基于DHGF算法的高職院校實驗室安全管理評價

張煜炯， 林 燕， 錢 江， 周靜峰

(浙江醫藥高等專科學校 實驗實訓中心，浙江 寧波 315100)

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基于DHGF算法的高職院校實驗室安全管理評價

張煜炯， 林 燕， 錢 江， 周靜峰

(浙江醫藥高等專科學校 實驗實訓中心，浙江 寧波 315100)

本文應用德爾菲法(Delphi)、層次分析法(AHP)、灰色關聯分析(grey relational analysis)、模糊數學理論(fuzzy mathematics)等的優點和適用性，綜合形成DHGF算法，同時構建高職院校實驗室安全管理指標體系，有效處理高職院校實驗室安全管理評價過程中的不確定因素，具有很強的適用性和可操作性，能確保整個評價結果的科學性和準確性。

DHGF算法； 高職院校實驗室； 模糊矩陣； 安全評價

0 引 言

隨著國家對高職教育投入力度的不斷加大，高職院校得到了迅猛發展，突出表現在高職院校實驗室的數量和規模達到了前所未有的程度，但實驗室的增多，儀器設備數量激增，以及教師科研活動的蓬勃開展，各種安全隱患大為增加[1]，同時高職院校有其特殊性，實踐教學比例占總比例超過本科教育，增加了實驗過程風險未知性[2]，另外，國家對高職院校實驗室安全管理評價缺少指導性的政策，使高職院校的實驗室安全工作面臨著日益巨大的壓力和嚴峻的挑戰[3-4]。

本文將對高職院校實驗室安全管理進行分析，通過構建高職院校實驗室管理指標體系，應用德爾菲法、層次分析法、灰色關聯分析、模糊數學理論的方法優點和適用性，結合而成，形成DHGF算法，現國內已有不少學者將DHGF方法廣泛應用于軌道交通運營、輸變壓器、港口裝卸作業、船舶操縱性等行業的安全評價[5-8]。為此，本文將汲取DHGF算法在其他領域評價經驗的基礎上，將其應用在高職院校實驗室安全管理評價體系，以求對其安全管理做出更為客觀和準確的科學評價。

1 DHGF簡介

DHGF算法由德爾菲法、層次分析法、灰色關聯分析、模糊數學理論的各自優勢成功結合而成的一種綜合評價分析方法，在整個評價過程中，對不同的分析步驟采用合適的方法，揚長避短，增加評價的準確性，具體評價步驟如圖1所示。

圖1 DHGF算法的評價步驟圖

(1) 確定評價指標集。基于德爾菲法[9]，搜集待評價對象基本信息，并分析，得出評價指標體系集:

D=(D1，D2,…,Dn)

(1)

(2) 確定指標權重。對構建的指標集，綜合相關專家的意見，采用層次分析法[10]，對相關指標的重要程度進行確定，得出判斷矩陣，求出權重集：

A=(A1，A2，…,An)

(2)

(3) 確定評價量樣本矩陣。假設有m位專家參與評價工作，評價指標有n個，第p位專家對指標i的評分為Wpi，則最終構成的評價矩陣為：

(3)

(4) 確定評價等級。根據測度理論確定安全生產管理的等級劃分[11]，并建立標準集合,

V=(V1，V2，V3，V4)

(4)

式中:V1，V2，V3，V4分別表示安全管理指標的評價為“優秀”、“良好”、“一般”、“差”4個等級。按10分制打分，故確定評價等級集合為V=(9，7，5，3)。

(5) 確定評估灰類及權矩陣。基于灰色關聯分析[12]，根據1.1中確定的評價指標體系集，構建其對應的評價標準函數，求出Wpi屬于第i類評價標準的權∫iWpi,最后求出評判矩陣的灰權重npi和總灰色統計數ni:

(5)

(6)

綜合m位專家對評價指標Wp主張的第i個評價因素的灰色權向量記為Wpi，則有：

(7)

相應的模糊權矩陣如下：

(8)

(6) 計算模糊綜合評判矩陣計算及評價結果。根據模糊權矩陣以及灰色評估權值運算，得模糊綜合評判矩陣：

C=A·K=(V1，V2，V3，V4)

(9)

通過歸一化處理，使

(10)

得出綜合評價結果：

Z=C·VT

(11)

2 高職院校實驗室安全管理評價指標體系

2.1 安全管理指標體系構建原則

高職院校實驗室是師生從事教學活動、科學研究的重要場所，安全管理指標涉及內容廣泛，且復雜，為了科學和較全面反映影響實驗室安全管理的所有因素，必須對評價指標體系的構建遵循以下原則：

(1) 科學性原則。高職院校實驗室安全管理體系信息的收集和指標的選取都必須根據高職院校實驗室的特性和安全管理評價為理論依據,使得構建的指標體系具有可靠性和客觀性,讓評價結果有效。

(2) 針對性原則。高職院校由于實驗教學內容多、實訓硬件條件好,引起的風險往往具有其自身獨特性，構建實驗室安全管理評價指標時不能直接套用企業等安全評價的指標，盡管具有一定的相似性，但應充分考慮研究過程的特性，使評價體系能很好的適用于高職院校實驗室環境。

(3) 可操作性原則。建立安全管理評價指標體系時，要考慮的指標必須概念清楚，易理解，且具有代表性，能夠方便的采集數據，還要考慮實驗室的實際情況和現行的技術。要確保安全管理評價過程順利進行,就必須在設計指標時,充分考慮其可操作性。

