the group leader in the simulation, the results of training may be different, or the evaluation may be different depending on the subjective judgment of the instructor. Therefore, it is necessary to establish criteria that can provide a objective and quantitative value for the evaluation of the simulation and the assessment for effectiveness of simulation training.

The purpose of this study is to quantitatively evaluate the effectiveness of simulation training using objective evaluation criteria. By evaluating the effects of simulation training, it is possible to draw out the deficiencies of the current simulation training and to prepare improvement measures. In addition, it can be provided as a basic data to quantify the evaluation results.

In order to derive the evaluation items, the legal standards, earlier studies and the current status of MET institutions were examined and analyzed. In result, it was found that there were many items that can be judged by the instructor in the evaluation items of ship handling simulation in comparison with flight simulation training. In addition, the MET institutions in Korea are evaluating simulation training with different standards and the evaluation items. The evaluation items to be used in this study to evaluate the effectiveness of simulation training were derived through this survey.

Then, the simulations were performed three times in the Kanmon Strait scenarios for 85 navigational officers. Then, the results of simulation training were analyzed using the derived evaluation items: the navigator’s evaluation, the instructor’s evaluation, the situation assessment, the distance of deviation(cross track distance), the clearance distance and the PARK Model risk value.

First, as a result of navigator’s evaluation which evaluate their own abilities, the navigator rated 1.5 points higher on maneuvering ability and 1.2 points higher on navigation ability in Simulation3 (13th week) than Simulation1 (2nd week). Therefore, it seems that the navigator judge their ability has been improved subjectively. In addition, the result of instructor’s evaluation was 0.5 points higher in Simulation2 (7th week) than Simulation1 (2nd week). In conclusion, both the navigator’s evaluation and the evaluation of the instructor indicate that there were significant improvement during the first two months.

Secondly, according to the situation evaluation ; 2 collisions and 1 near-miss were occurred in Simulation 1 (2nd week), 3 near-misses were occurred in Simulation 2 (7th week) and only 1 near-miss was occurred in Simulation 3 (13th week). It can be seen that the accidents and dangerous situations are being reduced as the training progresses, and the navigation ability is being improved. To determine the ability to keep the route, the distance from the planned route was measured. 134.2m were decreased as the results of 13 weeks’ training. Therefore, it was analyzed that the navigator's ability to keep the route has been improved as training progressed.

Thirdly, in order to find out whether the vessel has made safe passage to the other vessels, it was analyzed that the clearance distance between the vessels. It was increased by 124.3m after 13 weeks’ training. Through this, it can be seen that the navigator has kept a safe distance and navigated with other ships safely as the simulation training progresses.

Lastly, as a result of applying the PARK Model which can reflect the CPA and calculate the maritime traffic risk based on the consciousness of the operator, the overall risk value tended to decrease with 13 weeks’ training, but there are no significant difference.

In conclusion, it was shown that simulation is effective tool for RADAR/ARPA training according to the navigator’s evaluation, instructors evaluation, situation assessment, deviation distance from the planned route and clearance distance with other vessels. With regard to the observation of the overall training effect, the growth rate of it was relatively high during the first 7 weeks, but the growth rate of it became lower during the next 6 weeks, in the same way other learning curves, in general, could be recorded as a cascade type, that is, consecutive flows of growth-recession-leap rather than a straight type. Therefore, it is necessary to apply new scenarios in order to achieve the training more effectively in approximately 7 weeks.

The evaluation items and the quantitative results of RADAR/ARPA training provided in the thesis could be used as a guideline for further study. It is necessary to establish criteria for verifying the objective effect of simulation training by applying scenarios and various evaluation items and scenarios such as items related to ship’s speed and position fixing in the future.|선박 조종 시뮬레이터를 이용한 교육·훈련은 국제해사기구에 의하여 권고 또는 강제화 되면서 전 세계적으로 활성화되었다. 이에따라 우리나라 각 해기 교육 기관에서도 레이더 이론 교육과 RADAR/ARPA 시뮬레이터를 이용하여 역할극(Role Play)을 통한 시뮬레이션 교육·훈련을 실시하고 있다. 그러나 시뮬레이션 시 그 교육의 효과는 여러 가지 요인에 의해 다르게 나타나지만, 이를 객관적으로 평가할 수 있는 기준이 없다. 그렇게 때문에 각 해기교육기관에서는 강사의 주관적 판단에 의하여 훈련 결과를 평가하고 있는 실정이다. 즉, 이에 시뮬레이션 교육·훈련에 대한 평가와 그 효과를 객관적으로 판단하기 위하여 수치화된 값을 제시할 수 있는 기준이 필요하다.

이 연구에서는 객관적인 평가 기준을 사용하여 시뮬레이션 교육의 효과를 정량적으로 평가하고자 한다. 시뮬레이션 교육·훈련 효과를 평가함으로써 현재의 시뮬레이션 교육·훈련의 보완점을 도출하고 이에 대한 개선방안을 마련할 수 있으며, 평가 결과를 수치화할 수 있는 기초 자료로 제공될 수 있다.

