基于耗散結構理論的海上救助訓練系統優化分析

崔澤漢

一、引言

專業海上救助大多是在惡劣海況和復雜水域中進行和完成的，相較于一般航海活動具有一定的特殊性，這就對專業救助力量（包括人員、技術、設備等）提出了更高的要求。隨著海上救助形勢的發展，需要救助船船長、救助直升機機長、救助船船員（艇員）、應急救助隊員等救助人員具備良好的心理素質和專業救助技能。為了更好地實現交通運輸部提出的“三精兩關鍵”工作目標，履行好有關國際公約，保障海上人命、環境和財產安全，必須加強對專業海上救助訓練系統的發展和優化。

耗散結構理論是在1969年由比利時的布魯塞爾學派領導人伊里亞·普里戈金（Ilya Prigogine）教授針對非平衡統計物理學的發展正式提出的。耗散結構是一個自組織、非線性、遠離平衡態的開放系統，是指物理或化學等非平衡系統在其外參考量變化到一定的閾值時，通過與外界連續不斷地交換能量與物質，能從原來的無序狀態轉變為空間上、時間上或功能上的有序結構狀態。[1]

在專業海上救助訓練中引入耗散結構理論，通過探討專業海上救助訓練系統中耗散結構理論模型的構建，以實現對現今專業海上救助訓練系統的優化。

二、專業海上救助訓練系統耗散結構特征分析

1.專業海上救助訓練系統符合自組織系統特征

物質世界由各類系統構成，某些系統在一定的外界條件下，會在系統內部自發形成有序的結構，稱為自組織結構，這類系統也就稱為自組織系統。[2]自組織系統與他組織系統之間不存在不可逾越的鴻溝。一切人工建造的系統無疑都是他組織系統，因為這種系統從無到有是由人這種外來組織者制造或組建的。例如工程控制系統是人工建造的他組織系統，但一經投入運行便能夠自動地根據環境的某些變化來重新組織自己的運動。系統自行組織自己的運動，顯然是一種自組織運動。[3]自組織系統的結構分為平衡態結構和耗散結構兩種情況：一種是無須與外界環境進行信息交換，甚至只在與外界隔離時才能保持有序的平衡結構；另一種是只有通過不斷與外界環境進行能量、信息、物質等交換才能保持有序的耗散結構。[4]

專業海上救助系統是直接受到交通運輸部下屬各救助局領導，由訓練人員及船舶飛行器等救助力量，救助訓練考核與委員會，救助訓練管理系統及相關的設備、資金、信息等組成的系統。專業海上救助訓練系統是救助局及其下屬救助船舶、飛行器、救助人員的訓練系統。該系統屬于救助局內部的專業訓練系統，宏觀層級下看是需要直接受救助局指令的影響而進行調整的他組織系統。但是自組織和他組織是相對的，同一個組織過程在一定條件下是他組織，而在另一個條件下可能為自組織。來自于救助局的調整指令對于專業海上救助訓練系統而言是他組織指令，然而這些調整指令的依據并非是隔絕于外部環境存在的。同時，訓練系統需要與政府部門、主管單位（救助局）訓練與考核委員會、參與訓練的救助人員等相關利益主體以及海上航運發展情況、救助任務成效、訓練結果反饋等相關事件進行物質、能量及信息的交換，并非是一個孤立存在一成不變的系統結構。因此，對專業海上救助訓練系統進行耗散結構理論分析是合理的。

根據耗散結構理論，耗散結構的形成具有以下四個特點：開放性系統，遠離平衡態，系統內必須存在非線性相互作用，以及系統內要有漲落現象。

2.專業海上救助訓練系統的開放性

耗散結構必須是開放的系統。通過與外界物質或能量交換使系統熵減趨于穩定。因此， 開放系統是產生自組織現象的首要必備條件。專業海上救助訓練系統由于要不斷與相關利益主體和相關事件進行物質、能量以及信息的交換，可以認為其屬于開放性的系統，符合耗散結構條件。

