《Frontiers in Public Health》：Seafarer fatigue: a systematic review and narrative synthesis of concepts, risk factors, prediction methods, and risk management strategies
编辑推荐：
海员疲劳是导致海上事故的主要因素之一，并在航运业中受到广泛关注。然而，现有证据在疲劳概念、测量方法、风险因素、预测模型和管理策略方面仍然零散。本系统综述（systematic review）与叙述性综合（narrative synthesis）旨在批判性地综合
海员疲劳是导致海上事故的主要因素之一，并在航运业中受到广泛关注。然而，现有证据在疲劳概念、测量方法、风险因素、预测模型和管理策略方面仍然零散。本系统综述（systematic review）与叙述性综合（narrative synthesis）旨在批判性地综合当前关于海员疲劳的证据，特别关注其概念化、风险因素、亚组差异（subgroup differences）、预测方法（prediction approaches）和疲劳风险管理策略（fatigue risk management strategies）。研究人员在Web of Science、Scopus、PubMed、CNKI（中国知网）和万方数据库中进行了系统检索，时间范围为2000年1月至2026年4月。通过引文检索补充了其他研究。经过筛选和资格评估，共纳入56项研究。由于研究设计、人群、疲劳定义、测量工具和结果存在显著异质性（heterogeneity），未进行荟萃分析（meta-analysis），而是采用叙述性综合的方式呈现发现。综述表明，海员疲劳是一个多维现象，受睡眠与恢复条件、工作组织、船舶环境压力源、个体与心理社会因素以及组织或监管环境的影响。本综述强调需要更清晰的疲劳概念、更具体的亚组证据、经过外部验证的预测模型，以及针对多样化海上工作条件量身定制的综合疲劳风险管理系统。
1 引言（Introduction）
1.1 海员疲劳作为职业与航海安全问题
海员疲劳是主要的职业健康与航海安全问题。疲劳会损害警觉性（vigilance）、反应时间（reaction time）、决策能力（decision-making）、协调能力（coordination）和态势感知（situational awareness），从而增加操作失误和海上事故的可能性。研究显示，轮班工作及其导致的疲劳可引发判断错误，增加事故风险。疲劳相关的健康问题，如失眠和昼夜节律紊乱（circadian rhythm disruptions），进一步加重疲劳及其后果。人为因素在海上事故中占比至少60%，疲劳是显著贡献因素。例如，Exxon Valdez搁浅事件部分归因于疲劳，事故前24小时内三名夜班船员仅睡5-6小时。疲劳相关的海上事故还可造成严重环境后果，如Shen Neng 1搁浅导致数吨燃油泄漏。经验数据显示疲劳在海员中普遍存在，平均疲劳率约为65%，不同航运部门间在50%-80%之间波动。
1.2 船舶工作条件与疲劳风险
海员疲劳风险与船上独特的工作和生活条件密切相关。工作组织是疲劳风险的核心来源：值班安排（watchkeeping schedules）、高工作量、港内快速周转、行政职责、紧急任务和人员配置不足均可增加疲劳。船舶环境条件如噪声、振动、高温、运动、照明和有限居住空间可能进一步加剧疲劳。组织安全文化也塑造疲劳风险：公司政策、人员配备实践、领导力、报告文化及船上安全氛围影响疲劳的识别、报告和主动管理。因此，海员疲劳不应仅被理解为个体状态，而是工作组织、船舶环境、法规合规与安全文化相互作用的产物。
1.3 海员疲劳的概念复杂性
疲劳具有复杂性和多因素性，不同科学视角给出不同定义。疲劳常被分为体力疲劳（physical fatigue）和脑力疲劳（mental fatigue）。国际海事组织（International Maritime Organization, IMO）将疲劳定义为“由于体力、脑力或情绪劳累导致的身体和精神能力下降，表现为力量、速度、反应时间、协调性或平衡能力减弱”。本综述区分海员疲劳的四个相互关联维度：睡眠相关疲劳或困倦（sleep-related fatigue or drowsiness）、认知或脑力疲劳（cognitive or mental fatigue）、体力疲劳（physical fatigue）以及心理社会或职业紧张（psychosocial or occupational strain）。区分这些维度至关重要，因为不同研究可能测量疲劳的不同方面，且不同疲劳类型需要不同的预测和管理策略。