2.2 安全管理評價指標體系的構建

根據科學性、針對性和可操作性原則，對高職院校實驗室安全管理工作狀況進行分析，運用德爾菲法,向多位有豐富實踐經驗的實驗室專家進行調查咨詢，并查閱國內外高校實驗室安全管理手冊以及相關行業的法律法規[14-17]，建立一套較為系統、合理的高職院校實驗室評價指標體系框架(見圖2)。

圖2 高職院校實驗室安全管理評價指標體系框架

3 DHGF算法在高職院校實驗室安全管理評價體系中的應用

為更好地說明整個評價方法的思路，應用上述DHGF算法對高職院校實驗室安全管理進行系統評價，本次選取微生物一體化實驗室，其評價過程。

3.1 評價指標元素的的確定

參照圖2，確定該實驗室評價指標元素24個：

D=(D1,D2,…，D24)

3.2 指標權重的確定

采用層次分析法，根據微生物一體化實驗室的評價指標元素重要程度進行判定，求出權重集：

進行歸一化處理，評價指標權重計算：

微生物一體化實驗室安全管理指標權重為：

A=(A1，A2，…，A24)=0.057 1,0.038 1,0.066 7,0.019 0,0.028 6,0.038 1,0.047 6,0.057 1,0.066 7,0.057 1,0.047 6,0.038 1,0.028 6,0.028 6,0.047 6,0.057 1,0.047 6,0.038 1,0.047 6,0.028 6,0.028 6,0.019 0,0.047 6,0.019 0)

3.3 待評估量樣品矩陣的確定

邀請學校實驗室安全委員會的四位專家，對D1～D24的24個評價指標元素進行打分，形成待評估量的樣本矩陣：

3.4 灰色統計數及模糊矩陣的計算

由式(5)和(6)，求出評判矩陣的灰色統計數npi和灰色權向量Wpi，同時得到模糊權矩陣K,對指標D1,該實驗室安全管理評價屬于第一灰類的統計數為：

同理可得：

n12=5.453 2,n13=4.265 4,n14=0

對于指標D1的總灰統計數為：

n1=n11+n12+n13+n14=15.953 2

則由式(7)得:K11=n11/n1=6.234 6/15.953 2=0.390 8,K12=0.285 8，K13=0.163 7，K14=0。

同理逐一計算得到模糊權矩陣：Kpi(p=1,2,3,…，24；i=1,2,…，4),

3.5 模糊綜合評判矩陣和評價結果的確定

由式(9)得：C=A·K=(0.057 1,0.038 1,0.066 7,0.019 0,0.028 6,0.038 1,0.047 6,0.057 1,0.066 7,0.057 1,0.047 6,0.038 1,0.028 6,0.028 6,0.047 6,0.057 1,0.047 6,0.038 1,0.047 6,0.028 6,0.028 6,0.019 0,0.047 6,0.019 0)·K(24×4)

按照式(10)歸一化處理后，得到：

C=(0.321 2,0.285 4,0.245 6,0)

最后，由式(11)得出評價結果：

根據測度理論等級劃分，微生物一體化實驗室安全管理評價結果為良好。

4 結 語

本文提出的DHGF算法，利用德爾菲法、層次分析法、灰色關聯分析、模糊數學理論的成功之處，有效處理了高職院校實驗室安全管理評價過程中的不確定因素。首先，綜合考慮高職院校實驗室安全管理體系二級評價指標，確立層次評估指標體系集；利用層析分析法確定各層次指標的判斷矩陣，從而獲得權重集；其次，根據專家打分標準具有模糊性和灰色性的特征，確定各灰色評估權矩陣；最后根據模糊數學理論的思想，獲得高職院校實驗室安全管理評價的最終結果。

通過實例分析：DHGF算法具有很強的適用性和可操作性，能確保整個評價結果的科學性和準確性，評價結果得到了校實驗室安全委員會專家的一致認可，今后可利用此方法進一步對高職院校實驗室環境、生物等安全做出系統評價。

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Research on Higher Vocational College Laboratory Safety Management Evaluation Based on DHGF Algorithm

ZHANGYu-jiong,LINYan,QIANJiang,ZHOUJing-feng

(Zhejiang Pharmaceutical College, Experimental and Training Centres, Ningbo 315100, China)

It applies the advantage and applicability of Delphi method, AHP, grey relational analysis, and fuzzy mathematics to establish the DHGF algorithm, build safety management index system for laboratories of the vocational colleges. The feasibility of DHGF algorithm is verified in the safety management evaluation through selecting the examples of the integral laboratory in our school. DHGF algorithm is used the quantitative and qualitative method, can effectively deal with the uncertain factors in the safety management evaluation of the laboratories of the vocational colleges. It has strong applicability and operability. Besides, it can ensure the scientific and accurate evaluation result.

DHGF algorithm； higher vocational college laboratories； fuzzy matrix； safety evaluation

2015-04-10

浙江省高等教育學會2014年度高等教育研究課題(KT2014037)；2014年浙江省高校實驗室工作研究項目(YB201448)

張煜炯(1982-)，男，浙江諸暨人，碩士，實驗師，主要從事實驗室建設以及儀器設備的管理和研究。

Tel.：15958298818；E-mail：sshhjj23@163.com

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A

1006-7167(2016)02-0300-04