裝配式建筑施工和安全教育基地信息化建設實踐

文｜中建八局第一建設有限公司 朱賀 徐宏偉 張軍 董鵬 魏樹臣

1 引言

建筑施工管理中針對現場作業(yè)人員的安全教育管理是重中之重，安全教育是生產管理中必不可少的一環(huán)。安全教育包含入場安全教育、早班安全教育、特殊作業(yè)安全教育、體驗式安全教育等。

體驗式安全教育能夠全方位、多角度、立體化地模擬施工現場存在的危險源和可能導致的生產安全事故，可以讓體驗者親身體驗不安全操作行為和設施缺陷所帶來的危害，采用視、聽、體驗相結合的三維立體式安全教育模式，提高從業(yè)人員安全生產意識，打破傳統(tǒng)的口號式、開會式、填鴨式安全教育模式。

近些年建筑工地施工現場為加強安全教育，建設了各種各樣的體驗式安全教育基地，但這種基地建設占地大、投入大、運維難，部分基地建成后淪為擺設并沒有充分發(fā)揮其安全教育的功能。隨著裝配式建筑市場的持續(xù)增長，勞務工人開始大量涌入裝配式建筑施工現場，但很多人沒有相關的裝配式建筑施工的經驗，裝配式建筑施工現場安全意識淡薄，導致了裝配式建筑施工出現了多起安全生產事故。

依據山東省相關政府文件，中建八局一公司率先于2018年在濟南建成并投入使用了《中建八局一公司裝配式建筑施工和安全教育基地》，基地建設緊扣政府要求，綜合應用了互聯網、物聯網、BIM+VR等現代化的信息技術，保障了基地的先進性、示范性。通過本基地，周邊房屋建筑工程、市政基礎設施工程等領域從業(yè)人員可接受統(tǒng)一的體驗式安全教育。

體驗式安全培訓要求以直接操作者為中心，通過實踐與反思相結合來獲得知識、技能和態(tài)度的學習方式，強調在掌握技能知識的過程中不僅能知道、能行動，而且要求能從深刻的反思中獲得經驗的提升，使從業(yè)人員熟練掌握操作技能，確保安全生產，防止生產安全事故的發(fā)生。

2 標準化流程管理

為規(guī)范教育基地的管理，基地制定了標準化的管理流程，形成了從體檢、體驗、教育、安全考試一條龍的管理。

在體檢流程中，基地建設了一站式信息化健康體檢系統(tǒng)，工人可以實名制辦卡（RFID卡）在健康體檢區(qū)體檢，卡片用于醫(yī)生登記工人的體檢結果信息。

體檢完畢工人攜卡進入體驗區(qū)進行實景安全體驗、虛擬 VR 安全體驗、視聽安全教育體驗，室內無線感應系統(tǒng)可以探測每個工人的RFID卡，形成工人參與體驗的路徑。

體驗區(qū)體驗完畢工人進入安全教育大講堂，大講堂內也設有無線感應系統(tǒng)，后臺形成工人參加教育的記錄及時長。

工人接受教育完畢進入電教室進行安全考試，考試時需要刷卡進入考試系統(tǒng)，答題完畢自動形成分數記錄。

最終工人返回體檢區(qū)可以查詢初步的體檢報告，發(fā)放培訓證明卡。

3 一站式信息化體檢系統(tǒng)

圖1 標準化流程管理示意圖

圖2 體檢系統(tǒng)界面

圖3 人員定位追蹤感應器布點及系統(tǒng)界面

圖4 人員定位追蹤感應器

圖5 機械認知、隱患排查體驗系統(tǒng)

進入教育基地，工人首先需要在信息采集區(qū)進行實名制辦卡，建立工人電子檔案（含個人基本信息、家庭地址、工種、疾病史）等。每人發(fā)放RFID卡片到各體檢科室進行體檢。RFID卡是作為本次安全教育的通用臨時卡，卡內信息會在全流程結束后進行信息擦除以便多次重復應用。

在體檢區(qū)，工人向醫(yī)生出示RFID卡進行每個體檢項的信息登記，醫(yī)生刷卡進行系統(tǒng)核對工人身份即可進行體檢結果的錄入。

本基地的體檢系統(tǒng)采用Browser/Server和Client/Server雙架構，C/S用于識別人員數據接口，體檢醫(yī)生劃卡即可在桌面端調取人員信息進行結果錄入。B/S架構和C/S架構共用一個數據庫，通過廣域網可以訪問體檢結果。

4 體驗區(qū)信息化應用

4.1 無線感應定位追蹤系統(tǒng)

