1. 引言
针对超、特高压工程现场培训教室建设成本高、现场实施难等问题，首创安全培训工具箱的培训形式，让安全培训不受时间、空间的限制。以简单易行的手段完成考勤、建档、培训、考试、阅卷等一系列繁琐环节，方便现场安全培训工作的开展。多媒体安全培训工具箱将核心的培训软件、多媒体课件、题库、输入设备集成于一个工具箱中，便于携带，而外置硬件将最大化地结合现场实际条件而定。
多媒体安全培训工具箱的关键技术有：
1) 通过引入各种先进的硬件设备，如身份证识别仪、无线答题器等，实现数据采集、录入操作的自动化，以科技手段助力于安全培训，有效提高培训效率，同时有效解决现场作业人员流动性大、监控难的问题。
2) 安全培训工具箱连接网络后，可直接与线上的多媒体安全培训管理平台进行数据交换，下载平台最新的培训资源，上传人员的培训档案等。
3) 通过建立人员的人脸数据可以比对，在培训考勤时可以直接识别考勤人员，确保参培人员的真实性。
4) 系统采用多层结构，具体数据操作通过Web服务进行，达到系统可维护性，延展性。
5) 每个视频只有特定播放器可以播放，且程序运行后自动跟主板 + cpu sn号绑定，不可复制，保证了程序的唯一性。
6) 在培训工具箱系统开发的过程中，应用了.NET开发技术、window应用程序作为辅助和简单准确的算法，保证了软件开发技术的先进性，便于后期维护及功能的补充。
7) 引进计算机和信息化技术建立了输变电工程多媒体安全培训工具箱在线服务平台，提供数据云存储、查询和计算分析服务。数据库存储安全可靠，轻松实现不同设备间的数据共享。
2. 设计方案
多媒体技术以其强大的功能和特性，成为教书育人的新兴工具，并在教学实践中取得了很好的效果，大大推动了教学质量的提高。
结合工程现场人员的特点，将安全生产知识转化为动漫课程。课程在设计上引入单元模块化教学手段，一个培训课程即一个独立模块，含一套多媒体课件、一套题库；课件的培训形式多样、提升学员的兴趣，题库题量丰富、满足单独测试以及组合测试的需求，同时平台以专业安全培训服务团队为支撑，对培训资源进行不断的持续的维护与更新 [1] 。
该项目的研究采用了Adobe Flash、Adobe Photoshop、Goldwave、After Effects CS4等多媒体软件，结合现场实际和脚本设计开发动漫，它比图片更具有趣味性，比拍摄视频又节约了成本，动漫的效果可以让学员更清楚的了解安全生产知识，模拟生产场所的场景，通过故事情节讲述枯燥无味的知识，让人记忆深刻。
2.1. 硬件设计
硬件设计如图1~3。
2.2. 功能设计
多媒体安全培训工具箱以电脑主机为主体、内置多媒体集中培训、考试系统及相应的多媒体课程，附带考勤设备、无线答题器等，实现安全培训、考勤、考试、存档一体化。
2.2.1. 考勤建档
参训人员通过刷身份证、录指纹数据，工具箱快速录入人员信息，为参训人员自动建立培训档案，生成专属二维码用于现场检查考核。培训完成后，在联网情况下可将档案数据同步到多媒体工具箱管理平台中。
2.2.2. 集中考勤
培训时参训人员用身份证在识别仪上刷卡登记，或录指纹、刷员工卡或门禁卡，工具箱自动记录考勤。
2.2.3. 集中培训
管理员选择好安排的培训课程内容，放映多媒体培训课件，参训人员集中观看外接的投影屏幕完成培训。
2.2.4. 集中考试
参训人员手持无线答题器，通过看屏幕试题进行答题，考试完成后系统自动阅卷打分，生成个人培训和考试档案。
2.2.5. 远程管理
通过搭建多媒体培训系统管理平台，将移动工具箱里面记录的人员档案和培训信息上传至管理平台后，管理人员可以远程实时掌握外委人员的培训情况、下载培训记录和档案、统计培训数据，实现信息化管理。
2.3. 课程内容
培训课程内容应涵盖电力建设施工现场各参建单位人员入场三级教育培训和日常安全培训全部内容。培训课程包括电力建设行业通用课程和国网湖北中超公司定制课程。
电力建设行业通用课程运用“互联网+安全生产”的思维，以安全培训云平台为基础，精选适用于国网湖北中超公司各参建单位安全培训的课程。课程内容结构分为通用安全培训、专项作业安全要求、公共安全知识、电力安全工程规程四个培训模块。
