建筑施工事故預防學習系統(tǒng)構建

孫祖航，崔曉婷，馮子陽，朱羽喬，孫世梅

（吉林建筑大學應急科學與工程學院，吉林 長春 130119）

1 引言

據統(tǒng)計，我國近10 年發(fā)生建筑安全事故5000 多起，死亡將近6000 人。事故主要原因是建筑工人職業(yè)素養(yǎng)、專業(yè)道德和技術水平低下而導致事故發(fā)生，國家十三五規(guī)劃里對企業(yè)提出明確信息化和數字化的技術要求，因此全面推進教育培訓在施工企業(yè)單位已成大勢所趨，但是在建立系統(tǒng)之前，最重要的是確定系統(tǒng)的需求分析。

眾所周知，21 世紀是計算機技術和網絡技術高速發(fā)展的時代，物聯(lián)網和云計算信息技術革命是我國戰(zhàn)略性重點發(fā)展產業(yè)。信息化的概念已經深入人心，已成為企業(yè)生產經營活動中不可或缺的重要保障。國內外學者對培訓系統(tǒng)有了大量的研究，比如Rocha（2019）等人[1]通過研究表明，培訓系統(tǒng)可以生成安全性的工作，系統(tǒng)的開發(fā)需與從業(yè)人員的安全知識和能力相匹配適應，對不同級別的成員需接受的培訓工作要有針對性展開。徐碩等人[2]認為傳統(tǒng)安全培訓模式過于繁瑣，構建在線學習系統(tǒng)有助于提高培訓效率，數據匹配分析功能促使培訓管理更加高效規(guī)范。李順峰等人[3]認為應以因地制宜，因人而異的方式，輔以相應的培訓軟件進行培訓，可以有效提升員工素質，為公司的和諧發(fā)展提供保障。王昊等人[4]以模板工程技術和安全評價理論為支撐，分析事故風險因素，建立模板工程安全評價模型。

施工安全培訓信息化是一項復雜的系統(tǒng)工程，需要一套成熟且具有指導性的方案作為建設支撐。本文研究重點是運用PDCA 循環(huán)理論[5]更新和完善施工過程，運用生命周期方法對系統(tǒng)建設進行管理，并結合信息化技術，形成了一套建筑施工事故預防學習系統(tǒng)工作方法[6]。

2 研究方法

PDCA 循環(huán)理論貫徹信息化培訓系統(tǒng)開發(fā)全過程，其特點包括持續(xù)性和開放性，用該方法有助于在系統(tǒng)的設計階段、開發(fā)階段、數據采集階段、效果評估階段中進行自查審核并持續(xù)更新數據，通過對每一步的測試和收集效果反饋（內部PDCA 循環(huán)優(yōu)化可分策劃、實施、檢查和處理四個階段再次進行），對系統(tǒng)包含的所有內容進行改善和充實，保證系統(tǒng)的規(guī)劃合理，功能模塊齊全，運行流暢，數據真實，并且能有效改善受教育者的不安全行為。

生命周期法的階段劃分與PDCA 循環(huán)理論的過程持續(xù)改進，管控的有機結合，有助于具備規(guī)范性的系統(tǒng)開發(fā)建設，有效解決安全培訓信息管理混亂的問題，保持信息培訓的質量和效率。建筑事故預防學習系統(tǒng)旨在通過線上培訓學習的方式提高培訓效率，以改變不安全行為的發(fā)生為目的，提高作業(yè)人員的安全知識意識和習慣，加強企業(yè)安全文化建設，降低事故發(fā)生率，減少生命財產損失。系統(tǒng)的合理建設有助于安全培訓體系的規(guī)范化，同時為安全管理體系的完善打下基礎，為應急管理體系的建設提供導向。

3 系統(tǒng)功能需求分析

系統(tǒng)需求分析的內容由系統(tǒng)的業(yè)務功能需求與系統(tǒng)管理需求等兩部分組成。針對建筑安全事故預防和學習培訓內容的界定，確定了如下的業(yè)務功能需求和系統(tǒng)管理需求。

3.1 業(yè)務功能需求

本系統(tǒng)作為安全培訓信息化的教育平臺，業(yè)務功能需求應與建筑施工安全教育培訓相互緊密聯(lián)合，系統(tǒng)主要模塊管理流程圖，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)主要模塊管理流程

其中建筑施工安全教育培訓是建筑施工事故預防學習系統(tǒng)運營的主要業(yè)務。根據生命周期理論和PDCA 循環(huán)理論，建筑安全教育培訓的流程主要包括四個階段：培訓數據信息庫的建立、學習培訓內容和計劃的制定補充與完善、培訓考核內容選取和成績的判定、安全教育培訓的評價分析和培訓周期的廢止。建筑施工安全培訓信息化管理流程如圖2所示。