專業海上救助訓練系統的開放性主要體現在對外開放和對內開放兩個方面，對外開放表現在系統不斷獲取來自政府、社會、航運業、受訓人員等相關利益主體的信息、物質、能量的輸入。政府政策的指導和調整、社會對專業海上救助力量的要求、航運業客觀發展的需要、受訓人員的訓練效果的反饋等產生的信息、物質及能量的輸入都使系統保持了對外的開放性。

對內的開放性表現在訓練系統內部各結構之間的相互關聯和信息、能量、物質交換。以北海救助局為例，根據北海救助局的《救助訓練實施細則》中關于訓練系統內部組織結構的設置，各相關職能部門之間通過協作和信息交換，使訓練計劃的制訂、考核、監督、安全管理等部門內部的人才、資金、設備、信息、制度等各自與外界的信息、物質及能量的交流相互作用形成了系統運作的動力，影響了訓練系統功能的發揮。

3.專業海上救助訓練系統的非平衡態

耗散結構系統必須是遠離平衡態。因為只有遠離平衡態， 才能產生足夠大的負熵流。可以說，遠離平衡態是有序之源。[5]在熱力學概念中熵是系統混亂度的度量，而負熵則是系統有序度的度量，負熵流則是熵減時對應的熵流。系統與外界進行物質、能量、信息轉換的同時， 從內外部環境中引入負熵流dSe， 用以抵消系統內因不可逆過程所引發的熵增dSi。系統熵的變化值dS為

按照熱力學第二定律，由式（1）得：當dS<0時， 即|dSe|>|dSi|， 能使遠離平衡態的開放系統維持一個低熵的狀態， 而使整個系統趨向于有序態，即呈現出耗散結構狀態。[6]

專業海上救助訓練系統是一個遠離平衡態的系統。系統涉及政府、社會、航運業、訓練人員等相關利益主體。例如受訓人員為專業海上救助人員，其訓練內容包括救助船舶專業救助訓練、應急救助隊專業救助訓練、救助指揮和值班訓練等。救助人員從理論及實操兩個方面根據交通運輸部救撈系統各單位的《救助訓練實施細則》進行訓練并按照相應的標準要求接受考核。受訓人員依據《救助訓練實施細則》的要求進行日常各項訓練，每次考核后得到的結果反饋給責任部門，以便對訓練科目內容及考核標準等進行調整修訂。同時，通過對海上救助案例的總結和后評估，從實際案例中提取對修訂訓練內容有意義的反饋信息對訓練的內容和要求的調整提供參考和借鑒。這就是受訓人員這個主體在系統非平衡態的信息交換。其他的相關利益主體之間及與外界的信息、資金等都在實時發生變化，這種動態的變化過程使專業海上救助系統保持非平衡態。訓練系統的進步和發展就需要打破平衡，從而不斷地改進。

4.專業海上救助訓練系統的非線性相互作用

耗散結構理論要求在系統內必須存在非線性的相互作用。一般一個體系內各要素之間的作用可劃分為線性的和非線性的。就線性作用而言， 它具有加和性也稱作疊加性，如果每個小的作用性質、行為是相同的， 則缺少制約性， 不會產生新的性質和結構。因此，只有靠系統內部眾多的子系統和各個要素之間具有相干性和制約性的非線性作用，才能涌現出新的性質以形成有序的耗散結構。

在專業海上救助訓練系統中，各個相關利益主體之間的關系復雜，此外，本身各個相關利益主體的構成就較為復雜。以最基本的受訓救助人員本身為例，其訓練成績受到其體質等多方面因素的影響。而就個人體質而言又分為很多方面，即便是單純的身高與體重的關系也不是一個簡單的線性關系。由此可見，訓練系統中，各子系統之間存在復雜多變量的非線性相關作用關系。而從總體角度出發，訓練系統內部的子系統較多，互相之間作用復雜。專業海上救助訓練對受訓人員而言其實是個不斷提升業務能力和專業技能的過程。這個過程會受到個人情況、訓練指導部門、訓練考核部門、訓練環境、設備等多個因素的影響，從而呈現出一種復雜的非線性關系。