1.4 既往综述与剩余差距
现有文献在几个方面仍然零散：第一，许多研究使用“疲劳”指代不同现象，包括困倦、认知疲劳、体力疲劳和心理社会紧张；第二，海员常被视为同质群体，但疲劳可能因职务、部门、船舶类型、航程模式、国籍和组织背景而异；第三，预测方法很少在数据需求、可解释性、外部有效性和船上部署可行性方面进行比较；第四，疲劳风险管理策略的讨论常未清晰区分经验支持的管理路径、操作上指定但验证不足的策略，以及更广泛的概念性或政策性建议。
1.5 目标与研究问题
本系统综述与叙述性综合旨在批判性地综合海员疲劳的当前证据，重点关注概念、风险因素、预测方法和风险管理策略。具体目标包括：澄清海员疲劳的概念化和测量方式；识别船上工作条件下的关键风险因素；综合亚组差异证据；使用共同评估框架比较疲劳预测方法；评估疲劳风险管理策略的证据基础。研究问题包括：海员疲劳在现有文献中如何被概念化和测量？哪些个体、工作相关、环境、睡眠相关、组织及心理社会风险因素与海员疲劳相关？海员疲劳在不同亚组间如何差异？已开发哪些疲劳预测方法，它们在预测目标、数据需求、可解释性、外部有效性和船上实施可行性方面如何比较？已提出或评估了哪些疲劳风险管理策略，支持它们的证据强度如何？
2 方法（Methods）
2.1 检索策略
在Web of Science、Scopus、PubMed、CNKI和万方数据库中进行全面文献检索，时间覆盖2000年1月至2026年4月。使用两级检索策略：核心检索字符串结合海员人群术语与疲劳相关术语，辅助主题检索覆盖预测方法、风险管理、影响因素和亚组等主题。等效中文检索词用于CNKI和万方。检索结果合并去重后按纳入排除标准筛选。
2.2 纳入与排除标准
纳入标准：同行评审期刊论文、会议论文及官方报告，主要关注海员疲劳，包含原始数据、系统综述、建模研究、案例分析或理论框架，发表语言为英文或中文。排除标准：实证定量研究样本量小于30或缺失数据超过10%且无合理解释；重复发表；观点类文章；仅关注非海员人群；非英文或中文发表；全文缺乏足够方法或概念信息。
2.3 筛选流程
分三个阶段：标题与摘要筛选、全文评估、最终纳入。两位评审者（ZZ和AQ）检查筛选结果，分歧通过与第三位评审者（SH）讨论解决。筛选流程以PRISMA流程图展示。
2.4 质量评估
纳入研究的质量由两位评审者独立评估。横断面调查研究使用乔安娜布里格斯研究所（Joanna Briggs Institute, JBI）关键评价清单和AXIS工具；定性研究、案例分析、建模、综述和官方报告评估聚焦于与研究问题的相关性、数据来源清晰度、方法透明度、疲劳测量或解释的有效性及航海环境实用性。研究不因质量评估被排除，但具有更清晰设计、更大样本、经过验证的测量和更强外部有效性的研究在叙述性综合中赋予更大解释权重。
2.5 数据提取与综合
从每项纳入研究中提取作者、发表年份、期刊、研究设计、人群、样本特征、疲劳关注点或测量方法、主要证据领域、关键发现及方法或内容局限性。综合按主题进行，分为五个主要主题：概念与测量、风险因素与路径、亚组差异、预测方法、疲劳风险管理策略。因研究设计、疲劳定义、人群和测量工具的异质性，未进行正式荟萃分析。
2.6 方法学局限性
本综述存在若干方法学局限：仅纳入英文和中文文献可能引入语言偏倚；结局测量异质性妨碍荟萃分析；可能存在发表偏倚；未纳入未发表研究。
3 结果（Results）
3.1 证据基础概述
数据库检索获得724条记录，去重后606条进行标题摘要筛选，排除527条，79篇进行全文评估，最终纳入36篇；引文检索额外纳入20篇，共计56项研究。证据基础方法学多样，多数为横断面调查，少数使用访谈、事故案例、模拟器实验、生理测量或预测模型。研究人群包括高级船员、普通船员、实习生、值班海员、渔船船员、拖轮船员、供应船船员等。
3.2 海员疲劳的概念与测量
