一种水运工程施工安全教育及运营操作培训方法及系统

摘要

本发明公开了一种水运工程施工安全教育及运营操作培训方法及系统，包括以下步骤：利用三维游戏开发引擎构建水运工程施工安全教育及运营操作培训系统，所述水运工程施工安全教育及运营操作培训系统内存在VR执行系统，所述VR执行系统内包含不同功能的系统，用于现场工作人员进行水运工程施工安全教育及运营操作的知识学习。本发明能够通过VR执行系统内不同的功能对水运工程施工和港口运营操作的从业人员学习贴合实际项目施工的安全知识和码头运营的操作知识。

说明书

技术领域

本发明涉及安全教育培训领域，特别是一种水运工程施工安全教育及运营操作培训方法及系统。

背景技术

目前市场上已有的施工安全教育虚拟现实产品多以典型的市政项目场景为主，场景单调，对水运项目没有针对性，不适用于水运项目施工安全教育。另一方面，操作培训教育的虚拟现实产品则相对来说更少，某些高校中有开展水运行业的虚拟现实教学，但在实际的工厂和公用设施的操作培训中应用较少。开发以典型的水运工程及港口运营为背景，融入以水运工程施工安全及港口运营操作为标准化场景的虚拟现实安全教育系统，可以使水运工程施工和港口运营操作的从业人员学习贴合实际项目施工的安全知识和码头运营的操作知识，提高公司工程施工安全教育及码头运营培训的整体水平，增强公司的技术实力，同时填补行业空白。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种水运工程施工安全教育及运营操作培训方法及系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明第一方面提供了一种水运工程施工安全教育及运营操作培训方法，包括以下步骤：

基于三维游戏开发引擎构建水运工程施工安全教育及运营操作培训系统，根据所述水运工程施工安全教育及运营操作培训系统构建VR执行系统模块；

运行VR执行系统模块中的施工安全教育知识平台，所述施工安全教育知识平台基于VR技术对现场工作人员进行培训与考核，根据考核结果对所述施工安全教育知识平台进行数据更新；

运行VR执行系统模块中的水运工程典型场景系统，在所述水运工程典型场景系统中通过BIM三维建模技术建立水运工程典型场景，通过模型转换至VR执行系统，供给现场工作人员通过VR技术了解及体验所述水运工程典型场景；

运行VR执行系统模块中的水运工程安全标准化学习系统，在水运工程典型场景数据库中导入安全标准化体验场景数据构建安全标准化体验场景，水运工程安全标准化学习系统根据所述安全标准化体验场景让现场工作人员进行学习；

运行VR执行系统模块中的水运工程典型事故模拟体验系统，在水运工程典型场景数据库中导入模拟安全事故数据构建模拟安全事故体验场景，水运工程安全标准化学习系统根据所述模拟安全事故体验场景让现场工作人员进行学习；

运行VR执行系统模块中的基于港口工程常见作业虚拟现实培训系统，所述基于港口工程常见作业虚拟现实培训系统包括船舶靠泊系缆操作虚拟现实系统与码头输油臂操作虚拟现实系统，所述船舶靠泊系缆操作虚拟现实系统与码头输油臂操作虚拟现实系统通过VR技术创建船舶靠泊系缆操作的各个步骤和码头输油臂操作的各个步骤供给现场工作人员学习。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述基于三维游戏开发引擎构建水运工程施工安全教育及运营操作培训系统，根据所述水运工程施工安全教育及运营操作培训系统构建VR执行系统模块，具体为：

基于三维游戏开发引擎，开发构建水运工程施工安全教育及运营操作培训系统，现场工作人员通过所述水运工程施工安全教育及运营操作培训系统沉浸学习水运工程施工安全知识及运营操作方法；

