Supporting the high-speed workboat cockpit work operations with the mastery of human factors : how to ensure the system performance and safety?

Abstract

The importance of mastery of human factors (HF) has been recognised in high-speed workboat (HSW) operations, however, the comprehensive utilisation of HF remains incomplete. This dissertation examines mastery of HF as a systemic phenomenon and its role in shaping performance and safety. The study is based on multiple datasets analysed using both qualitative and quantitative methods.

HSWs are used in defence, rescue, law enforcement, and maritime infrastructure and energy sectors. As vessel speeds increase and operating environments become more challenging, crews face greater cognitive demands. However, the demands of cockpit work are not always aligned with available socio-technical resources. Although operations are typically successful, incidents are not always recognised as manifestations of the socio-technical system and, therefore, do not consistently drive organisational learning. Moreover, interpretations of performance, efficiency, and safety may be inconsistent.

The sub-studies of this dissertation examine the mastery of HF from complementary perspectives. The first sub-study shows that incident and accident analyses tend to focus on individual performance while overlooking crew cooperation and resource management. The second models crew performance by identifying key competencies and their associated behavioural markers, providing a basis for evaluation and development. The third analyses mental workload, its variability, and its management, highlighting the roles of competencies, technology, and cockpit design. The fourth extends the analysis to the organisational level, emphasising the need to move from an individual-oriented approach towards more advanced crew resource management, standardised procedures, and a proactive safety culture. Together, the sub-studies provide a comprehensive view of systemic mastery of HF in HSW operations and outline its key dimensions and development pathways.

The study shows that the structures of socio-technical systems in HSW operations can be influenced through the systematic identification of development needs. This requires strengthening shared understanding, supporting evidence-based decision-making, enhancing interaction across system levels and improving performance and safety in demanding maritime operations.

Inhimillisten tekijöiden merkitys on tunnistettu nopeiden työveneiden merenkulussa, mutta niiden kokonaisvaltainen hyödyntäminen on kuitenkin puutteellista. Tässä väitöskirjassa tarkastellaan inhimillisten tekijöiden hallintaa systeemisenä ilmiönä sekä tutkitaan niiden roolia suorituskyvyn ja turvallisuuden muodostumisessa. Tutkimus perustuu useisiin aineistoihin, joita analysoidaan laadullisin ja määrällisin menetelmin.

Nopeita työveneitä käytetään maanpuolustuksessa, pelastus- ja poliisitoiminnassa sekä merenkulun infrastruktuurin ja energiateollisuuden tehtävissä. Veneiden kasvaneet nopeudet sekä toimintaympäristön piirteet kuormittavat miehistöjä erityisesti kognitiivisesti. Ohjaamotyöskentelyssä miehistöihin kohdistuvat vaatimukset eivät aina ole tasapainossa sosioteknisten resurssien kanssa. Vaikka operaatiot pääosin onnistuvat, vaaratapahtumia ei aina tunnisteta sosioteknisen järjestelmän ilmentyminä, eikä niistä kerry systemaattista oppimista tukevaa tietoa. Lisäksi suorituskyvyn, tehokkuuden ja turvallisuuden tulkinnat voivat olla ristiriitaisia.

Väitöskirjan osatutkimukset tarkastelevat inhimillisten tekijöiden hallintaa toisiaan täydentävistä näkökulmista. Ensimmäinen osatutkimus osoittaa, että vaaratilanne- ja onnettomuusanalyysit painottuvat yksilöihin sekä sivuuttavat miehistöyhteistyön ja resurssienhallinnan merkityksen. Toinen jäsentää miehistön suorituskykyä tunnistamalla keskeiset kompetenssit ja niitä kuvaavat käyttäytymismallit, luoden perustan toiminnan arvioinnille ja kehittämiselle. Kolmas analysoi miehistöjen mentaalista työkuormaa, sen vaihtelua ja hallintaa sekä osoittaa kompetenssien, teknologian ja ohjaamoratkaisujen keskeisen roolin työkuorman säätelyssä. Neljäs laajentaa tarkastelun organisatoriselle tasolle ja korostaa tarvetta siirtyä yksilökeskeisyydestä kohti kehittyneempää miehistöresurssien hallintaa, yhtenäisiä toimintatapoja ja ennakoivaa toimintakulttuuria. Yhdessä osatutkimukset tuottavat kokonaisvaltaisen näkemyksen inhimillisten tekijöiden systeemisestä hallinnasta kohdealalla sekä jäsentävät sen keskeiset osa-alueet ja kehittämissuunnat.

Tutkimus osoittaa, että sosioteknisen järjestelmän rakenteisiin voidaan vaikuttaa, kun kehityskohteet tunnistetaan systemaattisesti. Tämä edellyttää yhteisen ymmärryksen vahvistamista sekä tutkimustietoon perustuvaa päätöksentekoa. Näin voidaan tukea vuorovaikutusta järjestelmän eri tasojen välillä sekä parantaa suorituskykyä ja turvallisuutta vaativissa merenkulun tehtävissä.