5.專業海上救助訓練系統的漲落現象

耗散結構要有漲落的觸發，結構屬于遠離平衡態， 漲落不再是一般的干擾因素， 而是對一個動態的結構起到觸發作用， 從而推動系統發生質變而轉化到新的穩定有序的耗散結構狀態。

專業海上救助訓練系統的漲落微觀上主要體現在受訓人員和單元的個體差異，并非所有救助人員都能夠按照訓練標準執行所有訓練科目。訓練人員時間、精力的投入與訓練成果之間存在著典型的非線性關系。宏觀角度上，大到政策的改變、小到訓練要求的調整都會觸發訓練系統的漲落。例如由于綜合因素的影響，在某一自然月內，某專業救助船舶需要主動救助多次，多個救助任務的時間約占此自然月中的20天，那么在這個月內，由于要執行救助任務導致船舶救助訓練計劃無法達到訓練大綱的要求；同樣，由于參與救助任務可能也會影響到船舶和人員的狀態，此類事件都會造成漲落現象的發生。

三、耗散結構理論下的訓練系統優化

耗散結構下專業海上救助訓練系統的自組織演化如圖1所示。基于耗散結構理論，綜合考慮訓練系統內部和外部兩個方面的影響因素，通過內部維度和外部維度構建專業海上救助訓練系統的耗散結構模型。

圖1 專業海上救助訓練系統的自組織演化

（一）訓練系統的熵流優化

依據耗散結構理論及前文的分析得出專業海上救助訓練系統屬于一個具有開放性、非平衡態、非線性相關并存在漲落現象的耗散結構。針對系統的這些特點，可以總結出專業海上救助訓練系統隨著時間變化不間斷地與外界進行信息、能量、物質等交換。依據耗散結構理論，作為這樣一個開放的非平衡態系統，通過系統內外各要素的互相作用自發從無序向有序發展，從有序再發展出新的有序。在前文中通過熱力學定律及式（1）論證得出的相應結論延伸，可以得出在專業海上訓練系統中，正熵流往往能夠代表訓練系統目前的存在的無序、不足及缺陷等問題，而能夠優化訓練系統和改良系統中不足與缺陷的措施往往以負熵流的形式存在，從而推動訓練系統向有序和更為合理的方向發展。系統由內部和外部的各因素影響會分別產生正熵流和負熵流，其中的熵流作用方式如圖2所示。

圖2 專業海上救助訓練系統的熵流作用方式

1.訓練系統內部正熵流（存在的無序、不足與缺陷）

（1）救助訓練系統訓練人員認識不足，認識跟不上實際救助需要。一些救助人員對《救助訓練實施細則》學習不夠，認識不足，甚至未曾認真系統地學習過，日常的訓練僅僅是“隨大流”“憑經驗”，存在僅僅聽領導指揮就行的觀念。而訓練人員自身對訓練科目整體內容都沒有一個認知和把握，更無法把實際訓練和理論知識有機地結合起來， 對一些訓練科目抱有為完成訓練而訓練的心態，沒有樹立訓練和實戰相結合的認識。

（2）訓練教學缺乏專業人才。由于缺乏專業訓練教員，在專業授課、系統教學、教學創新等方面尚存在不足。尤其是救助船舶作為海上救助訓練主要訓練平臺，其上的救助船員存在一定的流動性，導致一些較為依賴經驗的訓練教學存在較大的差異，包括對救助裝備、設備使用方法的講解和航海技能的教授等。