基于所述水运工程施工安全教育及运营操作培训系统，构建VR执行系统模块，所述VR执行系统模块包括：施工安全教育知识平台、水运工程典型场景系统、水运工程安全标准化学习系统、水运工程典型事故模拟体验系统和基于港口工程常见作业虚拟现实培训系统。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述运行VR执行系统模块中的施工安全教育知识平台，所述施工安全教育知识平台基于VR技术对现场工作人员进行培训与考核，根据考核结果对所述施工安全教育知识平台进行数据更新，具体为：

运行VR执行系统模块中的施工安全教育知识平台，在所述施工安全教育知识平台内的学习程序中，导入施工安全教育PPT文件和施工安全教育视频文件，现场工作人员通过VR技术学习所述施工安全教育PPT文件和施工安全教育视频文件；

所述施工安全教育知识平台对进行学习的现场工作人员进行学习记录考勤，所述施工安全教育知识平台通过VR交互的方式对现场工作人员进行施工安全知识考核，得到考核数据，根据所述考核数据，制作施工安全知识错误率图，所述施工安全教育知识平台根据施工安全错误率图的重点错题，丰富施工安全教育错题知识并存储进施工安全教育知识平台内；

施工安全教育知识平台通过VR交互的方式对现场工作人员进行施工安全教育标准化培训，所述施工安全教育标准化培训后记录现场工作人员接受事故模拟教育的情况，所述施工安全教育知识平台分析评估现场工作人员接受事故模拟教育的情况得到事故模拟教育结果，根据所述事故模拟教育结果对施工安全教育的实施进行改进。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述运行VR执行系统模块中的水运工程典型场景系统，在所述水运工程典型场景系统中通过BIM三维建模技术建立水运工程典型场景，通过模型转换至VR执行系统，供给现场工作人员通过VR技术了解及体验所述水运工程典型场景，具体为：

运行VR执行系统模块中的水运工程典型场景系统，在所述水运工程典型场景系统导入由BIM三维建模软件构建的水运工程典型场景模型，以下是BIM三维建模软件构建水运工程典型场景模型的具体操作步骤：

获取水运工程典型场景数据，所述水运工程典型场景数据包括测绘数据、测量数据、勘探数据、外形尺寸数据、内部空间尺寸数据和外部颜色纹理数据，将水运工程典型场景数据进行分类后，构建水运工程典型场景数据库，基于水运工程典型场景数据库，使用CAD制作成水运工程典型场景二维平面图；

将所述水运工程典型场景二维平面图导入BIM三维建模软件，所述BIM三维建模软件对水运工程典型场景二维平面图的参数进行拉伸立体化，构建水运工程典型场景三维模型，随后通过大数据技术，在BIM三维建模软件中导入水运工程典型场景工作人员的身体特征信息，构建水运工程典型场景工作人员三维模型；

根据水运工程典型场景的实际情况，基于水运工程典型场景数据库，对水运工程典型场景三维模型与水运工程典型场景工作人员三维模型进行色彩填充处理、尺寸样式更改处理，将处理后的水运工程典型场景三维模型与水运工程典型场景工作人员三维模型导入水运工程典型场景系统；

现场工作人员在水运工程典型场景系统中通过VR技术、水运工程典型场景三维模型与水运工程典型场景工作人员三维模型了解水运工程典型场景，并基于水运工程典型场景三维模型进行漫游体验。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述运行VR执行系统模块中的水运工程安全标准化学习系统，在水运工程典型场景数据库中导入安全标准化体验场景数据构建安全标准化体验场景，水运工程安全标准化学习系统根据所述安全标准化体验场景让现场工作人员进行学习，具体为：

将安全标准化体验场景数据导入到水运工程典型场景数据库中，基于水运工程典型场景数据库，各种水运工程典型场景三维模型进行模型数据整合得到安全标准化体验场景；

运行VR执行系统模块中的水运工程安全标准化学习系统，将所述安全标准化体验场景导入水运工程安全标准化学习系统中，现场工作人员通过VR技术，漫游在安全标准化体验场景中学习安全标准化知识并反馈安全标准化补充数据，水运工程安全标准化学习系统自动将所述安全标准化补充数据储存入水运工程典型场景数据库并更新安全标准化体验场景。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述运行VR执行系统模块中的水运工程典型事故模拟体验系统，在水运工程典型场景数据库中导入模拟安全事故数据构建模拟安全事故体验场景，水运工程安全标准化学习系统根据所述模拟安全事故体验场景让现场工作人员进行学习，具体为：

