107 一般警察特考四等 水上警察人員輪機組 輪機管理與安全概要 考古題詳解

核心觀念

本題出自船舶靜力學中的「初穩度（Initial Stability，橫傾角 $\theta < 10^\circ \sim 15^\circ$）」理論，核心在於判定浮體受到外力擾動產生微小傾斜時的自發動態趨勢。涉及的三大關鍵點位、一項指標與兩項力矩為：

1. 基本點位定義：

• 重心（Center of Gravity, $G$）：全船重量的合力集中點，方向鉛直向下。
• 浮心（Center of Buoyancy, $B$）：船舶水下排水體積的幾何中心（形心），浮力的合力作用點，方向鉛直向上。
• 定傾中心（Metacenter, $M$）：當船舶受外力橫傾一微小角度時，水下排水形狀改變使浮心由原本直立位置 $B$ 移至新浮心 $B_1$；通過新浮心 $B_1$ 的鉛直浮力作用線，與船舶正浮時的船體對稱中心線（Centerline）之交點，即為「定傾中心」。

2. 關鍵指標與公式：

• 定傾高（Metacentric Height, $\overline{GM}$）：定傾中心 $M$ 與重心 $G$ 的垂直距離。 $\overline{GM} = \overline{KM} - \overline{KG}$
• 復原力臂（Righting Arm, $\overline{GZ}$）：在小角度傾斜下，$\overline{GZ} = \overline{GM} \sin\theta$。
• 穩度力矩（Stability Moment, $M_S$）：重力與浮力所構成之偶矩，大小為： $M_S = \Delta \times \overline{GZ} = \Delta \times \overline{GM} \sin\theta$ （式中 $\Delta$ 為船舶排水量，$\theta$ 為橫傾角）

解題方法

本題為標準申論題，採「定義說明 $\to$ 穩定平衡（回正）分析 $\to$ 不穩定平衡（傾覆）分析」三段論法切入：

1. 界定物理幾何定義：明確界定「定傾中心 $M$」形成的前提（小角度橫傾）、兩條交會直線（正浮時的船體中線、傾斜後通過新浮心 $B_1$ 的浮力垂直向上作用線）。
2. 分析復原機制（正穩度）：推導 $M$ 與 $G$ 的相對高低如何決定力矩方向。當 $M$ 位於 $G$ 之上方時，力矩轉向與傾斜方向相反，此偶矩即「復原力矩（Righting Moment）」，促使船舶恢復平正。
3. 分析傾覆機制（負穩度）：當 $M$ 位於 $G$ 之下方時，重力作用線與浮力作用線形成的偶矩轉向與外力傾斜方向相同，此偶矩即「傾覆力矩（Capsizing Moment / Upsetting Moment）」，促使船舶繼續傾斜直至翻覆。

試題剖析（申論要點詳解）

本題包含三個獨立子問題，逐一剖析如下：

一、何謂船體的定傾中心（Metacenter, $M$）

• 詳細說明：船舶原本處於正浮（Upright）狀態時，重心 $G$ 與浮心 $B$ 均位於船體橫向縱剖面中心線（Centerline）上。當船舶受到外力產生微小角度 $\theta$（通常指 $\theta \le 10^\circ \sim 15^\circ$）之橫傾時，原本浸於水下的楔形體積一側出水、另一側入水，導致水下排水體積形心產生橫向位移，浮心由 $B$ 轉移至新浮心 $B_1$。此時，通過新浮心 $B_1$ 所作之向上浮力垂直線，與船體原本直立時的縱剖面中心線相交於一點，該交點即稱為「定傾中心（Metacenter, $M$）」。

二、使船舶從傾斜恢復平正之相對位置與力矩

• 相對位置：定傾中心 $M$ 位於重心 $G$ 之上方（即定傾高 $\overline{GM} > 0$，具有「正定傾高」）。

核心觀念

本題以國際海事組織（IMO）之《1978年航海人員訓練、發證及當值標準國際公約及其修正案》（STCW 公約，以民國 107 年當時全面強制施行之 2010 年馬尼拉修正案為準）​為核心架構，搭配我國《船員法》、《船員訓練檢定及發證辦法》與《船員各項當值標準》等航政法規，綜合考核四大面向：

