仿真技术在行为安全实训基地中的应用

王路权 葛镜 王雪佼

摘   要：近几年，我国的虚拟现实（VR）产业正在快速发展，鉴于安全行業实训室高耗能、高耗材、很多安全事故无法在真实环境中再现的特点，同时为节约实训成本，提高实训效果，黑龙江能源职业学院结合现代信息技术手段，使用基于虚拟仿真技术的“智慧实训平台”进行模拟实训，还原真实工作场景，具有高利用率、易维护、可反复操作等优点。文章基于行为安

一、背景

目前，安全事故已经成为制约我国经济发展的一个非常严峻、迫切的问题，必须严肃面对并加以解决。据国家安全生产监督管理总局统计，仅2016年全国发生各类安全生产事故6万余起，死亡4.1万人，其中一些行业领域重特大事故数量上升，以往安全形势平稳的电力行业发生2起重特大事故，煤矿重特大事故同比增加1倍多;渔业船舶、工贸、建筑业事故总量上升。[1]

《中华人民共和国安全生产法》明确规定：矿山、金属冶炼、建筑施工、道路运输单位和危险物品的生产、经营、储存单位，应当设置安全生产管理机构或者配备专职安全生产管理人员。同时，该法规定其他生产经营单位，从业人员超过100人，应当设置安全生产管理机构或者配备专职安全生产管理人员;从业人员在100人以下，应当配备专职或者兼职的安全生产管理人员。

国内的虚拟现实（VR）产业正在快速发展，鉴于安全行业实训室高耗能、高耗材和很多安全事故无法在真实环境中再现的特点，为节约实训成本，提高实训效果，黑龙江能源职业学院结合现代信息技术手段，使用基于虚拟仿真技术的“智慧实训平台”进行模拟实训，还原真实工作场景，具有高利用率、易维护、可反复操作等优点。通过VR技术，可以直观体验典型安全事故，“亲历”安全事件，评估潜在风险，并寻求正确的预防措施，从而起到警示教育的作用。[2]

2019年，黑龙江省应急管理厅和双鸭山市人民政府决定以黑龙江能源职业学院国家级高水平骨干专业——安全技术与管理专业为基础，厅市合作共建安全管理学院，6月28日揭牌运行，面向全省开展安全技术、管理人才培养、安全应用技术研发、科技成果推广转化等工作。安全技术与管理专业以黑龙江能源职业学院的建设团队为核心开展建设，2017年被黑龙江省确定为国家级高水平骨干专业。

二、主要目标

建设高水平区域共享型生产性实训基地，是基于虚拟仿真技术开发的VR设备及配套设施，新建矿山安全、建筑安全、化工安全、交通安全、消防安全、通用生产安全、公共安全、自然灾害8个虚拟仿真实训室和VR沉浸式实训系统，最终建成集教学、培训、职业技能鉴定和技术服务于一体的高水平区域共享型生产性实训基地。[3]

其一，虚拟仿真实训室的建设。通过学习虚拟仿真技术，黑龙江能源职业学院购进VR硬件设备及配套软件，根据安全技术与管理专业建设需求，进行虚拟仿真实训室建设研究。

其二，高水平区域共享型行为安全训练基地的建设。黑龙江能源职业学院广泛深入各领域企业调研、论证，制定高水平区域共享型生产性实训基地建设方案。在原有校内实验实训基地的基础上，通过资源整合，新建触电体验、家庭危险源查找、工作地点隐患识别与处置实训室;购置仿真技术开发的仪器及设备，新建受限空间、火灾逃生、交通安全、触电急救等实训室;自主研发建设事故倾向性测评、压力调试与宣泄等实训室，主要项目见表1。

高水平区域共享型生产性实训基地建成后将充分满足安全专业学生的实习实训工作要求，为开展“工学结合”“教学做一体”的教学提供必要的支撑，为本专业和相关专业师生的实践锻炼提供更多机会。

三、建筑工程安全体验系统

建筑工程安全体验系统硬件设备主要由计算机、电视机、VR头盔、头戴式设备、操控手柄、空间定位器等设备组成[4]。建筑施工VR安全实训体验系统的场景和知识点内容有以下几点。

？誗安全帽佩戴体验

体验内容：正确佩戴安全帽，安全帽三种撞击体验（撞击、物体打击、锤击）。

知识点：安全帽的重要性，安全帽的组成，正确佩戴安全帽。

？誗洞口坠落体验

体验内容：五种洞口防护设置措施（小于200mm、200～500mm、500～1500mm、1500mm以上以及电梯井口洞口防护），体验洞口坠落事故，体验高处坠落事故。