将模拟安全事故数据导入到水运工程典型场景数据库中，基于水运工程典型场景数据库，各种水运工程典型场景三维模型进行模型数据整合得到模拟安全事故体验场景；

运行VR执行系统模块中的水运工程典型事故模拟体验系统，将所述模拟安全事故体验场景导入水运工程典型事故模拟体验系统中，现场工作人员通过VR技术，漫游在安全标准化体验场景中学习安全事故并反馈模拟安全事故补充数据，水运工程典型事故模拟体验系统自动将所述模拟安全事故数据储存入水运工程典型场景数据库并更新模拟安全事故体验场景。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述运行VR执行系统模块中的基于港口工程常见作业虚拟现实培训系统，所述基于港口工程常见作业虚拟现实培训系统包括船舶靠泊系缆操作虚拟现实系统与码头输油臂操作虚拟现实系统，所述船舶靠泊系缆操作虚拟现实系统与码头输油臂操作虚拟现实系统通过VR技术创建船舶靠泊系缆操作的各个步骤和码头输油臂操作的各个步骤供给现场工作人员学习，具体为：

运行VR执行系统模块中的基于港口工程常见作业虚拟现实培训系统，所述基于港口工程常见作业虚拟现实培训系统包括船舶靠泊系缆操作虚拟现实系统和码头输油臂操作虚拟现实系统；

运行所述基于港口工程常见作业虚拟现实培训系统中的船舶靠泊系缆操作虚拟现实系统，基于所述船舶靠泊系缆操作虚拟现实系统，通过VR技术创建船舶靠泊系缆的各个步骤场景；

运行所述基于港口工程常见作业虚拟现实培训系统中的码头输油臂操作虚拟现实系统，基于码头输油臂操作虚拟现实系统，通过VR技术创建输油臂操作的各个步骤场景；

现场工作人员根据船舶靠泊系缆的各个步骤场景和输油臂操作的各个步骤场景，通过VR技术学习船舶靠泊系缆操作以及输油臂操作。

本发明第二方面还提供了一种水运工程施工安全教育及运营操作培训系统，所述水运工程施工安全教育及运营操作培训系统包括存储器与处理器，所述存储器中储存有水运工程施工安全教育及运营操作培训程序，所述水运工程施工安全教育及运营操作培训程序被所述处理器执行时，实现如下步骤：

基于三维游戏开发引擎构建水运工程施工安全教育及运营操作培训系统，根据所述水运工程施工安全教育及运营操作培训系统构建VR执行系统模块；

运行VR执行系统模块中的施工安全教育知识平台，所述施工安全教育知识平台基于VR技术对现场工作人员进行培训与考核，根据考核结果对所述施工安全教育知识平台进行数据更新；

运行VR执行系统模块中的水运工程典型场景系统，在所述水运工程典型场景系统中通过BIM三维建模技术建立水运工程典型场景，通过模型转换至VR执行系统，供给现场工作人员通过VR技术了解及体验所述水运工程典型场景；

运行VR执行系统模块中的水运工程安全标准化学习系统，在水运工程典型场景数据库中导入安全标准化体验场景数据构建安全标准化体验场景，水运工程安全标准化学习系统根据所述安全标准化体验场景让现场工作人员进行学习；

运行VR执行系统模块中的水运工程典型事故模拟体验系统，在水运工程典型场景数据库中导入模拟安全事故数据构建模拟安全事故体验场景，水运工程安全标准化学习系统根据所述模拟安全事故体验场景让现场工作人员进行学习；

