油田生產安全教育軟件系統的開發與培訓

檀朝東　周建華

石油企業傳統安全知識的培訓模式一般通過集中學習規章制度和安全規范、邀請教師辦專題培訓班等方式進行,這種定時、定點進行集中授課的安全學習和技能培訓,普遍存在著培訓內容有限,在人力、資源、經費、組織實施等方面成本較高,對于危險作業或不具備試驗條件的培訓內容無法實現等弊端。傳統的安全知識學習、安全教育、安全技能培訓模式的局限性,制約了油田安全教育培訓的質量和培訓效率。

伴隨著計算機技術、系統工程與科學的迅速發展, 將網絡技術、多媒體技術、仿真技術應用于油田安全教育和技能培訓是本系統的重要特色,集成了安全知識和技術學習考試系統、安全技能仿真訓練和考核系統、安全事故案例分析系統、安全事故應急預案演練系統和安全培訓考核管理系統等模塊,可以使安全知識學習和安全技能培訓內容更加豐富全面,對培訓者掌握安全生產基礎知識、安全操作技能,提高工作能力以及提高安全培訓系統的工作效率具有重要作用。該系統能夠幫助各油田企業安全生產“預防為主”的指導思想真正落到實處。

系統功能

按照國家和石油企業安全生產的管理規定和崗位人員安全操作技能培訓要求,立足于鉆井、采油、采氣、井下作業等崗位操作人員安全知識和安全技能的培訓提高,總結油田企業多年來在操作人員安全教育和崗位安全技能培訓方面的經驗,建立數字化生產安全仿真培訓系統,使被訓練者如臨其境地去體驗、學習、訓練,并學會采取有效的應急措施去處理各種險情,以提高人員素質,消除事故隱患。

(一)系統整體架構

油田生產安全培訓軟件系統基于B/S系統架構設計,具體包括如圖1所示的系統功能。

(二)系統功能模塊

油田生產安全知識的學習與考試系統該系統面向油田崗位操作人員,學習內容包括油氣田生產相關安全法律法規、油氣田生產安全基礎知識、油氣田安全操作技術等內容。由課程學習、同步訓練(作業)、在線考試、信息查詢、溝通交流等功能模塊組成。通過靈活的學習、考試方式,利用教程和題庫資源,使學習者有效掌握與崗位相關的安全知識和技術。

油田安全事故案例分析與應急預案演練系統該系統對油田企業常見的安全事故案例進行了總結分析,詳細介紹了事故發生的基本情況、事故原因、整改措施、事故教訓等內容,并結合分析結果,提出了有效防范安全事故的主要措施。其中的安全事故應急預案演練模塊提供了不同類型的安全事故案例模擬場景,按照應對安全事故的基本處理流程規范,可以迅速培訓和提高油田員工的安全事故應急處理能力。該系統采用文字、動畫、視頻、虛擬現實等技術,對事故案例進行全方位展示、分析和現場模擬,學員可以通過人機交互的方式對避免事故的關鍵操作進行演練,真正從事故中汲取教訓,提高安全操作技能水平。

技能仿真訓練與考核系統安全技能仿真訓練和考核系統包括仿真訓練與仿真考核兩部分,主要利用仿真模擬軟件對不同工藝實現安全技能操作訓練。通過模擬工藝現場操作,多媒體交互,實現了安全培訓的模塊化、多媒體化及模擬現場可操作化,培養學員的動手能力。該系統可用于培訓安全應急操作仿真訓練,包括壓力容器、鍋爐、防塵、防毒、防火、防爆、用電安全、危險物品操作等應急處理訓練,也包括采油、采氣、井下作業等崗位安全操作技能訓練。可以很方便地利用仿真技術對平時很難培訓的緊急事故應急處理進行培訓,特別適用于對新員工和在崗員工的實際操作安全技能培訓。

課件素材制作子系統課件素材制作子系統主要面向培訓教師和安全管理人員,由頁面編輯、課程編輯、課件加載、導出等模塊構成。教師和安全管理人員可以通過專用的課件編輯工具,將編輯好的內容和其他素材連成一個標準的課程包,直接加載或導出系統,組織和發布電子教程。

安全培訓管理子系統安全培訓管理子系統主要面向全體參與培訓的員工,按角色劃分為系統管理員、學習管理員、教師、學員四種類型;其功能由部門管理、專業管理、學習、培訓、培訓計劃管理、定制查詢、定制報表、檔案管理、知識管理等模塊組成。安全培訓管理系統主要包括系統管理子系統和培訓管理子系統,前者主要面向系統管理員,后者主要面向培訓管理員。

