王海偉 ，黃鴻恩，袁 斌，王 強，陳本峰，陳 超，黃 萍

（1.中海福建天然氣有限責(zé)任公司，福建 福州 350008；2.福州大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，福建 福州 350116）

液化天然氣（LNG）接收站，本身系統(tǒng)復(fù)雜且龐大，以致安全培訓(xùn)的難度相當(dāng)大。采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)來設(shè)計液化天然氣接收站的安全培訓(xùn)系統(tǒng)，這種技術(shù)方法突破了傳統(tǒng)安全培訓(xùn)方法的缺陷，主要是根據(jù)液化天然氣接收站組成系統(tǒng)的培訓(xùn)類別以及相互作用關(guān)系來構(gòu)建安全實物培訓(xùn)平臺，對啟示創(chuàng)新企業(yè)安全培訓(xùn)模式具有重要的意義。

1 LNG 企業(yè)安全培訓(xùn)

1.1 LNG 企業(yè)傳統(tǒng)安全培訓(xùn)存在的問題

目前，LNG 企業(yè)的傳統(tǒng)安全培訓(xùn)存在質(zhì)量不高、效果不佳、員工安全意識未能有效提高、安全技能沒有充分習(xí)得、難以達到安全生產(chǎn)的要求等問題，需要進一步解決處理［1］。采用傳統(tǒng)方法進行的安全培訓(xùn)，主要存在以下幾個方面的缺陷：①缺乏靈活性：陳舊單一的機械式安全教育培訓(xùn)模式，員工不感興趣；②缺乏層次性：不注重教學(xué)程序，安全培訓(xùn)缺乏條理性、系統(tǒng)性；③缺乏實踐性：無法實現(xiàn)理論與實際的有效結(jié)合，員工學(xué)習(xí)到的知識易與實際操作脫節(jié)。因此，在LNG 企業(yè)對安全培訓(xùn)方法與模式進行創(chuàng)新，有效提高企業(yè)的安全培訓(xùn)效果是極其關(guān)鍵的［2］。

1.2 LNG 企業(yè)安全實訓(xùn)平臺概述

LNG 企業(yè)安全實物培訓(xùn)平臺（簡稱LNG 企業(yè)安全實訓(xùn)平臺），是一種體驗式的安全教育方法，它與在傳統(tǒng)培訓(xùn)方法下的受訓(xùn)人員被動接受模式不同，該實訓(xùn)平臺可以把受訓(xùn)人員的思維與行動有效地結(jié)合起來；同時，作業(yè)場所以實物模擬的方式呈現(xiàn)，受訓(xùn)人員通過運用計算機輔助培訓(xùn)，可對作業(yè)的原理和過程加深理解；此外，在培訓(xùn)中有效地把聽、看、做結(jié)合在一起，使受訓(xùn)人員體驗現(xiàn)場感受，認(rèn)識到工作中存在的相關(guān)風(fēng)險，了解其控制措施，熟悉有關(guān)程序，更深入地領(lǐng)會公司安全管控的重點領(lǐng)域及可能引發(fā)的事故后果，從而使其形成風(fēng)險思考的習(xí)慣，并在未來工作中有效地避免事故的發(fā)生［3］。

2 面向?qū)ο蠓椒?/h2>

面向?qū)ο螅∣bject Oriented，OO）是一種方法學(xué)，在該方法學(xué)中，對象是抽象及延伸現(xiàn)實世界模型，由各種對象組成客觀世界。面向?qū)ο蠓椒ň褪敲嫦驅(qū)ο笏枷敕治雠c解決問題的方法，是以對象為中心。每一個對象具有它自己的運動規(guī)律和內(nèi)部狀態(tài)，即有動態(tài)行為和靜態(tài)屬性。這些數(shù)據(jù)施加的操作是行為代表，對象的數(shù)據(jù)是屬性表示，屬性和操作封裝在一起，形成了對象統(tǒng)一［4］。