运行VR执行系统模块中的基于港口工程常见作业虚拟现实培训系统，所述基于港口工程常见作业虚拟现实培训系统包括船舶靠泊系缆操作虚拟现实系统与码头输油臂操作虚拟现实系统，所述船舶靠泊系缆操作虚拟现实系统与码头输油臂操作虚拟现实系统通过VR技术创建船舶靠泊系缆操作的各个步骤和码头输油臂操作的各个步骤供给现场工作人员学习。

本发明解决的背景技术中存在的技术缺陷，本发明具备以下有益效果：利用三维游戏开发引擎构建水运工程施工安全教育及运营操作培训系统，所述水运工程施工安全教育及运营操作培训系统内存在VR执行系统，所述VR执行系统内包含不同功能的系统，用于现场工作人员进行水运工程施工安全教育及运营操作的知识学习。本发明能够通过VR执行系统内不同的功能对水运工程施工和港口运营操作的从业人员学习贴合实际项目施工的安全知识和码头运营的操作知识。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1示出了一种水运工程施工安全教育及运营操作培训方法的流程图；

图2示出了通过BIM三维建模技术搭建水运工程典型场景的流程图；

图3示出了一种水运工程施工安全教育及运营操作培训系统的视图；

图4示出了一种水运工程施工安全教育及运营操作培训系统架构图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示本发明提供了一种水运工程施工安全教育及运营操作培训方法的流程图，包括以下步骤：

S102：基于三维游戏开发引擎构建水运工程施工安全教育及运营操作培训系统，根据所述水运工程施工安全教育及运营操作培训系统构建VR执行系统模块；

S104：运行VR执行系统模块中的施工安全教育知识平台，所述施工安全教育知识平台基于VR技术对现场工作人员进行培训与考核，根据考核结果对所述施工安全教育知识平台进行数据更新；

S106：运行VR执行系统模块中的水运工程典型场景系统，在所述水运工程典型场景系统中通过BIM三维建模技术建立水运工程典型场景，通过模型转换至VR执行系统，供给现场工作人员通过VR技术了解及体验所述水运工程典型场景；

S108：运行VR执行系统模块中的水运工程安全标准化学习系统，在水运工程典型场景数据库中导入安全标准化体验场景数据构建安全标准化体验场景，水运工程安全标准化学习系统根据所述安全标准化体验场景让现场工作人员进行学习；

S110：运行VR执行系统模块中的水运工程典型事故模拟体验系统，在水运工程典型场景数据库中导入模拟安全事故数据构建模拟安全事故体验场景，水运工程安全标准化学习系统根据所述模拟安全事故体验场景让现场工作人员进行学习；

S112：运行VR执行系统模块中的基于港口工程常见作业虚拟现实培训系统，所述基于港口工程常见作业虚拟现实培训系统包括船舶靠泊系缆操作虚拟现实系统与码头输油臂操作虚拟现实系统，所述船舶靠泊系缆操作虚拟现实系统与码头输油臂操作虚拟现实系统通过VR技术创建船舶靠泊系缆操作的各个步骤和码头输油臂操作的各个步骤供给现场工作人员学习。

需要说明的是，本发明能够使水运工程施工和港口运营操作的从业人员学习贴合实际项目施工的安全知识和码头运营的操作知识。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述S102，具体为：

基于三维游戏开发引擎，开发构建水运工程施工安全教育及运营操作培训系统，现场工作人员通过所述水运工程施工安全教育及运营操作培训系统沉浸学习水运工程施工安全知识及运营操作方法；

基于所述水运工程施工安全教育及运营操作培训系统，构建VR执行系统模块，所述VR执行系统模块包括：施工安全教育知识平台、水运工程典型场景系统、水运工程安全标准化学习系统、水运工程典型事故模拟体验系统和基于港口工程常见作业虚拟现实培训系统。