1. 當值目的與安全理念：STCW Code 第 A-VIII/2 節「當值安排與應遵守之原則」（Principles to be observed in keeping a watch）。
2. 跨部門當值協同與資源整合：航行當值（Navigational Watch）與輪機當值（Engineering Watch）之系統互動，以及機艙資源管理（ERM）與駕駛台資源管理（BRM）之連結。
3. 適任標準與能力範疇：STCW Code 表 A-III/1「負責輪機當值管輪之最低適任標準規範」（Specification of minimum standard of competence for officers in charge of an engineering watch）。
4. 評鑑、認證與品質保證體系：STCW Regulation I/6（培訓與評鑑）、I/8（品質標準體系 QSS）、I/10（證書承認）及訓練紀錄簿（TRB）制度。

解題方法

本題為標準的「四段論述型申論題」，題幹明確包含四個問號。答題時切忌混雜合併，應採取​「一一對應、層次破題」​的解題策略：

1. 第一問（當值目的）：由高至低展開，從最根本的「生命安全、財產保全、防污染」擴展至「主輔機連續安全運轉與電力/動力供應」。
2. 第二問（與其他當值者之關係）：從「總體安全目標的一致性」與「技術支撐與協同運作（航行操縱需動力、錨泊貨運需電力）」兩大維度切入，點出機艙與駕駛台之共生互賴。
3. 第三問（應具備能力）：直接引用 STCW 表 A-III/1 的職能架構（輪機工程、電機電子控制、維護修護、操作級船舶操作與人員照料），並強調軟實力（機艙資源管理 ERM）。
4. 第四問（認定與評鑑過程）：以時間軸與體系化流程作答：經認可訓練 $\rightarrow$ 海上資歷與訓練紀錄簿（TRB） $\rightarrow$ 實作與模擬機適任評鑑 $\rightarrow$ 政府機構發證與相互承認，並強調品質標準體系（QSS）之獨立外部稽核。

選項分析（申論題各子題評分焦點剖析）

本題非選擇題，其評分焦點與論述深度要求如下：

• 子題一（當值主要目的）：不可僅寫「顧機器」，必須寫出國際公約明定的「維護海上人命安全、航行與船舶安全、防止海洋環境受污染」，以及技術層面的「確保推進系統與輔機設備處於安全有效的運轉狀態」。
• 子題二（與其他當值者關係）：不可偏頗將輪機視為被動附屬，應強調「分工合作、目標共向、互相支援」。駕駛台之操俥避碰、貨物當值之裝卸泵油，皆仰賴輪機當值提供連續穩定的動能、電能與氣/液壓源。
• 子題三（人員所需能力）：切忌口語化描述。須使用公約規範之四大功能領域（Functions）術語，包含「操作級設備監控」、「故障排除與修護」、「應變與防火滅火」、「防止環境污染」及「狀況意識與溝通協調」。
• 子題四（認定、評鑑與公約認同機制）：考生最常失分於此處，多數人僅回答「考國家特考或測驗」。完整的公約制度必須寫出：符合 STCW 標準之認可海事教育、海上資歷與 TRB 簽署、客觀評鑑方法（含模擬機或實作）、品質標準體系（QSS）評估，以及締約國間之證書承認與簽證（Endorsement）。

解題技巧

1. 法規標註定位：破題即點明「依 STCW 公約 2010 年馬尼拉修正案與我國船員法規規定」，能迅速建立專業閱卷印象。
2. 善用模組化標題：四個問句直接轉化為四大標題，內文搭配項目清單，避免長篇大論未分段導致閱卷老師遺漏給分點。
3. 關鍵字精準打擊：作答中務必出現核心專業名詞，如「STCW Code 表 A-III/1」、「機艙資源管理（ERM）」、「在職訓練紀錄簿（TRB）」、「適任評鑑（Assessment of Competence）」、「品質標準體系（QSS）」、「締約國簽證（Endorsement）」。
4. 法規現況提醒：以命題當年（民國 107 年）法規為準；現行我國《船員各項當值標準》與《船員訓練檢定及發證辦法》後續雖有配合 STCW 最新決議進行文字微幅修正，但核心能力規範與評鑑機制完全一致。

【答案】

一、遵行「輪機當值」相關原則之主要目的

依據 STCW 公約第 VIII 章及 STCW Code 第 A-VIII/2 節規定，遵行輪機當值（Engineering Watch）原則之主要目的如下：

1. 確保船舶推進與附屬系統之連續安全運作：隨時監控主推進機、發電機、輔機、舵機、鍋爐、冷凍及通風等系統，維持正常運轉參數，防範機械故障與突發海損。
2. 保障海上人命與船舶財產安全：建立嚴密的巡查、警報處置與應變通報機制，及時發現機艙火災、進水、油氣外洩等危險情事，確保全船人員與船體本質安全。