2.1 面向?qū)ο蠓椒ǖ奶攸c

面向?qū)ο蟮暮诵乃悸肥牵阂詫ο鬄橹行?，具有封裝性、繼承性和多態(tài)性三個特點。封裝性指的是把數(shù)據(jù)和操作封裝到對象中，以便實現(xiàn)數(shù)據(jù)的抽象，這是面向?qū)ο蠹夹g(shù)最基本的特點；繼承性是指通過類之間的繼承關(guān)系，父對象的所有屬性和方法，子對象繼承，傳遞封裝在對象里的數(shù)據(jù)，以使得可以共享公共特性，提高重用性；多態(tài)性指的是允許將父對象設(shè)置成為和一個或更多的子對象相等的技術(shù)，賦值之后，父對象就可以根據(jù)當(dāng)前賦值給它的子對象的特性以不同的方式運作［5］。

2.2 面向?qū)ο蠓椒▽Π踩嘤?xùn)的作用

面向?qū)ο蟮母拍詈蛻?yīng)用，已經(jīng)擴展到應(yīng)用平臺、交互式界面、分布式系統(tǒng)、人工智能等領(lǐng)域，完全超越了程序設(shè)計和軟件開發(fā)領(lǐng)域。采用面向?qū)ο蠓椒▉順?gòu)建安全培訓(xùn)系統(tǒng)，建立安全實訓(xùn)平臺，具有良好的可移植性和可擴展性等明顯優(yōu)勢。系統(tǒng)的分析和以視圖思維的人，用一致的方式、設(shè)計的角度來認(rèn)識世界的客觀性，從而使培訓(xùn)更直觀易懂。傳統(tǒng)的設(shè)計方法是自上而下，而面向?qū)ο髣t是采取自下而上與自上而下相結(jié)合的演繹過程，體現(xiàn)了并行處理的理念，表達知識獲取和推理的過程和自上而下的感應(yīng)［6］。因此，面向?qū)ο蠓椒軌蛴糜趯崿F(xiàn)構(gòu)建安全實訓(xùn)平臺。

2.3 面向?qū)ο蠓椒ㄔ诎踩嘤?xùn)中的應(yīng)用

采用面向?qū)ο蠓椒▉斫踩嘤?xùn)系統(tǒng)，包括主要的兩個方面：面向?qū)ο蠓治觯∣bject-Oriented Analysis，OOA）和面向?qū)ο笤O(shè)計（Object-Oriented Design，OOD）。傳統(tǒng)設(shè)計方法，主要是對需要設(shè)計的功能進行設(shè)計，后期的修改維護特別是大型系統(tǒng)的后期維護就較為困難，而采用面向?qū)ο笤O(shè)計，可使安全實訓(xùn)平臺有利于復(fù)用、擴充，也有利于軟件質(zhì)量的提高和加速安全實訓(xùn)平臺構(gòu)建過程。面向?qū)ο蠓治?，強調(diào)在安全培訓(xùn)領(lǐng)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)和描述對象（或概念），其關(guān)鍵的是識別出安全培訓(xùn)域內(nèi)的對象，并分析它們相互間的關(guān)系，最終建立起問題域的簡潔、精確、可理解的正確模型［7］。

面向?qū)ο蠓治龊兔嫦驅(qū)ο笤O(shè)計的關(guān)系：從面向?qū)ο蠓治龅矫嫦驅(qū)ο笤O(shè)計不是轉(zhuǎn)換，而是調(diào)整和增補，即增補了安全培訓(xùn)平臺的構(gòu)建及其部署部分、人機交互部分、控制驅(qū)動部分、數(shù)據(jù)管理部分。

3 面向?qū)ο蟮腖NG 企業(yè)安全實訓(xùn)平臺分析

面向?qū)ο蠓治鍪窃谝粋€系統(tǒng)的開發(fā)過程中進行了系統(tǒng)業(yè)務(wù)調(diào)查以后，識別出問題域中的對象，再按照面向?qū)ο蟮乃枷雭矸治鰡栴}，其分析重點是在使用面向?qū)ο蟮挠^點的基礎(chǔ)上解決現(xiàn)實系統(tǒng)的問題，最后建立的正確模型要求簡潔、精確、可理解［8］。LNG 企業(yè)安全實訓(xùn)平臺的面向?qū)ο蠓治鲋饕纱_定對象、識別結(jié)構(gòu)、識別主題、定義屬性和定義方法五個步驟組成，如圖1所示。