需要说明的是，三维游戏开发引擎是一个能让玩家轻松创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的多平台的综合型游戏开发工具，在水运工程施工安全教育及运营操作培训方面，三维游戏开发引擎用于开发创建水运工程施工安全教育及运营操作培训系统。所述VR执行系统模块为开发水运工程施工安全教育及运营操作培训系统内不同的功能，不同的功能均由不同的VR执行系统模块组成。本发明能够通过三维游戏开发引擎开发创建水运工程施工安全教育及运营操作培训系统。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述S104，具体为：

运行VR执行系统模块中的施工安全教育知识平台，在所述施工安全教育知识平台内的学习程序中，导入施工安全教育PPT文件和施工安全教育视频文件，现场工作人员通过VR技术学习所述施工安全教育PPT文件和施工安全教育视频文件；

所述施工安全教育知识平台对进行学习的现场工作人员进行学习记录考勤，所述施工安全教育知识平台通过VR交互的方式对现场工作人员进行施工安全知识考核，得到考核数据，根据所述考核数据，制作施工安全知识错误率图，所述施工安全教育知识平台根据施工安全错误率图的重点错题，丰富施工安全教育错题知识并存储进施工安全教育知识平台内；

施工安全教育知识平台通过VR交互的方式对现场工作人员进行施工安全教育标准化培训，所述施工安全教育标准化培训后记录现场工作人员接受事故模拟教育的情况，所述施工安全教育知识平台分析评估现场工作人员接受事故模拟教育的情况得到事故模拟教育结果，根据所述事故模拟教育结果对施工安全教育的实施进行改进。

需要说明的是，施工安全教育知识平台采用VR交互的方式使现场工作人员沉浸式学习施工安全教育知识，考核分析现场工作人员对施工安全教育知识了解程度，通过考核数据分析现场施工人员需侧重学习的题目，丰富现场工作人员的施工安全教育知识。施工安全教育标准化培训后记录现场工作人员接受事故模拟教育的情况可以为安全教育实施针对性的改进。本发明能够通过施工安全教育知识平台提高现场工作人员对施工安全教育的知识水平。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述S108，具体为：

将安全标准化体验场景数据导入到水运工程典型场景数据库中，基于水运工程典型场景数据库，各种水运工程典型场景三维模型进行模型数据整合得到安全标准化体验场景；

运行VR执行系统模块中的水运工程安全标准化学习系统，将所述安全标准化体验场景导入水运工程安全标准化学习系统中，现场工作人员通过VR技术，漫游在安全标准化体验场景中学习安全标准化知识并反馈安全标准化补充数据，水运工程安全标准化学习系统自动将所述安全标准化补充数据储存入水运工程典型场景数据库并更新安全标准化体验场景。

需要说明的是，所述安全标准化体验场景共21个，分别为：临时设施与设备（两区三场，临时用电，施工便道，临时码头，栈桥和水上作业平台）、通用作业（支架与模板工程，脚手架，钢筋工程，水上水下作业，爆破作业，高处作业，临边防护）、港口工程（桩基施工，抛石作业，预制构件起吊、出运和安装，插入式大直径钢圆筒结构施工）、疏浚和吹填（疏浚施工，吹填施工）和沉箱移运（千斤顶顶升，沉箱溜放，沉箱顶推，台车移运）。本发明能够通过VR技术使现场工作人员身临其境的学习安全标准化知识，对施工安全技术交底进行有效的补充。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述S110，具体为：

将模拟安全事故数据导入到水运工程典型场景数据库中，基于水运工程典型场景数据库，各种水运工程典型场景三维模型进行模型数据整合得到模拟安全事故体验场景；

运行VR执行系统模块中的水运工程典型事故模拟体验系统，将所述模拟安全事故体验场景导入水运工程典型事故模拟体验系统中，现场工作人员通过VR技术，漫游在安全标准化体验场景中学习安全事故并反馈模拟安全事故补充数据，水运工程典型事故模拟体验系统自动将所述模拟安全事故数据储存入水运工程典型场景数据库并更新模拟安全事故体验场景。