核心觀念

本題以命題當年（民國 107 年）國際海事組織（IMO）所頒布之《海上人命安全國際公約》（SOLAS 1974 及其修正案）為準（現行法規仍維持相同核心規定）。

本題考核的核心法源為 SOLAS 第 XI-2 章「提升海上保全特別措施」（Special measures to enhance maritime security）第 6 條「船舶保全警報系統」（Ship Security Alert System, SSAS），並搭配《國際船舶與港口設施保全章程》（ISPS Code）之規範。考生必須精確掌握 SSAS 在遭遇海盜、武裝搶劫或恐怖攻擊等保全威脅時，系統一旦啟動（activated）所必須符合的四項核心法定功能與運作標準。

解題方法

本題為標準的公約法規申論題。作答切入點應分為兩大部分：

1. 破題引言：指明法源依據（SOLAS 第 XI-2 章第 6 條），說明 SSAS 的建置目的在於「秘密向岸上通報保全威脅」。
2. 核心法條解析（啟動後的法定要件）：精準列出公約對 SSAS 啟動後之「通訊對象」、「傳送內容」、「警報形式（靜默特性）」與「發射狀態」等四大硬性要求。
3. 補充關聯規定（啟動控制要求）：簡要補充公約第 6.3 條關於「啟動點設置位置」與「防誤觸設計」，使答案論述兼具深度與完整性。

申論要點分析（選項／條文深入解析）

依據 SOLAS 第 XI-2 章第 6 條第 2 項之明文規定，船舶保全警報系統（SSAS）於啟動（when activated）後，應符合下列事項：

1. 發送「船對岸」保全警報（Ship-to-Shore Security Alert）

• 警報必須直接發送至該船船籍國主管機關（Administration）所指定的權責機構（Competent Authority，在相關體制下通常包含船公司指定之保全人員 CSO）。
• 發送內容必須明確包含：船名識別資訊、當前船舶船位（經緯度與時間），以及指明該船之保全正遭受威脅或已受侵害。

2. 不得向任何其他船舶發送警報（Not send to any other ships）

• SSAS 發射訊號嚴格限制為點對點的船對岸傳輸，絕對不可發送給鄰近其他船舶，以防訊息擴散引起周邊恐慌，或遭伴航的海盜船隻截獲監聽。

3. 船上不得發出任何聲光警報（Silent Alarm / Not raise any alarm on-board）

核心觀念

本題測驗核心為​「船上工作安全守則中關於艙蓋（Hatch Covers）操作、檢修與防護的標準作業程序（SOP）」。 在船舶實務與海事安全規範（如《商船船員安全工作守則》（COSWP）及船上職業安全衛生守則）中，艙蓋重量極大且多由液壓或鏈條驅動，常見的重大工安事故包括：機械夾剪（Crush injuries）、液壓失壓導致艙蓋意外墜落（Accidental falling）、人員高處墜落（Fall from height）​以及密閉空間缺氧窒息（Enclosed space hazards）。 註：本題涉及之船上安全工作標準以命題當年（民國 107 年）之法規與安全實務慣例為準。

解題方法

回答此類安全管理申論題，不可雜亂無章地堆砌注意事項，應採取​「作業生命週期與危害防禦機制」​切入，依序從「作業前準備」、「操作與移動管制」、「機械鎖定與防墜維護」、「液壓系統檢修安全」以及「環境與密閉空間管理」五大面向進行系統化作答，以展現輪機管理之專業度與架構完整性。

申論答題要點分析

閱卷評分重點在於是否具備「輪機實務專業名詞」，而非僅寫出通用型常識：

1. 機械物理鎖定（關鍵得分點）：絕不能僅依賴液壓迴路支撐，必須使用「機械安全鎖銷（Safety Locking Pins）」或支撐桿。
2. 能量隔離（LOTO）：檢修液壓設備時，必須執行「掛牌上鎖」並完全「釋放系統蓄能／殘壓」。
3. 動態管制與視野：開啟與關閉過程中嚴禁人員跨越軌道或停留在鉸鏈折疊盲區。
4. 防墜保護：高空或開口作業時的安全帶扣掛與防護網設置。