国网湖北中超公司定制课程内容以《国家电网公司电力安全工作规程》(电网建设部分)为准绳，以国网湖北中超公司输电线路建设和变电站改扩建工程两大主营业务为核心，根据国网湖北中超公司各参建单位培训需求和工作特点，精选适用、常用知识点，结合历史相关事故案例制作有针对性的多媒体培训课程。定制课程分为杆塔工程施工、架线工程施工、改、扩建工程、高危作业、常用施工机械器具使用要求五个系列。课程制作形式根据课程内容知识点展示特点采用flash动画和动态PPT视频两种形式，以flash动画为主，动态PPT视频为辅。具体课程内容与形式如下(表1~5)。
2.3.1. 杆塔工程施工
Table 1. Tower engineering construction
表1. 杆塔工程施工
2.3.2. 架线工程施工
Table 2. Wiring engineering construction
表2. 架线工程施工
2.3.3. 改、扩建工程
Table 3. Modification and expansion projects
表3. 改、扩建工程
2.3.4. 高危作业
2.3.5. 常用施工机械器具使用要求
Table 5. Requirements for the use of commonly used construction machinery and equipment
表5. 常用施工机械器具使用要求
2.4. 技术参数
技术参数如下表6所示。
3. 实名制准入与安全培训管理系统
实名制准入与安全培训管理系统如下图4。
Figure 4. Real-name access and safety training management system
图4. 实名制准入与安全培训管理系统
3.1. 实名制准入与安全培训管理系统功能
3.1.1. 实名制准入与安全培训管理平台
本项目基于互联网，开发“实名制准入与安全培训管理平台”，它是工具箱数据汇总平台，平台可与线下的移动式多媒体安全培训工具箱和手机APP“安全通”进行实时数据交换，将所有施工企业的安全培训记录进行汇总和管理，便于施工企业对各分公司及项目部的安全培训情况进行实时监管，平台具有如下主要功能。
1) 培训档案管理
多媒体安全培训工具箱引入信息化的管理技术，可以实现安全培训工作的流程化，如下图5，涵盖人员登记、实名考勤、集中培训、考试等一系列环节，所有流程推进后都会在系统留下记录，形成系统、完整、深入的安全培训档案。培训完成之后通过互联网，将工具箱内的安全培训档案上传至平台，施工企业可以随时通过平台查看各分公司及项目部的安全培训档案，了解安全培训的开展情况 [2] [3] [4] 。
2) 人员信息
施工现场使用工具箱进行安全培训时，系统将为所有参加培训的人员建立安全培训档案，自动记录所有参与培训人员的信息，且人员的培训档案可随工作单位变动而自行调动，工具箱内的人员信息通过互联网上传到平台之后，建筑企业可以进行下属分公司及项目部人员详细信息的查询，加强了建筑企业对从业人员的规范化管理 [5] 。如下图6。
Figure 6. Personnel information statistical query
图6. 人员信息统计查询
3) 通知公告发布
企业还可以通过平台发布各类与安全生产培训相关的通知公告，各分公司及项目部通过工具箱与平台进行数据交换时，可以接收到相应的通知公告。如下图7。
Figure 7. Notification announcement information
图7. 通知公告信息
4) 培训大数据分析
工具箱采用实名制的安全培训方式，能自动记录安全培训的各项信息，形成施工企业安全培训大数据，工具箱内的数据上传到平台后，平台会自动统计企业各分公司及项目部的安全培训数据(图8)，并能将安全培训信息分时段进行统计分析(图9)，对各分公司和项目部的安全培训工作进行合规性评价，分析安全培训工作中存在的问题及原因，为施工企业进行安全决策提供数据支持。
Figure 9. Safety training data statistics
图9. 安全培训数据统计
3.1.2. 移动式多媒体安全培训工具箱
移动式多媒体安全培训工具箱是集建档、考勤、教学、考试、无线答题、自动阅卷等功能于一体的智能化安全培训工具，工具箱内置丰富的多媒体安全培训课程，课程内容覆盖全面，具有系统性、针对性和专业性，能满足对施工现场人员进行各类安全培训的需要。同时，学员的档案及成绩均可导出和打印，实现临时人员安全培训的统一规范管理(图10)。
