油田生产安全教育软件系统的开发与培训

檀朝东　周建华

石油企业传统安全知识的培训模式一般通过集中学习规章制度和安全规范、邀请教师办专题培训班等方式进行,这种定时、定点进行集中授课的安全学习和技能培训,普遍存在着培训内容有限,在人力、资源、经费、组织实施等方面成本较高,对于危险作业或不具备试验条件的培训内容无法实现等弊端。传统的安全知识学习、安全教育、安全技能培训模式的局限性,制约了油田安全教育培训的质量和培训效率。

伴随着计算机技术、系统工程与科学的迅速发展, 将网络技术、多媒体技术、仿真技术应用于油田安全教育和技能培训是本系统的重要特色,集成了安全知识和技术学习考试系统、安全技能仿真训练和考核系统、安全事故案例分析系统、安全事故应急预案演练系统和安全培训考核管理系统等模块,可以使安全知识学习和安全技能培训内容更加丰富全面,对培训者掌握安全生产基础知识、安全操作技能,提高工作能力以及提高安全培训系统的工作效率具有重要作用。该系统能够帮助各油田企业安全生产“预防为主”的指导思想真正落到实处。

系统功能

按照国家和石油企业安全生产的管理规定和岗位人员安全操作技能培训要求,立足于钻井、采油、采气、井下作业等岗位操作人员安全知识和安全技能的培训提高,总结油田企业多年来在操作人员安全教育和岗位安全技能培训方面的经验,建立数字化生产安全仿真培训系统,使被训练者如临其境地去体验、学习、训练,并学会采取有效的应急措施去处理各种险情,以提高人员素质,消除事故隐患。

(一)系统整体架构

油田生产安全培训软件系统基于B/S系统架构设计,具体包括如图1所示的系统功能。

(二)系统功能模块

油田生产安全知识的学习与考试系统该系统面向油田岗位操作人员,学习内容包括油气田生产相关安全法律法规、油气田生产安全基础知识、油气田安全操作技术等内容。由课程学习、同步训练(作业)、在线考试、信息查询、沟通交流等功能模块组成。通过灵活的学习、考试方式,利用教程和题库资源,使学习者有效掌握与岗位相关的安全知识和技术。

油田安全事故案例分析与应急预案演练系统该系统对油田企业常见的安全事故案例进行了总结分析,详细介绍了事故发生的基本情况、事故原因、整改措施、事故教训等内容,并结合分析结果,提出了有效防范安全事故的主要措施。其中的安全事故应急预案演练模块提供了不同类型的安全事故案例模拟场景,按照应对安全事故的基本处理流程规范,可以迅速培训和提高油田员工的安全事故应急处理能力。该系统采用文字、动画、视频、虚拟现实等技术,对事故案例进行全方位展示、分析和现场模拟,学员可以通过人机交互的方式对避免事故的关键操作进行演练,真正从事故中汲取教训,提高安全操作技能水平。

技能仿真训练与考核系统安全技能仿真训练和考核系统包括仿真训练与仿真考核两部分,主要利用仿真模拟软件对不同工艺实现安全技能操作训练。通过模拟工艺现场操作,多媒体交互,实现了安全培训的模块化、多媒体化及模拟现场可操作化,培养学员的动手能力。该系统可用于培训安全应急操作仿真训练,包括压力容器、锅炉、防尘、防毒、防火、防爆、用电安全、危险物品操作等应急处理训练,也包括采油、采气、井下作业等岗位安全操作技能训练。可以很方便地利用仿真技术对平时很难培训的紧急事故应急处理进行培训,特别适用于对新员工和在岗员工的实际操作安全技能培训。

课件素材制作子系统课件素材制作子系统主要面向培训教师和安全管理人员,由页面编辑、课程编辑、课件加载、导出等模块构成。教师和安全管理人员可以通过专用的课件编辑工具,将编辑好的内容和其他素材连成一个标准的课程包,直接加载或导出系统,组织和发布电子教程。

安全培训管理子系统安全培训管理子系统主要面向全体参与培训的员工,按角色划分为系统管理员、学习管理员、教师、学员四种类型;其功能由部门管理、专业管理、学习、培训、培训计划管理、定制查询、定制报表、档案管理、知识管理等模块组成。安全培训管理系统主要包括系统管理子系统和培训管理子系统,前者主要面向系统管理员,后者主要面向培训管理员。

