装配式建筑施工和安全教育基地信息化建设实践

文｜中建八局第一建设有限公司 朱贺 徐宏伟 张军 董鹏 魏树臣

1 引言

建筑施工管理中针对现场作业人员的安全教育管理是重中之重，安全教育是生产管理中必不可少的一环。安全教育包含入场安全教育、早班安全教育、特殊作业安全教育、体验式安全教育等。

体验式安全教育能够全方位、多角度、立体化地模拟施工现场存在的危险源和可能导致的生产安全事故，可以让体验者亲身体验不安全操作行为和设施缺陷所带来的危害，采用视、听、体验相结合的三维立体式安全教育模式，提高从业人员安全生产意识，打破传统的口号式、开会式、填鸭式安全教育模式。

近些年建筑工地施工现场为加强安全教育，建设了各种各样的体验式安全教育基地，但这种基地建设占地大、投入大、运维难，部分基地建成后沦为摆设并没有充分发挥其安全教育的功能。随着装配式建筑市场的持续增长，劳务工人开始大量涌入装配式建筑施工现场，但很多人没有相关的装配式建筑施工的经验，装配式建筑施工现场安全意识淡薄，导致了装配式建筑施工出现了多起安全生产事故。

依据山东省相关政府文件，中建八局一公司率先于2018年在济南建成并投入使用了《中建八局一公司装配式建筑施工和安全教育基地》，基地建设紧扣政府要求，综合应用了互联网、物联网、BIM+VR等现代化的信息技术，保障了基地的先进性、示范性。通过本基地，周边房屋建筑工程、市政基础设施工程等领域从业人员可接受统一的体验式安全教育。

体验式安全培训要求以直接操作者为中心，通过实践与反思相结合来获得知识、技能和态度的学习方式，强调在掌握技能知识的过程中不仅能知道、能行动，而且要求能从深刻的反思中获得经验的提升，使从业人员熟练掌握操作技能，确保安全生产，防止生产安全事故的发生。

2 标准化流程管理

为规范教育基地的管理，基地制定了标准化的管理流程，形成了从体检、体验、教育、安全考试一条龙的管理。

在体检流程中，基地建设了一站式信息化健康体检系统，工人可以实名制办卡（RFID卡）在健康体检区体检，卡片用于医生登记工人的体检结果信息。

体检完毕工人携卡进入体验区进行实景安全体验、虚拟 VR 安全体验、视听安全教育体验，室内无线感应系统可以探测每个工人的RFID卡，形成工人参与体验的路径。

体验区体验完毕工人进入安全教育大讲堂，大讲堂内也设有无线感应系统，后台形成工人参加教育的记录及时长。

工人接受教育完毕进入电教室进行安全考试，考试时需要刷卡进入考试系统，答题完毕自动形成分数记录。

最终工人返回体检区可以查询初步的体检报告，发放培训证明卡。

3 一站式信息化体检系统

图1 标准化流程管理示意图

图2 体检系统界面

图3 人员定位追踪感应器布点及系统界面

图4 人员定位追踪感应器

图5 机械认知、隐患排查体验系统

进入教育基地，工人首先需要在信息采集区进行实名制办卡，建立工人电子档案（含个人基本信息、家庭地址、工种、疾病史）等。每人发放RFID卡片到各体检科室进行体检。RFID卡是作为本次安全教育的通用临时卡，卡内信息会在全流程结束后进行信息擦除以便多次重复应用。

在体检区，工人向医生出示RFID卡进行每个体检项的信息登记，医生刷卡进行系统核对工人身份即可进行体检结果的录入。

本基地的体检系统采用Browser/Server和Client/Server双架构，C/S用于识别人员数据接口，体检医生划卡即可在桌面端调取人员信息进行结果录入。B/S架构和C/S架构共用一个数据库，通过广域网可以访问体检结果。