3.1 確定對象

對象是類的一個實例，類描述了對象的特征，該對象具有什么樣的屬性，怎樣使用對象完成一些任務(wù)，它對事件進行怎樣的響應(yīng)等。設(shè)計LNG 企業(yè)安全實訓(xùn)平臺的基礎(chǔ)是對象的確定，其具體含義即是從用例中提取實體對象和實體類。提取實體對象的方法是依據(jù)用例描述中出現(xiàn)的名詞短語來提取實體對象，提取過程中必須對原始的名詞和名詞短語進行篩選。當(dāng)?shù)玫綄嶓w對象后，對實體對象進行歸納，抽象出實體類。

本次分析的用例是每項培訓(xùn)或培訓(xùn)過程。由于安全實訓(xùn)涉及面多、工種繁多、器具各異、覆蓋面廣，且有千差萬別的表現(xiàn)形式，經(jīng)過分析，確定對象類的模板為培訓(xùn)內(nèi)容的分類，分為十四類，分別為動土作業(yè)培訓(xùn)、電氣安全培訓(xùn)、受限空間作業(yè)培訓(xùn)、?；放嘤?xùn)、應(yīng)急管理培訓(xùn)、吊裝作業(yè)培訓(xùn)、勞動保護用品培訓(xùn)、高處作業(yè)培訓(xùn)、安全標(biāo)志培訓(xùn)、腳手架培訓(xùn)、熱工作業(yè)培訓(xùn)、消防安全培訓(xùn)、工藝安全培訓(xùn)和工器具安全培訓(xùn)。

3.2 識別結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)是指問題域的復(fù)雜性和連接關(guān)系，表示系統(tǒng)的復(fù)雜性。結(jié)構(gòu)包括組裝結(jié)構(gòu)和類成員結(jié)構(gòu)，組裝結(jié)構(gòu)反映了整體和局部的關(guān)系，而類成員結(jié)構(gòu)則反映了泛化和特化的關(guān)系。LNG 企業(yè)安全實訓(xùn)對象之間關(guān)系的梳理運用了結(jié)構(gòu)識別的方法來進行，例如顯示器陣列中的每一個顯示器都具有視頻類的屬性及服務(wù)，都是視頻類的一個特例，每一個顯示器與視頻類之間反映的是泛化與特化的關(guān)系，構(gòu)成了分類結(jié)構(gòu)；視頻類、音頻類、操控類、考核類等對象組成了整個培訓(xùn)系統(tǒng)，它們反映的是整體和局部的關(guān)系，形成一個組裝結(jié)構(gòu)。

3.3 識別主題

面向?qū)ο蠓治鱿到y(tǒng)通過主題來表現(xiàn)總體概貌，將眾多的對象和結(jié)構(gòu)作主題的識別，并進一步歸納組合到更高層次的模塊及子系統(tǒng)中。為了降低系統(tǒng)的復(fù)雜程度，把LNG 企業(yè)安全培訓(xùn)系統(tǒng)劃分成幾個不同的主題，也就是在概念上把系統(tǒng)包含的內(nèi)容劃分為若干個范疇，必須按照不同主題內(nèi)的對象相互間交互和依賴最少的原則來確定主題，例如安全標(biāo)識主題、現(xiàn)場操作主題、安全考核主題等。

3.4 定義屬性

屬性的確定需要明確兩點：一點是問題域，另一點是目標(biāo)系統(tǒng)的任務(wù)。屬性就是數(shù)據(jù)元素，可用來描述對象或分類結(jié)構(gòu)的實例，因此僅需考慮與所分析的LNG 企業(yè)安全培訓(xùn)直接關(guān)聯(lián)的屬性，超出需要解決的問題范圍的屬性不在考慮范圍內(nèi)。在分析過程中首要任務(wù)是找出最重要的屬性，之后再逐漸增添其余屬性［9］。例如安全標(biāo)識培訓(xùn)的主要任務(wù)是讓工作人員掌握各種標(biāo)識的意義，那么安全標(biāo)識培訓(xùn)最重要的屬性就是識別標(biāo)識。

3.5 定義方法

在收到信息后必須進行的對信息的處理辦法就是定義方法。方法不僅要在系統(tǒng)中定義，而且要在對象的存儲中指定。對于每個對象和結(jié)構(gòu)來說，那些用來處理信息的方法（增加、修改、刪除和選擇）本身是不在系統(tǒng)中給出的，雖然它們要在對象的存儲中定義，也可稱為隱含的，而有些則是顯示的。例如消防安全培訓(xùn)，運用實際演練指導(dǎo)的方法讓學(xué)員直觀地學(xué)習(xí)。