Figure 10. Multimedia security training toolbox
图10. 多媒体安全培训工具箱
工具箱安全培训系统引入信息化技术进行培训管理，系统能自动完成“考勤建档、安全培训、无纸考试、自动阅卷、档案管理、数据同步”等功能，充分满足现场安全培训各环节的需要，大大提升培训效率。
1) 考勤建档
工具箱支持“身份证考勤、门禁卡考勤、指纹考勤、人脸识别”四种考勤方式(图11)，只需第一次考勤时同时录入四种信息，后面的培训就可以采用任意一种考勤方式。
录入身份证信息能保证人员信息的准确性，同时系统会根据每位学员的身份信息，建立独立的安全培训档案；录入门禁卡信息后，门禁卡会与个人的安全培训信息相关联，门禁系统能有效阻止未经安全培训合格的人员进入施工现场；指纹信息与身份证和门禁卡关联之后，可以有效解决工人未带身份证和门禁卡时的考勤问题。录入人脸信息，可以有效避免人卡分离、现场培训人员指纹磨损的问题，实现实名考勤。
2) 安全培训
工具箱系统在课程设计上引入单元模块化教学手段，一个培训课程即一个独立模块，在培训前，管理人员可以根据培训对象，自主组合培训课程，建立培训方案，开始培训后，系统将按照培训方案自动播放多媒体安全培训课程(图12)。
Figure 12. Multimedia security training course
图12. 多媒体安全培训课程
3) 无纸考试
工具箱内置丰富的多媒体试题，同时引入无线答题器，考勤时，将答题器分发给每个人，与人员信息配对，工人可以直接利用无线答题器将答案输入系统，考试结束后，系统将自动阅卷打分，省去管理人员阅卷的时间(图13)。
4) 档案管理
培训完成后，档案自动生成。可按时间、单位等维度统计、查询，并可以导出、打印、签字存档(图14)。
5) 数据同步
施工企业的分公司及项目部通过工具箱进行线下安全培训，培训完成后定期将培训情况上传至平台，施工企业通过平台可以远程监控下属分公司及项目部的安全教育培训情况 [6] 。同时，平台内下发的各项通知和安全培训计划等信息也可以通过互联网下载到各工具箱内，实现信息的双向传递(图15)。
3.1.3. 手机APP“安全通”
施工现场人员流动性比较大，且工人安全培训信息量大、记录不全，建筑企业进行现场监督检查
存在诸多不便。为了提高现场监督检查的效果，本成果开发了基于Android系统和ios系统的移动应用手机APP“安全通”，“安全通”与移动式多媒体安全培训管理系统和平台相关联，工具箱会为每位从业人员生成一个独立的二维码，检查人员只需将“安全通”安装于智能手机，通过扫描工具箱生成的二维码便可快速查询人员基本信息、培训记录、安全积分、证件信息等信息(图16)。
Figure 16. Querying personnel information on mobile phone
图16. 手机端查询人员信息
4. 实名制准入与安全培训管理系统应用
实名制准入与安全培训管理系统已在全国数千家企业的在建项目投入使用，从应用情况来看，多媒体安全培训受到广大项目员工欢迎和喜爱。通过前期在各项目部的应用所取得的效果来看，该系统在提高安全培训效率，提升从业人员安全素质，提升项目安全管理水平方面都起到了十分积极的作用 [6] [7] [8] [9] 。
4.1. 提升安全培训效率
工具箱内置丰富的多媒体安全培训课程，培训开始之前，安全管理人员只需要画几分钟时间建立安全培训方案，培训过程中，系统会自动播放安全培训培训课件，无需安全员全程值守，培训结束之后，系统将播放多媒体试题，工人通过无线答题器进行答题，系统自动阅卷，且系统将为所有参加培训的人员建立安全培训档案，大大减少了安全员进行安全培训的各项准备工作、培训工作、阅卷工作、档案整理工作的时间，大幅度提高安全培训的效率 [10] 。
据本成果研究人员统计，进行一次100人的安全培训所花费的时间(含备课、培训、考试、阅卷、整理培训记录全过程时间)，传统安全培训与工具箱培训比例为8:3 (图17)。
Figure 17. Time comparison chart for a complete safety training