系统的特点

本系统的最大特点是将虚拟仿真技术应用融合到油田员工的生产安全培训过程中,通过硬件实体模拟、软件效果仿真等手段,为油田员工生产安全培训的知识学习、岗位操作安全训练和考核提供可重复模拟、操作以及应急预案演练的平台。

仿真性油田员工可通过使用计算机,采用多种交互手段,如语言、手势、数据手套及触觉等,与虚拟环境交流信息,并得到实时反馈。针对设备装置的结构及工作原理,油田员工利用系统的虚拟仿真技术,可以清晰、完整地看到其内部结构,简单地操作鼠标、操纵杆便可以从不同角度观察各个部件细节和工艺过程,从而使油田员工更深入地理解各种装置设备的生产安全属性和生产工艺安全操作要求。

场景性系统针对不同岗位在油田实际环境中的生产安全规范操作流程,通过虚拟仿真技术,可以逼真地还原现场实景。系统能为油田员工设定各种复杂的安全事故发生情况,以提高油田员工的安全事故应急能力,从而使他们在将来的实际工作环境下能得心应手地处理各种安全隐患和安全事故危机情况。

实用性全面系统化的安全知识学习、专业化的岗位生产安全技能考核、虚拟化的生产安全模拟仿真培训、流程化的课件素材制作和个性化的自我培训管理相互配合,将生产安全知识学习、岗位生产安全技能训练和模拟仿真操作三者完美融合,使油田员工不但能巩固并加深对生产安全知识的理解,而且能熟悉油田企业的各种生产安全突发场景和应急流程,更能培养油田员工的生产安全事故应急处理能力。

灵活性基于B/S系统架构设计,客户端除IE浏览器外,无需安装其他任何程序。试题库、试卷、课程能自由加载或自动生成。受训的任何油田员工能在任何时间、任何地点完全自由地通过该系统进行有关操作,学习或训练某种生产安全技能。对于训练后还没有掌握的生产安全操作过程或技术,员工可以自己多次练习。这样,受训的油田员工可真正掌握生产安全培训的主动权,大大增强生产安全培训的效果。

安全性采用该系统模拟仿真的方式对油田员工进行生产安全仿真训练,油田员工可以在一个逼真的环境中熟悉并操作各种复杂设备,即使操作失误,也不会真正发生危险;同时,油田员工可以进入各个环节进行深入理解,这对于生产安全应急处理演习、油田生产安全操作技能的提高、减少硬件投资、减少操作危险等方面都具有特别重要的意义。

扩展性采用多层次体系结构和模块化技术,使系统具有良好的可扩展性,开发了与实训设备硬件对应兼容的仿真实训功能模块以及通用接口。只要安装相应的仿真实训设备,完成对实训设备硬件的驱动之后,受训员工就可以直接利用该系统对各种仿真设备进行实训互动操作。

智能管理性从生产安全培训需求、生产安全培训计划、生产安全培训实施、成本核算、生产安全培训评估、生产安全培训统计等方面进行全过程管理。实现按油田员工部门、岗位、工种、考核、组织机构等自动分配课程,做到目标明确、有的放矢。通过对考核结果的在线评估和分析,生成详尽的生产安全培训总结报告,供油田企业领导层决策参考。

基于计算机虚拟现实技术的油田生产安全培训软件系统,可以满足油田员工的生产安全培训不受时间、空间和人员等因素限制,能够随时随地地进行自主生产安全培训的要求,降低油田企业生产安全培训成本,大大提高油田员工的生产安全事故应急能力,增强油田员工生产安全培训兴趣,促进油田员工把生产安全知识与生产安全事故应急操作技能更紧密地结合,扩大生产安全培训受益人群,增加生产安全培训覆盖面,打造出全新的油田生产安全培养模式,强化油田生产安全培训学习型组织建设,全面提升油田企业在生产安全方面的核心竞争能力。

参考文献:

[1]高喜武.科学设置安全培训内容提高企业安全培训质量[J].石油教育,2008,(4).

[2]周建华.多媒体技术在仿真培训系统中的应用[J].计算机工程,2006,(12).

[3]古秋蓉,等.利用信息技术提升油田安全生产管理水平[J].数字石油和化工,2008,(9).

作者简介:

檀朝东(1968—),男,安徽望江人,博士,中国石油大学副研究员,主要从事石油工程教学及科研。

(本文责任编辑:杨在良)