在此基礎(chǔ)上，形成了LNG 企業(yè)安全培訓(xùn)平臺面向?qū)ο蠓治龅牧鞒?，見圖2。

4 面向?qū)ο蟮腖NG 企業(yè)安全實訓(xùn)平臺設(shè)計

4.1 面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)設(shè)計

一個層層遞進的系統(tǒng)擴大與補充的過程是由面向?qū)ο蠓治龅矫嫦驅(qū)ο笤O(shè)計，實現(xiàn)系統(tǒng)功能必要組成成分的增加，問題域部分、人機交互部分、控制驅(qū)動部分、數(shù)據(jù)管理部分構(gòu)建及其部署部分的增補［10］。面向?qū)ο蠓治鲭A段的結(jié)果最終被拓展為技術(shù)解決方案以及關(guān)于LNG 企業(yè)安全培訓(xùn)系統(tǒng)技術(shù)構(gòu)造模式的建立都是設(shè)計建模所要完成的。

4.1.1 問題域部分的設(shè)計

問題域部分的設(shè)計要求是把OOA 的結(jié)果當(dāng)作輸入，依據(jù)實現(xiàn)條件，對其進行修改與補足，即問題域部分就是將OOA 結(jié)果依據(jù)時限條件進行修改與補足。針對問題域的概念、表示法及一部分策略，應(yīng)該繼續(xù)運用OOA 的方法來進行設(shè)計，不僅要依據(jù)實現(xiàn)條件設(shè)計OOD，且因為發(fā)現(xiàn)了新錯誤或需求在改變，還要修改OOA 的結(jié)果，這樣完善、調(diào)整安全實訓(xùn)平臺中各系統(tǒng)的屬性就是問題域部分的設(shè)計，作為實現(xiàn)的前提。對OOA 進行修改與補足是重點，這部分工作不是著重細(xì)化，但應(yīng)在OOD 完成其在OOA 未完成的細(xì)節(jié)定義。

4.1.2 人機交互部分的設(shè)計

人機交互部分應(yīng)視為系統(tǒng)中一個獨立的組成部分來分析和設(shè)計，因為其是OOD 模型的外圍組成部分之一，更有利于消除和弱化模擬作業(yè)系統(tǒng)的變化影響問題域部分，考慮活動者的行為描述、系統(tǒng)的行為描述以及信息輸入和顯示輸出的有效進行，因此人機交互部分在安全實訓(xùn)平臺中是必不可少的。人機交互部分包括實訓(xùn)平臺中的操作系統(tǒng)以及視頻系統(tǒng)，它直觀地呈現(xiàn)了培訓(xùn)者的操作行為，通過屏幕界面和控制按鈕的操作，可以直接反映需要傳達的信息以及系統(tǒng)的功能。

4.1.3 控制驅(qū)動部分的設(shè)計

在OOD 部分對控制驅(qū)動部分來建模，描述實現(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計決策，以達到描述問題域固有的并發(fā)行為的目的。其中控制驅(qū)動部分用以表示與定義并發(fā)系統(tǒng)中的各個控制流。以主動對象表達各個控制流（進程、線程）與全部的主動類構(gòu)成控制流驅(qū)動部分。并發(fā)系統(tǒng)控制線程內(nèi)部的情況與順序系統(tǒng)控制線程的情況在安全實訓(xùn)平臺的操控系統(tǒng)中相比較，前者比后者更為復(fù)雜，例如信息有N 種用途、信息的接受者或許有很多個等，如果系統(tǒng)的并發(fā)需求所需要的多控制流要多項任務(wù)同時執(zhí)行，則每一個任務(wù)就是一項控制流，如系統(tǒng)對操作的統(tǒng)籌計算和培訓(xùn)人員操作控制培訓(xùn)設(shè)備。

4.1.4 數(shù)據(jù)管理部分的設(shè)計

為了存儲問題域的長久對象，封閉包裝這些對象的搜索與儲存機制，以及為了減少影響數(shù)據(jù)管理方案的途徑，需要設(shè)計數(shù)據(jù)管理部分，負(fù)責(zé)在指定的數(shù)據(jù)管控系統(tǒng)中儲存和搜索對象的組成部分。建造數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，用于儲存、管理、處理和維修保護數(shù)據(jù)的軟件系統(tǒng)是很有必要的，它是由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和一些相關(guān)軟件組成。安全實訓(xùn)平臺還配有對永久性和臨時性數(shù)據(jù)的訪問及管控的功能，這些數(shù)據(jù)記下了培訓(xùn)的過程，可以作為系統(tǒng)的維修保護及改善的依據(jù)［11］。