需要说明的是，所述模拟安全事故体验场景通过将模拟安全事故数据导入至水运工程典型场景数据库中并与各种水运工程典型场景三维模型进行模型数据整合得到。在所述模拟安全事故体验场景中，模拟体验者体验例如：模拟失重坠落、物体坠落、击打、溺水等感观上的冲击，模拟体验者在系统提示下自主操作完成安全事故的重现，加深安全教育的作用。模拟体验者在体验后提供反馈，能使水运工程典型事故模拟体验系统数据更完善。本发明能够通过VR技术使模拟体验者身临其境模拟体验安全事故，加深安全教育作用。

进一步的，本发明的一个较佳实施例，所述S112，具体为：

运行VR执行系统模块中的基于港口工程常见作业虚拟现实培训系统，所述基于港口工程常见作业虚拟现实培训系统包括船舶靠泊系缆操作虚拟现实系统和码头输油臂操作虚拟现实系统；

运行所述基于港口工程常见作业虚拟现实培训系统中的船舶靠泊系缆操作虚拟现实系统，基于所述船舶靠泊系缆操作虚拟现实系统，通过VR技术创建船舶靠泊系缆的各个步骤场景；

运行所述基于港口工程常见作业虚拟现实培训系统中的码头输油臂操作虚拟现实系统，基于码头输油臂操作虚拟现实系统，通过VR技术创建输油臂操作的各个步骤场景；

现场工作人员根据船舶靠泊系缆的各个步骤场景和输油臂操作的各个步骤场景，通过VR技术学习船舶靠泊系缆操作以及输油臂操作。

需要说明的是，所述船舶靠泊系缆的各个步骤主要包括：（1）准备工作，通知船员上岗做准备工作，绞缆机加油并试车，清理工作场所，移走妨碍带缆作业的杂物，备妥通信设备、照明灯等，准备工作完毕，向驾驶台报告。（2）投掷撇缆，通常船舶距码头还有一段距离时，便抛下外档锚以控制船头向码头贴靠速度。当船舶接近码头时，及时、准确地将撇缆投到码头上。（3）出缆，撇缆抛出后，迅速将撇缆缆绳的手持端在系缆的琵琶头上打一个撇缆活结（或其他有效系结），然后将缆绳送出舷外。（4）松缆，码头操作人员收拉撇缆绳的同时，船上往舷外松缆。（5）绞缆，系缆送到码头，将琵琶头套上码头系缆墩后，绞收缆绳使船渐渐靠拢码头。（6）挽缆，当船舶靠拢码头后，将系缆从卷筒上取下，在缆桩上挽捞。

另外需要说明的是，所述输油臂操作的各个步骤主要包括：（1）解开输油臂外臂缆绳，打开锁紧装置手柄，插上止回栓。（2）将电气控制柜面板上的“功能选择”开关转至“报警等待”位置，在遥控操作时将“控制方式”开关转至“遥控”位置，“状态选择”开关转至“驱动”位。（3）打开“电源开关”。（4）按下发射器上的“开始”按钮，再按下六个方向按钮中的任意一个，启动液压泵。（5）触发各个方向按钮，控制输油臂使三维接头的接口向槽船集管法兰运动。（6）当三维接头的接口靠近船集管法兰接口时，点动方向控制按钮，使三维接头法兰缓慢移向槽船集管法兰。（7）打开快速接头联接爪，取下两法兰，操作手动快速接头将两法兰固定在一起。（8）放下可调支腿，顺时针旋转其手柄，向下微调支腿全合适位置，使支腿与甲板压紧。（9）开始输送介质。

图2示出了通过BIM三维建模技术搭建水运工程典型场景的流程图，包括以下步骤：

S202：获取水运工程典型场景的数据并进行分类，构建水运工程典型场景数据库并使用CAD制作水运工程二维平面图；

S204：通过BIM三维建模软件构建水运工程典型场景三维模型；

S206：对所述水运工程典型场景三维模型进行完善处理。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述S202，具体为：