（3）訓練計劃墨守成規。每月訓練計劃受限于規定的訓練科目，沒有結合不同救助船舶的特點開展差異化特色訓練。

2.訓練系統內部負熵流（有序良好發展的措施）

（1）加強救助訓練的理論學習的考核，促進救助訓練人員加強學習提高認識。讓訓練人員能夠將理論知識應用到實際訓練中，深入理解訓練服務于救助實戰的意義。

（2）在救助船舶、應急隊潛水員、救助飛行員中設立專職或兼職的訓練教員崗位，統一進行培訓。加強救助單元的訓練教學的專業性和科學性，將經驗教學轉化為系統教學。在傳統的“傳幫帶”基礎上，結合科學的教學理念以優化訓練效果。

（3）細化訓練項目，根據不同救助船舶、飛行器的特點制定和開展通用基礎訓練之外的差異化特色訓練。

3.訓練系統外部正熵流（存在的無序、不足和缺陷）

（1）社會環境主要是政府、社會、航運業、訓練人員等因素。例如政府資金投入不足導致訓練設備等資源不夠充分；救助訓練因為政策法規等原因得不到社會其他部門和機構的支持和配合；對航運業的發展變化把握不夠，信息滯后導致無法及時滿足航運業發展需要；訓練人員個體差異等原因導致無法有效地達成訓練要求等因素。

（2）自然環境因素主要包括氣象、海況等極端天氣情況不符合安全訓練的要求，突發自然災害等不可抗力導致救助任務數量劇增，在訓練周期內沒有足夠的時間完成當期的訓練計劃等。

4.訓練系統外部負熵流（有序良好發展的措施）

（1） 救助訓練系統與外部的各利益相關主體保持密切的聯系，包括信息收集和有效溝通等。例如密切關注政府部門政策法規的變化，適時根據變化調整訓練系統。

加強與社會的信息溝通，邀請救助系統外部的訓練教學領域專家參與到訓練系統中目標、計劃和考核要求等內容的制訂，為合理化、科學化的訓練系統建設提供參考依據，及時有效地處理訓練人員的信息反饋并對訓練系統進行合理調整等。

（2）圍繞訓練服務救助實戰的基本目標，結合以戰代訓作為訓練工作理念。在執行了救助任務的基礎上，結合救助實戰特點，對訓練計劃進行合理調整。

（二）增加開放度，保持非平衡態的結構

專業海上救助訓練處于發展和完善階段，對以救助為核心設定的訓練目標、訓練計劃、訓練考核標準產生的信息進行收集，反饋給訓練計劃制訂及考核部門，形成了訓練系統內部各個體系的信息交流和傳遞，針對這些反饋信息進行總結和分析，對救助訓練目標、訓練計劃、訓練考核標準的制訂和調整提供參考。經過訓練在救助實戰中檢驗訓練的成效，直接服務于我國海上救助事業是專業海上救助訓練的根本目的。訓練目標、訓練計劃、訓練考核標準的制訂等內部體系之間互相關聯、持續作用并通過與救助實戰交叉結合呈現出專業海上救助訓練系統的開發性。專業海上救助訓練系統是專業海上救助的重要組成部分，專業海上救助是我國航運經濟穩健發展的重要保障。因此，專業海上救助訓練系統應不斷從政府、社會、航運業、訓練人員等外部的相關利益主體獲取信息、能量等資源。加強與社會各界相關利益主體的交流與協作，將專業海上救助訓練系統置于整個行業的體系中，有利于吸收和借鑒行業中各方面的信息和知識，以便取長補短，優化對專業海上救助訓練的理論指導。

同時，增加開放度有利于獲取來自于政府部門、相關單位及民間力量的資金、信息、知識等資源的協助和支持，從而優化訓練系統。具體可以通過開展相關學術交流會議論壇，研究學習國內外其他救助力量最新的救助案例，與其他交通或應急部門單位加強訓練方面和合作交流汲取先進的訓練經驗等措施增加開放度。