系統的特點

本系統的最大特點是將虛擬仿真技術應用融合到油田員工的生產安全培訓過程中,通過硬件實體模擬、軟件效果仿真等手段,為油田員工生產安全培訓的知識學習、崗位操作安全訓練和考核提供可重復模擬、操作以及應急預案演練的平臺。

仿真性油田員工可通過使用計算機,采用多種交互手段,如語言、手勢、數據手套及觸覺等,與虛擬環境交流信息,并得到實時反饋。針對設備裝置的結構及工作原理,油田員工利用系統的虛擬仿真技術,可以清晰、完整地看到其內部結構,簡單地操作鼠標、操縱桿便可以從不同角度觀察各個部件細節和工藝過程,從而使油田員工更深入地理解各種裝置設備的生產安全屬性和生產工藝安全操作要求。

場景性系統針對不同崗位在油田實際環境中的生產安全規范操作流程,通過虛擬仿真技術,可以逼真地還原現場實景。系統能為油田員工設定各種復雜的安全事故發生情況,以提高油田員工的安全事故應急能力,從而使他們在將來的實際工作環境下能得心應手地處理各種安全隱患和安全事故危機情況。

實用性全面系統化的安全知識學習、專業化的崗位生產安全技能考核、虛擬化的生產安全模擬仿真培訓、流程化的課件素材制作和個性化的自我培訓管理相互配合,將生產安全知識學習、崗位生產安全技能訓練和模擬仿真操作三者完美融合,使油田員工不但能鞏固并加深對生產安全知識的理解,而且能熟悉油田企業的各種生產安全突發場景和應急流程,更能培養油田員工的生產安全事故應急處理能力。

靈活性基于B/S系統架構設計,客戶端除IE瀏覽器外,無需安裝其他任何程序。試題庫、試卷、課程能自由加載或自動生成。受訓的任何油田員工能在任何時間、任何地點完全自由地通過該系統進行有關操作,學習或訓練某種生產安全技能。對于訓練后還沒有掌握的生產安全操作過程或技術,員工可以自己多次練習。這樣,受訓的油田員工可真正掌握生產安全培訓的主動權,大大增強生產安全培訓的效果。

安全性采用該系統模擬仿真的方式對油田員工進行生產安全仿真訓練,油田員工可以在一個逼真的環境中熟悉并操作各種復雜設備,即使操作失誤,也不會真正發生危險;同時,油田員工可以進入各個環節進行深入理解,這對于生產安全應急處理演習、油田生產安全操作技能的提高、減少硬件投資、減少操作危險等方面都具有特別重要的意義。

擴展性采用多層次體系結構和模塊化技術,使系統具有良好的可擴展性,開發了與實訓設備硬件對應兼容的仿真實訓功能模塊以及通用接口。只要安裝相應的仿真實訓設備,完成對實訓設備硬件的驅動之后,受訓員工就可以直接利用該系統對各種仿真設備進行實訓互動操作。

智能管理性從生產安全培訓需求、生產安全培訓計劃、生產安全培訓實施、成本核算、生產安全培訓評估、生產安全培訓統計等方面進行全過程管理。實現按油田員工部門、崗位、工種、考核、組織機構等自動分配課程,做到目標明確、有的放矢。通過對考核結果的在線評估和分析,生成詳盡的生產安全培訓總結報告,供油田企業領導層決策參考。

基于計算機虛擬現實技術的油田生產安全培訓軟件系統,可以滿足油田員工的生產安全培訓不受時間、空間和人員等因素限制,能夠隨時隨地地進行自主生產安全培訓的要求,降低油田企業生產安全培訓成本,大大提高油田員工的生產安全事故應急能力,增強油田員工生產安全培訓興趣,促進油田員工把生產安全知識與生產安全事故應急操作技能更緊密地結合,擴大生產安全培訓受益人群,增加生產安全培訓覆蓋面,打造出全新的油田生產安全培養模式,強化油田生產安全培訓學習型組織建設,全面提升油田企業在生產安全方面的核心競爭能力。

參考文獻:

[1]高喜武.科學設置安全培訓內容提高企業安全培訓質量[J].石油教育,2008,(4).

[2]周建華.多媒體技術在仿真培訓系統中的應用[J].計算機工程,2006,(12).

[3]古秋蓉,等.利用信息技術提升油田安全生產管理水平[J].數字石油和化工,2008,(9).

作者簡介:

檀朝東(1968—),男,安徽望江人,博士,中國石油大學副研究員,主要從事石油工程教學及科研。

(本文責任編輯:楊在良)