먼저 시뮬레이션 평가 항목을 도출하기 위하여 시뮬레이션 교육의 법적 기준, 선행 연구, 국내 해기기관의 시뮬레이션 교육 현황을 조사하였다. 그 결과 비행시뮬레이션에 비하여 선박 조종 시뮬레이션에 대한 평가 항목이 강사의 주관에 의하여 판단될 수 있는 항목이 많으며, 국내의 해기교육기관에서 각각 다른 기준을 가지고 시뮬레이션 교육·훈련을 평가하고 있음을 알 수 있었다. 그리고 시뮬레이션 교육·훈련 효과를 평가하는데 사용할 평가 항목을 도출하였다.

85명의 운항자(3분반)를 대상으로 도출된 평가 항목인 운항자평가와 강사평가, 상황평가와 항적 분석을 통한 항로이탈거리, 다른 선박과의 이격거리, PARK Model 위험도를 이용하여 시뮬레이션 교육 효과를 분석하기 위해 칸몬해협 시나리오로 3번의 시뮬레이션을 실시하였다.

첫째, 자신의 능력을 평가하는 운항자 평가 결과, 운항자는 실험1 (2주차)보다 실험3 (13주차)에서 조종 능력 1.5점, 항해 능력 1.2점을 높게 평가하였다. 따라서 운항자는 자신의 능력이 주관적으로 향상되었다고 생각하는 것으로 사료된다. 또한 강사 평가 결과는 실험2 (7주차)가 실험1 (2주차)보다 0.5점 높게 나타났다. 결론적으로 운항자 평가와 강사 평가를 보면 첫 2개월 동안 시뮬레이션 교육 효과가 높았던 것으로 사료된다.

둘째, 시뮬레이션 동안 발생한 충돌, 좌초, 근접사고의 횟수를 평가하는 상황평가 결과, 실험1 (2주차)에서는 2건의 충돌과 1건의 근접사고가 발생하였고, 실험2 (7주차)에서는 근접사고만 3건, 실험3 (13주차)에서는 근접사고만 1건 발생하였다. 이를 통하여 교육이 진행됨에 따라 사고 발생 및 위험한 상황의 발생 빈도가 감소한 것을 알 수 있으며, 운항자의 항해 능력이 향상된 것으로 분석할 수 있다. 또한 항로 준수 여부를 확인하기 위해 항로이탈거리를 분석한 결과, 13주가 지난 후 1분반 122.50m, 2분반 144.89m, 3분반 135.05m 감소한 것으로 나타났다. 따라서 운항자의 항로준수능력은 교육이 진행됨에 따라 향상되는 것으로 사료되어 교육 효과가 있는 것으로 분석되었다.

셋째, 타선과 안전하게 통항했는지 여부를 알아보기 위해, 타선박과의 통항 이격거리를 분석한 결과 13주가 지난 후 1분반은91m, 2분반 171m, 3분반 111m가 증가한 것으로 나타났다. 이를 통하여 운항자들이 시뮬레이션 교육이 진행됨에 따라 다른 선박과 안전한 거리를 확보하고 항해한 것을 알 수 있다. 즉, 시뮬레이션 교육으로 인하여 운항자들의 항해능력이 향상되었음을 알 수 있다.

마지막으로 운항자 의식 기반으로 해상 교통 위험도를 계산할 수 있는 PARK Model 위험도를 적용하여 평가한 결과, 13주간의 교육이 진행됨에 따라 전체적인 위험도가 낮아지는 경향을 보였으나, 그 차이가 매우 근소한 값으로 분석되었다.

종합하면 운항자평가 및 강사평가, 상황평가 및 항로이탈거리, 타선과의 이격거리 분석을 통하여 시뮬레이션 교육이 효과가 있음을 알 수 있었으나, PARK Model 위험도로는 그 차이가 매우 미미하였기 때문에 좀 더 다양한 시나리오의 적용이 필요할 것으로 판단되었다. 특히 전체적인 교육 효과를 볼 때 일반적으로 학습 곡선을 직선이 아닌 계단식 즉, 성장 – 정체 – 도약으로 보는 것과 같이, 처음 7주 동안 교육 효과의 증가율이 크다가 다음 6주 동안 그 증가율이 작아지는 것으로 나타났다. 이에 따라 시뮬레이션의 교육·훈련 또한 더욱 높은 효과를 얻기 위하여 7주 정도가 지난 후에는 새로운 시나리오를 적용할 필요가 있는 것으로 사료된다.

이 연구는 향후 시뮬레이션 교육·훈련의 평가 항목 및 기준을 정하는데 기초 자료로 제공될 수 있다. 그리고 추후 선속, 선위 표시에 관한 항목 등 다양한 평가 항목과 시나리오를 적용하여 시뮬레이션 교육의 객관적 효과를 검증하기 위한 기준이 마련되어야 할 것이다.