解題技巧與常見陷阱

• 判斷竅門（五字訣記憶法）：「溝、鎖、洩、墜、氣」。
• 溝：行前溝通與甲板部協調（Toolbox Meeting）。
• 鎖：開啟定位立即插上「機械安全銷」，防範下墜。
• 洩：維修管路前切斷動力並「洩放殘壓」。
• 墜：在開口周圍作業確實穿戴「全身背負式安全帶」。
• 氣：進入艙蓋下方深艙時落實「氣體偵測與通風」。
• 常見陷阱：
• 陷阱 1：誤以為只要把「操作手柄置於中立位置」或「關閉閥件」就可以進去檢修。液壓系統一旦爆管、內漏或管路洩壓，艙蓋會立即崩塌造成致命夾傷，「機械鎖定」​是必不可少的考點。
• 陷阱 2：忽略與甲板部的跨部門聯繫。艙蓋操作牽涉甲板貨物、天候與通風，操作前必須通知當值大副或甲板人員，不可單方盲目操作。

【答案】

核心觀念

本題考查船舶力學中之「破損穩度（Damage Stability）」、「船體幾何與浮力平衡」以及海上損害管制（Damage Control）應急處置流程。法規與規範依據以命題當年（民國 107 年）之《國際海上人命安全公約》（SOLAS 1974 及其修正案）第 II-1 章「構造－結構、分艙與穩度、機電裝置」與第 II-2 章「損害管制」之規範為準。

關鍵觀念與公式包括：

1. 儲備浮力（Reserve Buoyancy）與浮力損失：水密船體在吃水線以上的水密容積損失，導致乾舷（Freeboard）減小。
2. 自由液面效應（Free Surface Effect, FSE）：未浸滿之自由液體表面在船舶搖擺時移動，使虛擬重心上升，造成初穩度高（$\overline{GM}$）損失： $\Delta GM = \frac{i \times \rho_i}{\Delta} = \frac{i}{\nabla \times C}$ 其中 $i$ 為浸水艙區自由液面面積對其傾斜軸的慣性矩（$i = \frac{L \times B^3}{12}$），$\rho_i$ 為海水密度，$\Delta$ 為船舶排水量，$\nabla$ 為排水體積。
3. 破損穩度與復原力矩變形：浮心（$B$）與重心（$G$）相對位置改變，復原力臂（$GZ$）曲線之最大值降低、消失角（Angle of Vanishing Stability）減小。
4. 漸進式浸水（Progressive Flooding）：水經由內部未水密之管線、人孔、通風管或艙壁破損處蔓延至相鄰隔艙。

解題方法

本題為典型之「雙核心」申論題，解題結構應嚴謹區分為兩大部分：

1. 航行安全意義（物理力學與船舶功能層面）：不可僅回答「會沉船」，應自「浮力－穩度－結構力學－操縱機能」四個維度深度剖析破壞機理。
2. 適當因應措施（應急行動與損害管制流程）：依照標準海上應變順序「警報動員 $\to$ 隔絕密封 $\to$ 應急抽排 $\to$ 堵漏加固 $\to$ 姿態調整 $\to$ 通信操船」，條列輪機人員與船長之協同行動步驟。

選項分析

本題為申論題，無選項。閱卷評分比重通常平均分布為：

• 安全意義剖析：佔分 50%。評分重點在於是否寫出「自由液面使 $\overline{GM}$ 下降」、「結構剪力與彎矩集中」、「動力與推進系統失效」等專業術語。
• 採取措施處置：佔分 50%。評分重點在於是否具備「應急機艙吸水（Emergency Bilge Injection）」、「關閉水密門（阻止漸進進水）」、「損管堵漏（Shoring）」之輪機實務應變能力。

解題技巧

1. 記憶口訣：

• 危害面向：「浮、穩、折、停、漫」（儲備浮力減、穩度下墜、結構折損、動力停擺、漫溢漸進）。
• 處置程序：「警、關、抽、堵、調、通」（發警報、關水密、抽積水、堵破洞、調姿態、通報救援）。

2. 答題陷阱：

• 避免直接作「反向平衡注水（Counter-flooding）」，必須強調「先評估殘存穩度與儲備浮力」，若貿然向對稱艙注水，會因引入更多自由液面及重量而加速沉沒。
• 輪機人員不可只寫「修機器」，必須特別點出「應急機艙底吸水閥（Emergency Bilge Suction）」的操作，此為輪機管理考科最具辨識度的得分點。

【答案】

一、海水侵入船體對船舶航行安全的意義

當海水未經許可侵入船體水密空間時，將對船舶的整體安全體系造成連鎖性的致命威脅：

1. 儲備浮力損失與下沉風險： 海水進入船艙使船舶總重量增加，平均吃水加深，乾舷高度（Freeboard）銳減，直接消耗船舶的儲備浮力。