專業海上救助訓練系統呈現出開放性的狀態，打破了平衡態。非平衡態是有序的源頭，訓練與實戰的交互作用讓訓練系統進入一個反復吸收救助實戰經驗的狀態，反饋信息作用于訓練系統各方面的優化和調整，再作用于海上救助。同時，系統內部訓練人員訓練考核結果的反饋信息也反作用于對訓練目標、訓練計劃、訓練考核標準的制訂，不斷地反饋和迭代從而在現有的訓練方法和理念上與時俱進，有所突破。這種不斷對訓練系統調整和更新的非平衡態結構是訓練系統優化的有力保障。因此，專業海上救助訓練系統可以在現有基礎上，進一步發展目前的訓練反饋機制。首先，要對訓練成果的反饋數據進行科學化的分類規劃，精細化數據分類，將反饋數據與訓練成效的評估有機結合，而不是單純地作為一個考核的成績。其次，依據反饋結果切實及時地對《救助訓練實施細則》的內容進行修訂和調整。比如對干粉滅火器使用這一訓練項目的評定，見表1，其中對訓練的評判標準主要為按照訓練要求從聽令到滅火器噴出滅火劑的時間。針對此訓練科目，在方法與步驟正確即及格標準的基礎上，應當根據實際的日常訓練考核成績對優秀、良好、及格設定一個比例，例如可以設定達到優秀標準的占20%、良好標準的占30%、及格標準的占50%。統計一定周期內此訓練科目的所有參訓人員的考核成績，對此比例基礎下的達成訓練目標時間進行統計。通過統計結果對訓練的評分標準進行調整。假設90%以上的訓練人員能夠達到優秀，則應當適當地提高評分標準；反之亦然，如果90%以上訓練人員考核成績為良好和及格，則應當參考國家相關法律法規和行業標準對評分標準進行適當調整，及時打破平衡態以保證訓練系統整體向良性有序的方向發展。

表1 干粉滅火器使用評分標準

（三）合理利用非線性關系促進漲落突變

在專業海上救助訓練系統中，由于各子系統之間典型非線性關系的存在，各個元素之間非線性的互相作用和影響，突破了簡單的疊加，可以引發漲落現象。通過利用非線性的關系來促進漲落現象的發生能夠引起訓練系統的突變，這種突變源自于非線性關系的非簡單疊加的不可預測性。例如，某一訓練人員處于非平衡態的訓練系統中，訓練人員在執行訓練計劃時，在達成基本要求的前提下有所突破或對訓練項目內容、技能技術有了突破性的理解和認識發展出了新的訓練心得，宏觀上也是對救助訓練系統進行了有依據的改進。這種突變事實上是讓訓練系統向有益的方向有序發展的，這里的有序是指訓練系統的目標、計劃、考核要求等內容的可操作性、效果等特點趨向于科學合理和切合實際。作為訓練系統本身，有關的管理部門和考核部門應當及時注意和發掘此類“漲落突變”，對這類有益的改良和突破給予支持，進行總結并進行推廣。

與之相反，如果訓練系統沒有漲落突變，形成一種總體平衡的狀態，那么系統的合理性和科學性就會向混沌發展，即趨向于不合理和故步自封。舉例而言，現今海上活動的主體是以燃料油為主要動力能源的船舶，訓練系統針對燃油船舶的海上救助設定訓練目標、計劃和考核要求。假設若干年后，海上活動的主體變成以電能或其他新能源為主要動力來源的船舶，而專業海上救助訓練系統始終沒有漲落突變引發的發展和改變，仍然圍繞以燃油為主體的船舶制訂訓練目標、計劃和考核要求，則屆時勢必無法適應海上救助的需求。這就需要合理利用專業海上救助訓練系統中的非線性關系促進漲落突變，讓訓練系統能夠通過趨向有序的發展而保持其合理性和科學性，以便適應日益變化的海上救助需求。

四、結語

依據專業海上救助訓練系統的耗散結構特點，增強專業海上救助訓練系統的開放性，保持其非平衡狀態，利用系統內非線性關系促進漲落現象的發生，使訓練系統始終處于一個自組織演化的狀態。

同時采取相應的合理化措施增加專業海上救助訓練系統內部和外部的負熵流，讓專業海上救助系統向有序的方向健康發展，從而得到優化。