工人體檢完畢后攜RFID卡進入教育體驗區(qū)，此時通過體驗區(qū)上方布設的7個無線感應器可以探測人員信息，并匹配人員行進路線生成人員受教育的記錄。

無線感應定位追蹤系統(tǒng)采用射頻感應技術，每個感應探頭的最大感應范圍為10米，通過計算空間布局，實現了體驗區(qū)的探測信號全覆蓋。通過搭建數據庫，完成自動記錄、存儲人員到每個點位進入、離開時間。如果某個區(qū)域沒有感應到人員，系統(tǒng)會自動進行提示。

在培訓室設置了3個同樣功能的無線感應器，可以記錄工人的培訓參與情況。

4.2 機械認知、隱患排查體驗系統(tǒng)

教育基地體驗區(qū)設立了機械設備認知體驗區(qū)、隱患排查體驗區(qū)。機械設備認知體驗區(qū)采用塔吊、挖掘機等機械實體模型和系統(tǒng)相結合的方式進行認知教育，每個機械模型設置一個觸發(fā)按鈕，觸發(fā)后屏幕播放對相應機械的介紹視頻。隱患排查體驗區(qū)采用交互式答題的方式進行安全教育，系統(tǒng)設置了多個施工現場場景，工人通過闖關答題進行安全隱患問題查找；系統(tǒng)同時設計了微信小程序，工人通過掃碼進入小程序后可同時在線體驗。

4.3 VR安全體驗系統(tǒng)

VR體驗區(qū)設置兩個VR安全體驗機位，工人通過VR的沉浸感、交互性來發(fā)揮其工程教育培訓的價值。將工人置身于施工場景中，依次去體驗各類安全事故及應急搶險的流程，在VR中發(fā)生傷害、墜落等事故，通過視覺、聽覺、觸覺反饋，形成心理的震懾作用。

VR體驗系統(tǒng)設置關卡式程序，體驗者根據提示操作，所有交互部分利用控制手柄完成操作?？紤]受眾為一線建筑工人，交互命令全部由扳機鍵操作。VR安全體驗系統(tǒng)總共搭建了8個場景，覆蓋電擊、高處墜落、洞口墜落、腳手架傾斜、墻體傾斜、支模系統(tǒng)坍塌、火災、塔吊吊裝、施工電梯墜落、裝配式建筑施工流程等場景。

該基地有兩個體驗機位，機位配有萬向跑步機，兩個機位中間位置采用兩臺DLP投影機投影成150巨幕，工人使用快門式3D眼鏡可同步觀看3D效果。BIM+VR安全體驗區(qū)總占地100多平米，可滿足50人/批次的體驗學習。

圖6 VR安全體驗系統(tǒng)

圖7 安全教育考試系統(tǒng)

5 安全教育考試系統(tǒng)

在基地的培訓大講堂，工人接受統(tǒng)一的安全教育，專業(yè)安全講師利用多媒體進行授課。聽課完畢工人進入考試室。

在考試室，工人可以刷卡登陸安全教育考試系統(tǒng)，不會操作電腦的工人可以用手機掃碼進行登陸答題。針對單個考試人安全教育考試系統(tǒng)設定了5次答題機會，以第一次通過的分數為考試得分。系統(tǒng)管理員可以設置考試的時間，超過時間系統(tǒng)自動關閉答題功能計算分數。

安全教育考試系統(tǒng)采用B/S架構。工人在登陸時會根據錄入的工種信息進行試題的隨機分配，系統(tǒng)后臺存有木工、混凝土工、鋼筋工等各工種的題庫。

6 結語

安全教育基地的體檢流程可以生成工人的體檢記錄，對于身體健康情況不適合施工現場工作的，工地不允許工人進場；對于安全教育考試不能順利通過的，系統(tǒng)會導出人員名單，工地現場需要再教育。

建筑施工管理中很多工程項目往往忽視了安全教育的重要性，不能實現教育全覆蓋，更有很多地方不舍得投入教育資源。采用基地教育這種集約化的教育管理模式，很好的解決了安全教育不能全覆蓋的問題，也讓安全教育的內容更全面，教育的質量更高，讓工人從開始就敬畏規(guī)則、敬畏生命。

安全教育基地經過一年的應用實踐，各信息系統(tǒng)應用良好，在工人教育方面發(fā)揮了重要作用，也收到了很好的教育效果。公司總結了《建筑施工項目從業(yè)人員體驗式安全培訓教育管理辦法（試行）》，辦法中也制定了各系統(tǒng)應用的管理制度，健全了相關管理配套內容。

接下來教育基地還將繼續(xù)完善、升級信息化建設內容，引入更多、更先進的信息化教育方式。