在无人机上安装摄像头与激光雷达扫描装置，使无人机在水运工程典型场景建筑上空进行扫描，获得水运工程典型场景数据；

所述水运工程典型场景数据包括测绘数据、测量数据、勘探数据、外形尺寸数据、内部空间尺寸数据和外部颜色纹理数据，将水运工程典型场景数据进行分类后，构建水运工程典型场景数据库，基于水运工程典型场景数据库，使用CAD制作成水运工程典型场景二维平面图。

需要说明的是，水运工程典型场景包括预制场、搅拌站、办公生活区、栈桥等临时典型施工设施，码头结构、防波堤、护岸、道路堆场和辅助建筑物等典型工程设施，挖机、履带吊等典型陆上机械，起重船、打桩船、挖泥船等典型施工船舶，临海的典型周边环境。所述CAD制图目的是将水运工程典型场景数据制作成水运工程典型场景数据二维平面图，能够清晰直观表达出水运工程典型场景数据的各种数据参数。本发明能够通过CAD制作水运工程典型场景数据二维平面图。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述S204，具体为：

将所述水运工程典型场景二维平面图导入至BIM三维建模软件中，所述BIM三维建模软件对水运工程典型场景二维平面图的参数进行拉伸立体化，构建水运工程典型场景三维模型，随后通过大数据技术，在BIM三维建模软件中导入水运工程典型场景工作人员的身体特征信息，构建水运工程典型场景工作人员三维模型；

需要说明的是，水运工程典型场景中的固定建筑可通过地图软件中的3d模型软件导出获得，而水运工程典型场景中的可变化移动部分，通过水运工程二维平面图的参数获得。所述水运工程典型场景工作人员三维模型包括司机、木工、混凝土工、钢筋工、潜水员等典型工种角色模型。本发明能够通过BIM三维建模软件构建水运工程典型场景三维模型和水运工程典型场景工作人员三维模型。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述S206，具体为：

根据水运工程典型场景的实际情况，基于水运工程典型场景数据库，对水运工程典型场景三维模型与水运工程典型场景工作人员三维模型进行色彩填充处理、尺寸样式更改处理，将处理后的水运工程典型场景三维模型与水运工程典型场景工作人员三维模型导入水运工程典型场景系统；

现场工作人员在水运工程典型场景系统中通过VR技术、水运工程典型场景三维模型与水运工程典型场景工作人员三维模型了解水运工程典型场景，并基于水运工程典型场景三维模型进行漫游体验。

需要说明的是，所述水运工程典型场景三维模型和水运工程典型场景工作人员三维模型均为计算机初始模型，需要进行色彩填充处理，使水运工程典型场景三维模型和水运工程典型场景工作人员三维模型更立体直观。根据实际情况调节水运工程典型场景三维模型和水运工程典型场景工作人员三维模型的尺寸样式，更符合实际需求。现场工作人员在水运工程典型场景系统中通过VR技术能身临其境的了解项目组成和周边环境情况，在虚拟的水运工程典型场景三维模型和水运工程典型场景工作人员三维模型中漫游飞行能充分使现场工作人员了解水运工程典型场景。

此外，所述一种水运工程施工安全教育及运营操作培训方法，还包括以下步骤：

在施工安全教育知识平台对现场工作人员进行施工安全知识学习期间，所述施工安全教育知识平台连接VR设备的瞳孔识别程序，对在进行施工安全知识学习期间的现场工作人员调控进行扫描识别；

构建重复学习数据库，若扫描出现场工作人员瞳孔大小大于预设阈值，记录现场工作人员瞳孔大小大于预设阈值的时间段，保存对应时间段内施工安全知识数据至重复学习数据库，在施工安全知识学习结束后，让现场工作人员重新学习对应时间段内的施工安全知识；

对现场工作人员的学习状态进行评分，若扫描出现场工作人员瞳孔大小大于预设阈值，记录现场工作人员瞳孔大小大于预设阈值的时间段，对该时间段内的现场工作人员学习状态评分为B；