圖2 建筑施工安全培訓信息化管理流程

3.2 管理功能需求

系統(tǒng)合理穩(wěn)定的運行需要設計一套完備的信息化管理體系作為支撐，本文針對賬戶管理功能、角色管理及權限管理功能進行業(yè)務分析。

①賬戶管理功能

本系統(tǒng)賬戶管理功能主要實現(xiàn)建筑施工事故預防學習系統(tǒng)的企業(yè)、崗位、人員設置與模塊維護工作，其主要功能是系統(tǒng)管理員針對各單位進行企業(yè)信息管理、崗位信息管理、人員信息管理。賬戶管理功能包括企業(yè)信息管理、崗位信息管理、人員信息管理三部分。

企業(yè)類型包括規(guī)劃單位、設計單位、建筑施工單位、監(jiān)理單位、科研院校等。崗位類型包括相關企業(yè)各部門組織架構、院校研究人員相關職能、系統(tǒng)建設維護相關崗位等。人員類型包括政府人員、企業(yè)人員、院校人員、運維人員等。建立個人信息、崗位信息和公司、單位基本信息檔案，將“企業(yè)-崗位-人員”三者相關聯(lián)的數據錄入數據庫進行存儲，形成系統(tǒng)的數據安全管理模式，提高信息數據查詢準確度和歸類效率。

②角色管理及權限管理功能

為方便系統(tǒng)的安全管理和保證系統(tǒng)的安全運營，不同類型的用戶和不同層級的建設人員的職能各不相同，各類人員只能具備相應權限范圍內的信息處理職能，因此“角色-權限”關聯(lián)多對多關系的數據庫，具體表現(xiàn)形式如圖3所示。

圖3 角色管理及權限管理流程圖

建立安全培訓系統(tǒng)各參與人員和建設人員的用戶權限功能是保障系統(tǒng)合理化運行的基礎條件和重要舉措。由賬戶管理功能可知本系統(tǒng)參與人員數量和類型較多，權限分配要在滿足用戶需求的同時便于操作和管理。因此采用分級管理的方式劃分用戶，并開放對應的權限接口，有助于保障系統(tǒng)運行安全性、合理性和可擴展性。

權限管理功能屬于角色管理設定中的子功能模塊，安全培訓系統(tǒng)的建設需要賦予不同參與人員相應功能模塊使用接口，每個角色可對應一個或多個權限。根據以上內容，將本系統(tǒng)的主要業(yè)務功能模塊概括為五部分：系統(tǒng)基礎信息、培訓資料信息、考核資料信息、統(tǒng)計分析信息、論壇社區(qū)信息。以培訓資料信息為例，參與系統(tǒng)平臺培訓的企業(yè)建設單位用戶應具備查詢觀看事故致因理論，事故原因分析報告以及對應崗位所設置課程的學習功能，而系統(tǒng)建設單位的管理用戶應具備以上權限的同時，可針對以上數據進行增加、刪除、修改功能，便于系統(tǒng)邊建設、邊應用、邊完善。

4 建筑施工事故預防學習系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

上文中通過PDCA 循環(huán)，確定了系統(tǒng)的需求分析。建筑安全教育培訓信息化的研究目標是使建筑施工過程中形成包含崗前教育、三級教育、日常教育、年度教育等全覆蓋的培訓體系?；谛袨榘踩ㄖ┕な鹿暑A防學習系統(tǒng)的總體架構和基本框架，如圖4 所示，其中業(yè)務應用層是本系統(tǒng)的核心功能，其余的功能都是為了實現(xiàn)此功能所需的技術實現(xiàn)功能。本系統(tǒng)開發(fā)采用Java 語言進行軟件開發(fā)，操作系統(tǒng)為Windows Server 2008 32 位或以上，數據庫采用SQL Server2008 32位或以上。

圖4 基于行為安全建筑施工事故預防學習系統(tǒng)架構示意圖

建筑施工事故預防學習系統(tǒng)涵蓋了建筑業(yè)安全教育培訓的信息化業(yè)務，模塊需求和人員類型的多樣化導致系統(tǒng)建設和業(yè)務的工作量較大。本系統(tǒng)的業(yè)務范圍是針對建筑業(yè)的安全培訓，因此在系統(tǒng)功能建設方面保持線性規(guī)則，主要包括“培訓資料數據管理”“信息論壇交流”“安全知識學習培訓”“安全教育培訓考核”和“決策支持”五大功能板塊。通過以上五項功能之間的相互聯(lián)系，構建建筑施工事故預防學習系統(tǒng)功能設計圖，如圖5所示。

圖5 建筑施工事故預防學習系統(tǒng)功能設計圖

“培訓資料數據管理”功能主要實現(xiàn)對涉及建筑施工安全培訓相關的教育數據資源、人員信息數據資源的輸入、存儲、更新、刪除、下載輸出等功能的操作管理。本系統(tǒng)大量的培訓數據資源，如法律法規(guī)、標準等數據、事故案例材料、培訓教程等資料，將分層存儲到各類數據庫中。通過數據資源管理，實現(xiàn)培訓材料的實時在線上傳、實時更新、自動刪除廢除信息、資料統(tǒng)計與匯總歸類，實現(xiàn)培訓資料的遠程云端化實時共享與訪問，確保培訓資料的完整性和實時性。

