新媒体技术在煤矿安全培训中的优势分析

靳 凯，吴 强*，李兴国，张小建，成董浩

（1.黑龙江科技大学安全工程学院，黑龙江哈尔滨150022；2.冀中能源邯郸矿业集团有限公司，河北邯郸056000；3.华北理工大学矿业工程学院，河北唐山063201）

目前，煤炭作为我国主要的消费能源，在国家迅速发展过程中起着至关重要的作用，但煤炭开采也被认为是安全事故高发的行业之一，煤尘爆炸、冒顶、冲击地压、透水等事故严重危害煤炭开采过程中的安全性，为煤矿企业及煤矿职工带来重大的经济损失和生命财产的威胁[1-3]。在十九大中，习近平总书记强调：“树立安全发展理念，弘扬生命至上、安全第一的思想，健全公共安全体系，完善安全生产责任制，坚决遏制重特大安全事故，提升防灾减灾救灾能力”。其中，加强煤矿安全培训效果，提升煤矿职工安全意识，是减少煤矿安全事故发生的途径之一[4]。

鉴于近年来，随着微博、微信、VR、三维动画等新媒体技术的广泛应用，各大高校、培训机构、互联网企业等各行各业均借助新媒体技术进行产品的宣传与营销、企业职工技能的培训与提升，取得了显著效果。煤炭企业在对职工的安全培训过程中，可通过引入新媒体技术，借助其便捷性、趣味性等优势，提升煤矿安全培训效果，强化员工安全意识。

1 传统煤矿安全培训现状

1.1 相对薄弱的师资力量

传统的煤矿安全培训，师资力量主要源自地方高校、中小型培训机构以及具有丰富现场经验的工程师。师资力量相对薄弱，高校教师对企业安全培训的教学内容与企业实际需求不符，且员工文化水平普遍较低，教师与职工学历背景之间天然的鸿沟、煤矿学科知识的复杂性造成了员工对培训内容的未掌握、理解不透彻等诸多问题；中小型培训机构资质不足，采用市面上普遍通用的教学大纲对所服务区域内的煤矿企业员工进行安全培训，且未根据培训企业实际情况进行企业定制化的针对性教学，降低了安全培训效果；具有丰富现场经验的企业工程师相比理论知识的传授，其更擅长于实操经验的分享，员工缺乏理论基础，对所培训内容的掌握程度仅停留在具体实操问题解决办法的层次上，并未从理论上真正掌握此类问题的通用解决法则，缺少相关的理论培训。

1.2 授课模式单一

煤矿安全培训授课模式单一，主要采取口述、黑板报、PPT放映的传统模式。鉴于煤矿学科实践性强的特点，这些传统授方式无法全方位直观地呈现给培训人员，仅依靠口述，结合板书以及PPT图片进行授课，造成培训人员理解上的偏差与不足，使煤矿安全培训成为讲师单方面信息输出模式，未达到教师/工程师与员工之间信息双向传递的理想状态。

1.3 授课内容针对性不强

煤矿企业工种繁多，学科交叉性强，员工个体从事职位类别相异，对所属职位技能掌握程度不同，所需培训点各不相同。但传统的煤矿安全培训，其授课内容广而不精，采用灌输式学习模式，对员工个体而言缺乏有效的针对性，直接或间接导致员工对培训内容无兴趣，弱化了煤矿安全培训效果。

1.4 授课时间短而集中

煤矿企业生产任务繁重，员工作息时间不稳定，在中小型煤矿中，为了安全培训的正常进行，企业通常进行集中脱产模式的安全培训，其授课时间短、单位时间内授课内容繁多、满堂灌的填鸭式教学模式以及员工理解、接受能力较低，导致培训效果的不理想。

1.5 培训成本相对较高

矿业学科具有实践性强的特点，且与机械、电力等其他学科的交叉性较强，传统的煤矿安全培训达到理想的培训效果所需人力、物力成本较高，对培训场所的硬件设施要求严格，培训周期较长，过高的培训成本是煤矿企业的负担。

2 新媒体技术优势

2.1 相对雄厚师资力量

新媒体技术应用于煤矿安全培训中，师资力量来源广泛。借助微信公众号平台，全国知名院校的专家学者、大型国家级培训机构讲师以及本行业具有高学历背景的知名一线高级工程师均可在此平台上对全国任一煤矿员工进行在线安全培训；高校专家学者可以通过自身扎实的理论基本功对员工进行浅入深出的理论指导，员工对培训内容的掌握程度有保障；大型国家级培训机构讲师根据全国各典型煤矿的安全培训情况，结合本矿实际，总结出适合本矿的教学大纲进行员工的安全培训，且培训机构资质可得以保障；具有高学历背景的知名高级煤矿工程师通过该平台传授煤矿现场常见问题的实际解决方式，并辅以基本理论知识进行原理性讲解。工程师自身高学历背景及丰富的现场经验是员工能够真正掌握培训内容并实现触类旁通效果的保障。