4 体验区信息化应用

4.1 无线感应定位追踪系统

工人体检完毕后携RFID卡进入教育体验区，此时通过体验区上方布设的7个无线感应器可以探测人员信息，并匹配人员行进路线生成人员受教育的记录。

无线感应定位追踪系统采用射频感应技术，每个感应探头的最大感应范围为10米，通过计算空间布局，实现了体验区的探测信号全覆盖。通过搭建数据库，完成自动记录、存储人员到每个点位进入、离开时间。如果某个区域没有感应到人员，系统会自动进行提示。

在培训室设置了3个同样功能的无线感应器，可以记录工人的培训参与情况。

4.2 机械认知、隐患排查体验系统

教育基地体验区设立了机械设备认知体验区、隐患排查体验区。机械设备认知体验区采用塔吊、挖掘机等机械实体模型和系统相结合的方式进行认知教育，每个机械模型设置一个触发按钮，触发后屏幕播放对相应机械的介绍视频。隐患排查体验区采用交互式答题的方式进行安全教育，系统设置了多个施工现场场景，工人通过闯关答题进行安全隐患问题查找；系统同时设计了微信小程序，工人通过扫码进入小程序后可同时在线体验。

4.3 VR安全体验系统

VR体验区设置两个VR安全体验机位，工人通过VR的沉浸感、交互性来发挥其工程教育培训的价值。将工人置身于施工场景中，依次去体验各类安全事故及应急抢险的流程，在VR中发生伤害、坠落等事故，通过视觉、听觉、触觉反馈，形成心理的震慑作用。

VR体验系统设置关卡式程序，体验者根据提示操作，所有交互部分利用控制手柄完成操作。考虑受众为一线建筑工人，交互命令全部由扳机键操作。VR安全体验系统总共搭建了8个场景，覆盖电击、高处坠落、洞口坠落、脚手架倾斜、墙体倾斜、支模系统坍塌、火灾、塔吊吊装、施工电梯坠落、装配式建筑施工流程等场景。

该基地有两个体验机位，机位配有万向跑步机，两个机位中间位置采用两台DLP投影机投影成150巨幕，工人使用快门式3D眼镜可同步观看3D效果。BIM+VR安全体验区总占地100多平米，可满足50人/批次的体验学习。

图6 VR安全体验系统

图7 安全教育考试系统

5 安全教育考试系统

在基地的培训大讲堂，工人接受统一的安全教育，专业安全讲师利用多媒体进行授课。听课完毕工人进入考试室。

在考试室，工人可以刷卡登陆安全教育考试系统，不会操作电脑的工人可以用手机扫码进行登陆答题。针对单个考试人安全教育考试系统设定了5次答题机会，以第一次通过的分数为考试得分。系统管理员可以设置考试的时间，超过时间系统自动关闭答题功能计算分数。

安全教育考试系统采用B/S架构。工人在登陆时会根据录入的工种信息进行试题的随机分配，系统后台存有木工、混凝土工、钢筋工等各工种的题库。

6 结语

安全教育基地的体检流程可以生成工人的体检记录，对于身体健康情况不适合施工现场工作的，工地不允许工人进场；对于安全教育考试不能顺利通过的，系统会导出人员名单，工地现场需要再教育。

建筑施工管理中很多工程项目往往忽视了安全教育的重要性，不能实现教育全覆盖，更有很多地方不舍得投入教育资源。采用基地教育这种集约化的教育管理模式，很好的解决了安全教育不能全覆盖的问题，也让安全教育的内容更全面，教育的质量更高，让工人从开始就敬畏规则、敬畏生命。

安全教育基地经过一年的应用实践，各信息系统应用良好，在工人教育方面发挥了重要作用，也收到了很好的教育效果。公司总结了《建筑施工项目从业人员体验式安全培训教育管理办法（试行）》，办法中也制定了各系统应用的管理制度，健全了相关管理配套内容。

接下来教育基地还将继续完善、升级信息化建设内容，引入更多、更先进的信息化教育方式。