纳入研究未使用统一的疲劳定义，而是将疲劳描述为包含体力、认知、生理、情绪和职业成分的多维状态。测量方法多样：最常见的是自评疲劳或困倦量表、睡眠质量问卷、感知工作量测量和一般健康或压力问卷。其他研究通过睡眠时长、睡眠效率、值班安排、工作小时或休息小时合规性间接测量疲劳。最近有研究在全任务驾驶台模拟器中使用脑电图（electroencephalography, EEG）评估船舶操作者的脑力负荷、压力和注意力，但真实船上持续生理监测的证据仍有限。
3.3 海员疲劳的风险因素与路径
疲劳风险可组织为四条主要路径：睡眠相关疲劳与恢复路径、认知或脑力疲劳与工作量路径、体力疲劳与船舶环境路径、心理社会或职业紧张路径。这些路径常相互作用，产生累积效应：例如，高工作量缩短睡眠时间，船舶噪声降低睡眠质量，人员配置不足增加体力和认知需求，组织支持薄弱减少疲劳报告。暴露于五个或更多疲劳风险因素的海员疲劳风险远高于暴露于0-2个因素的海员。
3.4 海员疲劳的亚组差异
疲劳在值班模式、航程时长、船舶类型、职务、部门、国籍和组织背景方面存在差异。值班模式通过睡眠时机和昼夜节律紊乱影响疲劳；长航程海员疲劳水平低于短航程船员；不同国籍和雇佣条件导致疲劳报告差异；高级船员的疲劳水平有时更高，但结果不一致。亚组差异证据仍有限且有时不一致，表明一对一的管理方法不足。
3.5 海员疲劳的预测方法
预测方法分为三类：经验公式法（如Ikeda公式和疲劳指数），数据需求低、可解释性高但个性化和动态预测能力弱；指标评价法（如层次分析法、熵权法和模糊综合评价），综合多方面指标但依赖权重选择和外部验证；高级概率与机器学习模型（如贝叶斯网络、深度学习），贝叶斯网络可解释性强但依赖先验知识和模型结构，深度学习模型在受控环境中准确率高，但存在数据需求大、可解释性差、船载验证有限等问题。目前尚无单一方法完全适应复杂多样的航海运营场景。
3.6 疲劳风险管理策略
证据强度不均衡：经验支持的管理路径包括组织支持可通过增强自我效能间接减轻疲劳；操作上指定但验证不足的策略如分级响应计划（轻度疲劳采取短期警觉维持措施，重度疲劳需立即操作措施）；概念性与政策性建议包括综合管理框架和强化法规执行。目前尚未有一项策略在不同航海环境中被一致证明可减少疲劳。
4 讨论（Discussion）
4.1 主要发现与本综述的贡献
本综述表明海员疲劳是一个多维构念，应理解为累积路径而非孤立风险因素的结果。疲劳研究中的不一致发现反映了测量内容、研究对象和操作条件的不同。本综述整合了概念异质性、风险路径、亚组差异以及预测和管理方法的证据强度，提供了更批判性和实践导向的综合。
4.2 对航海安全与事故预防的启示
疲劳可能在海事事故调查中被低估。调查应关注疲劳相关信息，如近期睡眠史、工作休息记录、值班安排和组压力。疲劳应视为系统级安全问题，而非个体失效。
4.3 对疲劳预测的启示
预测方法需平衡准确性、可解释性、数据可用性和实际适用性。神经生理学研究在模拟器中可行，但尚不能作为常规船载监测的直接证据。AI或机器学习模型应作为决策支持工具，而非自动决策工具，需在多种船舶类型和航行模式下进行外部验证。
4.4 对疲劳风险管理的启示
建议分层管理方法：在法规和公司层面，将休息小时合规与充足人员配置、实际恢复监测相结合；在船上层面，保护睡眠、减少不必要中断、调整工作量、改善环境条件；在安全文化层面，建立非惩罚性疲劳报告文化。针对智能监测技术，建议分类分阶段推广、制定标准化使用规则、建立智能警报与人工管理双重监督机制。
4.5 研究空白与未来方向
需加强亚组特异性证据，发展基于路径的多因素疲劳模型，对预测模型进行外部验证和实际评估，使管理策略更加情境特异和基于证据。
5 结论（Conclusion）
海员疲劳是一个多维系统级问题，受睡眠与恢复、工作组织、船舶环境、个体特征、组织支持和安全文化共同塑造。现有证据在睡眠中断、高工作需求、环境压力源和组织条件方面较强，但亚组机制、预测模型和管理干预仍需在真实船上条件下验证。未来研究需采用更清晰的疲劳概念、更强的亚组分析、经外部验证的预测方法和基于证据的管理策略。实践中，减少海员疲劳需综合方法，包括充足人员配置、受保护的休息、更安全的工作组织、支持性安全文化和经过验证的监测工具。对于新兴的人工智能和脑电疲劳监测技术，应采取理性应用策略，结合船载管理系统和数据保护法规，有效将理论研究转化为海员福祉和航行安全的实际保障。