2.2 授课模式多样化

相比传统安培培训的授课模式单一化，新媒体技术下的授课模式更加多样化。借助VR技术，强化员工实操技能，免去了传统教学模式的枯燥性，趣味性更强，员工参与积极性更高；借助三维动画合成技术，播放经过渲染的现场灾害动画，敲响安全警钟，提升员工安全意识；借助微信的移动性、兼容性等特点，通过微信公众平台，嵌入第三方学习系统，推送培训相关资料，可以实现文字、语音及视频等方面的授课模式。

2.3 授课内容针对性强

微信、三维动画及VR技术引入煤矿安全培训，其授课针对性强。企业可借助微信公众平台为特定的技术工种员工在线推送特定的文字及三维动画资料，方便员工学习到适用于自己的技能，员工的自主学习性增强，有助于提升安全培训效果。此外，员工可穿戴VR外接设备，进行虚拟性作业，强化实操熟练度，趣味性强，员工参与性高。

2.4 授课时间灵活

鉴于煤矿生产任务繁重，引入新媒体技术于煤矿安全培训中，借助其强大的移动性，便捷性，员工可实现随时随地在线学习，减少集中脱产培训次数，单位时间内授课内容相对较少，且借助新媒体技术在培训过程中充分可发挥员工主观能动性，不仅有助于煤矿生产任务的正常进行，且有助于提升培训效果。

2.5 培训成本相对较低

相比于传统煤矿安全培训模式，引入新媒体技术，有助于降低培训成本。通过微信公众平台，实行全国知名院校的专家学者、大型国家级培训机构讲师以及本行业具有高学历背景的知名一线高级工程师在线授课模式，实现煤矿企业之间的微信公众平台资源共享，均摊费用更低，获取培训的资源更广；通过观看三维动画及VR体验进行安培，免去员工现场进行实操作业的培训，避免影响正常的生产任务，对培训场所需硬件条件要求较低，且员工可利用闲散时间随时进行培训，周期更短，成本更低。

3 新媒体技术的应用场景

3.1 虚拟现实技术

虚拟现实技术，简称VR技术，是一种可以通过创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，利用计算机生成一种可视化三维模拟环境，具有存在感、交互性、多感知性及自主性四大特征。煤矿安全培训引入此技术，可以真实模拟在生产过程中发生的冒顶、顶板大面积来压、煤与瓦斯突出、火灾等煤矿灾害。一方面，使受培训员工体验到身临其境的感觉，切身体会到其危害性，使得员工端正培训态度，加强培训效果；另一方面，在模拟的灾害场景放映过程中，培训员工使其场景后退、暂停或快进的自主权，通过该技术的多感知性、交互性，细致观察到发生各类煤矿灾害的源头、感受到其危害性，并且通过交互式外接设备（例如头戴式虚拟现实眼镜、交互式数据手套），选择最佳逃生路线，在虚拟场景中获得实操经验，体会到在该场景下该实操行为所带来的触觉、视觉等方面的物理感知，加深感官知觉，提升培训效果。目前，这种技术已经应用于道路铺设、科学研究、汽车仿真等方向，并且已经在教育培训行业得到广泛应用。该技术大规模应用到煤矿安全培训中，不仅仅会提升培训效果，而且可免去生产现场实地学习，避免发生各类意外，降低培训成本。

3.2 三维动画

3d Max是Discreet公司研发的基于电脑端的三维模拟动画制作软件，该软件广泛应用于传媒行业、工程行业、电娱游戏等行业，技术应用相对成熟。会声会影是Corel公司研发的一款功能强大的视频后期处理软件，提供视频剪辑、配音、视频特效等超过百种的视频编辑效果，操作简单，易于学习。煤矿三维动画需要结合3dmax和会声会影两种软件的优势点进行制作。利用3dmax进行三维动画的视频制作，利用会声会影进行后期音频的合成、播放特效的叠加，可制作煤矿安全培训的三维动画。由于各类煤矿事故大多发生在煤田局部，动画只需要反映发生灾害地点的情况即可，利用3d Max建模简单，只需要将局部设备种类、巷道走向等关键因素，结合灾害发生的原因，通过建模手段，以动画的形式渲染出来，达到情景再现，弥补传统PPT授课方式的不足，使员工在视觉和听觉上获得冲击感，体会到灾害的危险性，提升安全培训效果。此外，煤矿生产任务繁重，通过观看三维动画的培训模式，不仅不会影响正常的生产，而且可以利用员工闲暇时间，在手机端即可实现在线培训。