“信息瀏覽和交流論壇”功能分為四大板塊：通知公告、新聞摘要、安全社區(qū)和郵件系統(tǒng)。通知公告子模塊主要用于發(fā)布培訓學習和考核的信息通知，做到重要信息及時共享。新聞摘要和安全社區(qū)子模塊主要是讓用戶登錄系統(tǒng)后，能快速瀏覽當前最新的涉及建筑安全方面的新聞摘要、規(guī)章標準、安全知識等信息，了解近期建筑安全方面的重大活動、會議、統(tǒng)計數據以及重大安全事故案例。對相關安全培訓知識有疑問或者遇到具體問題需要咨詢的用戶，可通過交流論壇發(fā)布詢問信息，論壇管理員及相關專家、其他用戶可對這些疑問提供解答、解釋或者給予建議，幫助培訓人員快速理解政策、掌握知識、指導實踐，提高培訓效率和質量，此功能的設計旨在通過安全文化的建設進而創(chuàng)造良好的安全氛圍。郵件系統(tǒng)子模塊主要作用于本系統(tǒng)內的問題反饋，用戶可通過此功能及時向管理人員反饋平臺的功能化問題、內容問題等，同時可以提出合理化改進建議，便于系統(tǒng)的優(yōu)化建設。用戶之間也可以通過本功能進行通信交流，有助于信息共商共享。

“安全知識學習培訓”功能可根據注冊用戶的崗位職能特點，在培訓資料庫中自動搜索、匯總該類用戶所需要培訓的資料（可在線瀏覽及下載的word 文件、在線視頻等），自動生成用戶培訓計劃，讓培訓人員有目標、有方向地進行相關知識的學習和培訓。在培訓過程中，系統(tǒng)自動跟蹤、記錄該用戶對每項培訓項目和內容的學習情況，掌握其學習進度、學習時長。管理人員可通過檢索對用戶的情況，進行信息抽取檢驗（可生成word、excel 文件），對完成全部培訓內容學習的用戶自動提醒，可進行培訓考核并開放安全教育培訓考核功能權限。

“安全教育培訓考核”功能對完成培訓指標的用戶進行考核檢驗，系統(tǒng)根據用戶類型自動從題庫（管理人員事先錄入數據庫）中隨機選擇考題并生成考卷，給出考試要求及注意事項。考試采用線上答題和閱卷的模式，用戶在系統(tǒng)設定時間內完成任務，并提交由系統(tǒng)審核評分，最后將試卷信息存儲在系統(tǒng)數據庫中。本功能作為無紙化考核模式，一方面減少了人員場地的費用成本，提高了考核便捷性；另一方面節(jié)約了多方參與人員的時間成本，便于企業(yè)和系統(tǒng)相關人員的管理工作。

“決策支持”功能是本系統(tǒng)給政府主管部門、科研院校研究人員和系統(tǒng)開發(fā)人員提供的高級工具。通過對注冊單位、注冊用戶的信息跟蹤、統(tǒng)計，對用戶培訓時間長度、頻繁度、考試成績、答題錯誤環(huán)節(jié)以及系統(tǒng)現(xiàn)有培訓資源等數據的分類分析，研究并采用建立數學模型進行數理統(tǒng)計，尋找更加科學、可行、針對性強的培訓內容、方法和形式。通過數據的預測和預警，補充、優(yōu)化、完善系統(tǒng)軟件的功能及相關數據資料，制定更具針對性的培訓措施，為培訓模式和內容的升級提供可靠依據，進一步提高安全培訓的質量和效率，最后實現(xiàn)系統(tǒng)的最初界面，如圖6所示。

圖6 系統(tǒng)界面示意圖

5 結論

本文基于PDCA 循環(huán)對學習培訓系統(tǒng)進行循環(huán)更新改進，即“規(guī)劃階段”“數據采集階段”“審查階段”“實施階段”四個階段的循環(huán)工作。循環(huán)中每個環(huán)節(jié)都能對系統(tǒng)進行不斷的自我更新和優(yōu)化，有利于規(guī)范化、標準化、科學化的系統(tǒng)建立。軟件系統(tǒng)的建設遵循生命周期法的工作流程，此方法對信息項目的建設包括四個階段：規(guī)劃分析、開發(fā)實現(xiàn)、運行維護、消亡四個階段。軟件系統(tǒng)的建設與PDCA 循環(huán)各階段相互聯(lián)系結合，明確各階段的工作內容，實現(xiàn)了本系統(tǒng)的周期建設。通過對本系統(tǒng)建設開發(fā)目的分析，用戶類型分析和系統(tǒng)建設的環(huán)境分析以及軟件業(yè)務功能和管理功能需求分析，構建了系統(tǒng)的主要功能管理模塊、系統(tǒng)的主要權限管理模塊，為建筑施工安全培訓信息化管理的實現(xiàn)提供了基礎條件，提高建筑安全管理水平和企業(yè)安全文化，減少建筑施工事故的發(fā)生。