图17. 一次完整的安全培训所花费的时间对比图
4.2. 提高安全培训效果
工具箱课程研发期间，聘请了大量具有丰富经验的现场安全管理人员，课程内容贴合现场实际情况，实用性强，且课程内容全都采用多媒体动漫的形式进行展示，将生硬、枯燥的安全知识点通过故事情节演示出来，趣味性强，能有效吸引从业人员学习的兴趣，让从业人员听得懂、记得住，大大提高了安全培训的效果 [11] [12] [13] (图18)。
Figure 18. Engineering site equipment usage training
图18. 工程现场设备使用培训
4.3. 减少安全事故发生
采用工具箱进行安全培训一年多来，现场员工的安全素质得到显著提升，“三违”行为和隐患项数同比减少42%和35%，施工现场事故的发生90%以上是由于人的不安全行为即违章行为导致的，违章行为的减少是事故减少的基本前提。
5. 提高安全培训监管效率
5.1. 提高安全培训档案管理效率
工具箱采用信息化技术，能自动记录培训计划、培训方案、考试、阅卷、效果评估等一系列流程，形成系统、完整、深入的安全培训档案，且所有的档案都可以一键导出，进行打印和存档，大大减少安全管理人员进行培训档案整理的时间。
据研究人员统计，传统安全培训档案资料准备的时间与采用工具箱后培训档案资料准备的时间比为8:1 (图19)。
Figure 19. Comparison of time spent on organizing safety training files
图19. 安全培训档案整理所花费的时间对比图
5.2. 提高安全教育培训监管效率
传统的安全培训监督检查需要培训单位提供各项安全培训纸质材料，管理人员需要对比分析大量的安全培训信息，费时费力，采用平台进行安全培训监管之后，各分公司及项目部只需要定期将安全培训的情况上传至平台，施工企业可以随时登陆平台查看下属各分公司及项目部的安全培训情况，且平台能自动将各单位的安全培训情况进行对比分析，大大缩短安全教育培训监管的时间，且使得安全培训更加直接高效。
据研究人员调查，传统的安全培训监管与采用监管平台进行安全监管所花费的时间比为10:1 (图20)。
Figure 20. Comparison chart of time spent on safety training supervision
图20. 安全培训监管所花费的时间对比图
5.3. 提高现场监督检查的效率
采用传统的安全培训监管模式进行现场监督检查时，想要抽查某个工人的安全培训情况，需要花较长时间查找工人的安全培训档案，采用手机APP“安全通”应用之后，只需要扫描工人的二维码就可以查看工人的各项信息，提高了现场监督检查的效率 [14] [15] 。
6. 结论与展望
多媒体技术以其强大的功能和特性，已成为现代培训的重要手段。移动式多媒体安全培训工具箱突破了传统安全培训的弊端，引入现代化培训理念，集建档、考勤、培训、考试、阅卷、效果评估等功能于一体，能有效解决传统安全培训的痛点、难点，对于切实提升安全培训效果、提高建筑从业人员安全素质具有重要而深远的意义。
项目完成的主要工作如下：
1) 系统能实现自动化培训和考试，不需投入培训教师进行讲课；内置丰富的多媒体培训素材，可重复使用，不需要重新建立培训教材；同时，以标准的培训流程实施培训，提高安全培训效率，这样大大降低安全培训投入，为现场安全管理节约培训成本；
2) 多媒体培训将大大增强安全培训效果，有效提高民技工安全技能和安全意识，这样将减少现场的违章行为，降低现场事故发生率，最终减少电力工程每年因安全事故造成的经济损失和不良社会影响；
3) 民技工是施工现场事故多发群体，由于文化层次较低，一直是安全培训难题，也是社会关注的热点，但一直未找到良好的解决办法，本系统重点解决施工现场人员中民技工安全培训问题，对症下药，有效解决民技工安全培训问题，将产生良好的社会影响；
4) 本系统提供的是一套全方位的安全培训体系，实施全员全过程培训，内容规范、系统，形式先进、多样，培训管理流程化、系统化，系统完成达到国内领先水平，将为我国水电建设行业安全培训典范。
基金项目
本文依托国网湖北省电力有限公司中超建设管理公司科技项目《基于基建施工项目关键作业岗位实名制准入与安全培训管理平台的研究》研究发表。