4.1.5 構(gòu)建及其部署部分的設(shè)計

在面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)設(shè)計階段后期，思考怎樣對系統(tǒng)的構(gòu)件進行說明、構(gòu)建和組織，以及構(gòu)件怎樣分布在節(jié)點上，其中有系統(tǒng)中每個對象的組成和分布，每個對象的屬性、方式和結(jié)構(gòu)，是時下相對流行的做法［12］。比如在電氣安全培訓(xùn)項目中，應(yīng)該包括客戶端、認(rèn)證服務(wù)器、培訓(xùn)人員資料服務(wù)器，設(shè)計完這三個構(gòu)件之間的相互關(guān)系，培訓(xùn)任務(wù)也就完成。

根據(jù)以上思路和方法，形成了面向?qū)ο蟮腖NG安全實訓(xùn)平臺系統(tǒng)構(gòu)架，如圖3所示。

4.2 系統(tǒng)的實現(xiàn)

中海福建天然氣公司已經(jīng)成功建設(shè)了基于面向?qū)ο蟮陌踩珜嵱?xùn)平臺，其核心是以安全培訓(xùn)教材為依據(jù)，結(jié)合員工實際工作環(huán)境，利用實物、模擬空間來完成安全培訓(xùn)。該平臺在LNG 企業(yè)培訓(xùn)中起到高效、安全快捷的作用，并配備了考核系統(tǒng)，使受訓(xùn)人員對于安全知識的掌握更加牢固。例如動土作業(yè)中的學(xué)員設(shè)備系統(tǒng)屬于人機交互部分，采用教學(xué)用吊機模擬現(xiàn)場操作，使得受訓(xùn)人員能快速掌握安全培訓(xùn)內(nèi)容，熟悉作業(yè)過程中的各種危險因素。如圖4所示，為了讓受訓(xùn)人員在現(xiàn)場中熟悉掌握吊機的各項功能屬性，運用組建好的教學(xué)用模擬吊機讓受訓(xùn)人員提前熟悉操作環(huán)境及操作方法，取得了良好的安全培訓(xùn)效果。

其中，設(shè)備系統(tǒng)用于提供安全培訓(xùn)的具體內(nèi)容，為受訓(xùn)人員提供現(xiàn)場安全操作并了解LNG 操作過程中可能遇到的危險；操控系統(tǒng)提供了任務(wù)管理和數(shù)據(jù)管理，可以進行故障設(shè)置、初始工況設(shè)置、評價和考核、培訓(xùn)操作記錄數(shù)據(jù)庫管理等操作。再結(jié)合視頻教程讓受訓(xùn)人員對于LNG 企業(yè)的安全要求和事故案例有更深入的理解，可以增強以后工作時的安全意識，提高職工的安全操作技能。

5 結(jié)論

本文應(yīng)用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，創(chuàng)新性地提出了基于面向?qū)ο蠓椒ǖ腖NG 企業(yè)安全實物培訓(xùn)平臺，主要內(nèi)容是從組織結(jié)構(gòu)上，對作業(yè)現(xiàn)場進行模擬，并且將不同對象進行分類后賦予其不同的屬性及操作。該實訓(xùn)平臺具有可操作性強，各種類型的器材、設(shè)備、模擬工作場所均能真實地反映作業(yè)現(xiàn)場情況等優(yōu)點，目前中海福建天然氣公司將此平臺應(yīng)用于實際，根據(jù)反饋情況，其效果良好、實用性強。此外，LNG 企業(yè)安全實訓(xùn)平臺應(yīng)用面向?qū)ο蠹夹g(shù)的構(gòu)建設(shè)計過程，將建設(shè)效率極大地提高，并且強化了安全培訓(xùn)的內(nèi)容變化時系統(tǒng)的應(yīng)變能力；同時面向?qū)ο蠹夹g(shù)良好的繼承性、派生性、封裝性促進了安全培訓(xùn)系統(tǒng)穩(wěn)定性的提高，且系統(tǒng)中各培訓(xùn)功能的可重用性好、可維護性高。

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