知识点：洞口防护的重要性，常见洞口防护要求，正确防护洞口注意事项。

？誗安全带穿戴体验

体验内容：正确穿戴安全带，体验不正确穿戴安全带高处坠落，体验正确穿戴安全带高处坠落。

知识点：安全带的重要性，安全带的组成，正确穿戴安全带。

？誗个人劳保用品穿戴体验

体验内容：体验个人劳保用品穿戴及适用说明，体验在不同场所未正确穿戴劳保用品发生的事故。

知识点：劳保用品介绍，正确穿戴劳保用品。

？誗施工现场急救体验

体验内容：心脏病突发患者救助，头伤、腰伤等抢救、包扎。

知识点：急救物品认知，不同伤情抢救方法和注意事项。

？誗用电安全体验

体验内容：体验配电室各构件组成及要求，体验触电事故，体验漏电电击事故，体验带电作业，触电事故。

知识点：配电室各构件组成及要求，电气设备操作注意事项，带电操作注意事项。

？誗消防灭火安全体验

体验内容：各种消防器材使用，各类灭火器材使用，电焊火灾，违章用电火灾，灭火器使用。

知识点：消防灭火器正确使用，建筑施工现场引发火灾原因。

？誗吊运作业安全体验

体验内容：物体打击，塔吊操作平台，操作塔吊起吊货物，塔吊倾翻事故，体验塔吊大臂断裂事故。

知识点：塔吊吊装十不准，塔吊作业范围警示区。

？誗吊篮高处作业安全体验

体验内容：吊篮升降及吊篮組成，吊篮坠落事故。

知识点：吊篮组成、装置知识，吊篮施工操作规程。

？誗外架综合安全体验

体验内容：脚手架搭设构造，翘头板坠落事故，撞击事故，脚手架坍塌事故。

知识点：脚手架组成及搭设要求。

？誗坍塌事故安全体验

体验内容：脚手架坍塌事故，坍塌事故（路桥施工、房建施工、地铁施工、铁路施工）。

知识点：认知各种专业施工现场坍塌类型，坍塌事故发生的原因，坍塌事故造成的伤害。

？誗爆炸事故安全体验

体验内容：施工现场常见的爆炸内容，氧气乙炔瓶爆炸事故，爆炸事故造成的伤害。

知识点：氧气乙炔瓶的安全距离，氧气乙炔瓶与明火的安全距离，爆炸事故控制要点。

？誗机械伤害安全体验

体验内容：木工加工机械伤害事故，钢筋加工机械伤害事故，土方施工机械伤害。

知识点：认知施工现场机械伤害类型，各种机械伤害容易发生的类型，机械伤害控制要点。

？誗物体打击事故安全体验

体验内容：脚手架下方扣件钢管掉落物体打击，基坑下方物体掉落造成伤害，洞口边工具砖块掉落物体打击。

知识点：认知施工现场常见物体打击类型，物体打击预防措施，物体打击造成人员伤害类型。

？誗起重伤害事故安全体验

体验内容：塔吊倾覆事故，塔吊吊物掉落事故，施工电梯坠落事故，汽车吊倾覆事故，预制梁厂龙门吊倾覆事故，桥梁上构挂篮施工起重伤害。

知识点：体验施工现场各种起重伤害，起重伤害预防措施。

黑龙江能源职业学院的建筑工程安全体验课程主要涉及在线学习模块，电子课件共享模块，在线练习与考试模块，安全培训管理模块，安全知识管理模块。学院建设150门以上的精品多媒体课程，采用动漫、3D虚拟仿真等形式，以满足100位学生同时在线学习使用。课程主要包括《建筑工人入场安全教育》《工程项目施工人员安全指导手册》《建筑一线工人安全知识》《建筑行业典型事故案例分析》《建筑施工安全操作规程》，以及其他通用安全多媒体课件。

四、保障举措

（一）组织保障

黑龙江能源职业学院成立专业建设领导小组，负责专业建设项目的领导工作。该领导小组负责指导推动教育教学改革，制定人才培养方案，确定专业的课程设置、教学内容、技能训练大纲、评价标准及教学效果总结机制等。

（二）资金保障

省市两级专项财政补助。黑龙江能源职业学院多渠道、多形式自筹资金，实现软硬件环境建设投入的多元化和可持续发展。同时，学院招商引资，积极寻求企业及其他社会力量的赞助。

（三）管理保障

黑龙江能源职业学院成立专业建设管理办公室，建立管理框架，设立项目建设专项资金管理小组，制定《专业建设专项资金管理办法》等一系列政策性文件，对专业建设进行专项资金管理，保障资金的合理使用。

（四）质量保障

黑龙江能源职业学院采取“走出去，请进来”的方法，有计划、有目的地组织管理人员、专业带头人、骨干教师等，分期分批到示范院校学习经验，到行业企业调研锻炼。根据调研，设定切实可行的人才培养目标和各项技术证书的质量要求。严格落实质量监督评价，保证目标达成。

五、结语

黑龙江能源职业学院将现代信息化VR技术应用于虚拟现实实训的开发，建设高水平区域共享型行为安全实训基地，创新与突破之处在于可以在虚拟空间内进行模拟仿真实训，同时，学院在此项技术完成后会逐渐向增强现实（AR）、混合现实（MR）方向发展，起到抛砖引玉的作用，这些都是VR实训室建设摆脱传统PC设备后的创新之处，最终把黑龙江能源职业学院建成集教学、培训、职业技能鉴定和技术服务于一体的高水平区域共享型生产性实训基地。

参考文献：

[1]任智刚，何奕，曾明荣，等.我国现行生产安全事故统计制度和模式分析及完善建议[J].中国安全生产科学技术，2018，14（9）：69-77.

[2]朱蓉，房华蓉.高职综合课程虚拟仿真实训平台开发与应用的思考[J].课程教育研究，2016（32）：240-241.

[3]庄绪春，刘建民，王雪佼，等.不安全心理与行为管控[M].徐州：中国矿业大学出版社，2016.

[4]毕莹莹.虚拟仿真实训平台在建筑专业教学中的应用[J].中国冶金教育，2019（4）：92-93.

编辑 王亭亭   校对 朱婷婷