3.3 微信

目前，微信是大众对各种信息分享的主流媒介，大多企业、高校、科研单位等均申请有微信公众号，企业可提供相关资质材料申请获得。通过该平台，可以为目标群体推送图文、影音内容，并且可以实现全方位、多层次的互动。煤矿企业通过微信平台，在微信公众号下嵌入第三方学习系统，推送相关培训资料，实现在线培训。职工依托该平台，根据自身对煤矿某方面安全了解上的不足，选择性阅读、观看推送在该平台上的各类文字、视频内容，达到自主学习的效果，同时系统后台自动记录员工学习情况，便于企业了解员工培训情况，并且可以根据后台大数据，分析出职工对培训内容所掌握的薄弱环节以及兴趣点，后期可以加强相关方面的影音文字资料的推送。各类推送素材，可以来源于网络、煤矿领域专家学者、具有丰富现场经验的高级工程师等渠道，通过其描述制作成各类培训素材，通过该平台推送。这种培训方式具有很强的便捷性、针对性、趣味性。在职工闲暇之余，不经意之间，便完成了培训内容，投资小，成本低。

4 新媒体技术的培训效果对比及应用前景

鉴于新媒体技术在煤矿安全培训中应用的可行性，笔者借助AHP（层次分析法）对三种新媒体技术（微信、三维动画、VR）进行培训效果的定量分析。层次分析法模型结构，见图1。其中，由上至下依次为目标层、准则层和方案层。

图1 层次分析法模型结构图

4.1 准则层对目标层权重计算

4.1.1 判断矩阵的建立

通过问卷调查及专家打分情况，依据AHP模型规则，将准则层中的各因素与目标层因素相对重要程度用判断矩阵A表示出来，如式（1）所示。其中，为方便量化其重要程度，用数字1～9及其倒数作为重要性尺度，对比尺度，见表1。其中，度量标准为2，4，6，8时，表明其重要性介于表1中2个相邻度量等级之间。

表1 尺度对照表

4.1.2 准则层对目标层的权重向量计算

笔者采用方根法计算权重向量。首先计算矩阵A各行的几何平均值，可得到列向量A1，如式（2）～（3）所示；对列向量A1作归一化处理，如式（4）～（5）所示，得到相对权重向量A2。计算权重结果，见图2。其中，i，j=1,2…5。

图2 影响培训效果的五种因素权重

4.1.3 判断矩阵的一致性检验

根据AA2=λA2计算出判断矩阵的最大特征值，如式（6）所示。然后进行判断矩阵的一致性检验，检验方法如式（7）～（8）所示，其中CI为一致性指标，CI越大，不一致性越严重；n为准则层因素数量，这里取5；CR为一致性比率，仅当CR＜0.1时，通过一致性检验；RI为随机一致性指标，这里取1.12。经计算可得，CR=0.0660＜0.1，一致性检验通过。其中，i，j=1,2…5。

4.2 方案层对准则层的权向量计算及一致性检验

表2 计算结果

4.3 方案层对目标层的组合权向量

综述以上，方案层对目标层的组合权向量W计算如式（9）所示。经计算可得三种新媒体技术的培训效果权重，见图3。且CR=0.063 4＜0.1，一致性检验通过。

图3 三种新媒体技术培训效果比重图

4.4 结果分析

由图3知，VR是煤矿安全培训中效果最佳的新媒体技术，并且与文献[5]～[8]研究结果基本一致，表明该结果合理可信。同时微信权重也相对较高，主要原因为微信广泛应用与大众生活中，其便捷性、费用、针对性等方面具有明显优势。三维动画在三种技术中比重虽相对较小，但在员工接受培训过程中，某些抽象的煤矿技术可进行动画模拟，便于员工更加深刻的理解。

5 结语

煤矿企业，安全生产永远是第一要务。新媒体技术日益盛行，并已成为大众生活中不可或缺的部分，各行各业均已认识到新媒体技术所带来的机遇与挑战。借助该技术的优势已经成为了本行业寻求新发展、新突破的契机，是大势所趋。煤炭行业作为传统行业，应跟随时代潮流，勇于接受并应用新媒体技术这一新鲜事物于安全培训中，弥补传统安全培训的不足，强化员工安全意识，提高员工职业技能，促进我国煤炭企业的安全生产。