若扫描出现场工作人员瞳孔大小在预设阈值范围内，记录现场工作人员瞳孔大小在预设阈值范围内的时间段，对该时间段内的现场工作人员学习状态评分为A；

若扫描出现场工作人员瞳孔大小小于预设阈值，记录现场工作人员瞳孔大小小于预设阈值的时间段，对该时间段内的现场工作人员学习状态评分为S；

所述施工安全教育知识平台对各时间段内现场工作人员的学习评分进行数据整合，得到现场工作人员的总评分，若总评分低于指定阈值，安排总评分过低的现场工作人员重新学习所有施工安全知识，若总评分在指定阈值范围内，则安排现场工作人员重新学习评分为B时间段内的施工安全知识。

需要说明的是，当人发呆、注意力不集中时，光在眼睛内视神经的传导过程中出现异常或涣散，导致眼睛失去焦距，瞳孔变大，所以当瞳孔大小大于预设阈值的时候证明现场人员处于走神状态；当人注意力集中时，眼睛焦距变大，瞳孔缩小，所以当瞳孔大小小于预设阈值的时候证明现场人员处于注意力集中状态。现场工作人员处于走神状态时，容易遗漏学习施工安全知识，保存现场工作人员走神的时间段内遗漏的施工安全知识，并在施工安全知识学习结束后，让现场工作人员重新学习走神时间段内的施工安全知识。本发明能够通过识别扫描现场工作人员瞳孔大小分析现场工作人员的学习状态，并进行评分。

如图3所示，本发明第二方面还提供了一种水运工程施工安全教育及运营操作培训系统，所述水运工程施工安全教育及运营操作培训系统包括存储器31与处理器32，所述存储器31中储存有水运工程施工安全教育及运营操作培训程序，所述水运工程施工安全教育及运营操作培训程序被所述处理器32执行时，实现以下步骤：

基于三维游戏开发引擎构建水运工程施工安全教育及运营操作培训系统，根据所述水运工程施工安全教育及运营操作培训系统构建VR执行系统模块；

运行VR执行系统模块中的施工安全教育知识平台，所述施工安全教育知识平台基于VR技术对现场工作人员进行培训与考核，根据考核结果对所述施工安全教育知识平台进行数据更新；

运行VR执行系统模块中的水运工程典型场景系统，在所述水运工程典型场景系统中通过BIM三维建模技术建立水运工程典型场景，通过模型转换至VR执行系统，供给现场工作人员通过VR技术了解及体验所述水运工程典型场景；

运行VR执行系统模块中的水运工程安全标准化学习系统，在水运工程典型场景数据库中导入安全标准化体验场景数据构建安全标准化体验场景，水运工程安全标准化学习系统根据所述安全标准化体验场景让现场工作人员进行学习；

运行VR执行系统模块中的水运工程典型事故模拟体验系统，在水运工程典型场景数据库中导入模拟安全事故数据构建模拟安全事故体验场景，水运工程安全标准化学习系统根据所述模拟安全事故体验场景让现场工作人员进行学习；

运行VR执行系统模块中的基于港口工程常见作业虚拟现实培训系统，所述基于港口工程常见作业虚拟现实培训系统包括船舶靠泊系缆操作虚拟现实系统与码头输油臂操作虚拟现实系统，所述船舶靠泊系缆操作虚拟现实系统与码头输油臂操作虚拟现实系统通过VR技术创建船舶靠泊系缆操作的各个步骤和码头输油臂操作的各个步骤供给现场工作人员学习。

如图4所示，图4示出了一种水运工程施工安全教育及运营操作培训系统的架构图。

所述水运工程施工安全教育及运营操作培训系统包括五个系统，分别为：水运工程典型场景系统、施工安全教育平台、水运工程典型事故模拟体验系统、基于港口工程常见作业虚拟现实培训系统和水运工程安全标准化学习系统。其中所述基于港口工程常见作业虚拟现实培训系统包括船舶靠泊系统操作虚拟现实系统和码头输油臂操作虚拟现实系统。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。