實驗室安全智能化管理系統研究

沈微微

（宿遷學院 信息工程學院，江蘇 宿遷 223800）

0 引 言

教育部自1996年起就先后出臺了一系列關于促進高校發揮學科優勢，服務地方經濟，深化產學研合作形式的政策措施[1]，具體見表1所列。

表1 教育部出臺的部分政策措施

從政策層面上推進教育事業的發展和改革。實驗室是進行教學、科研的重要場所，是科研成果的孵化地，是服務地方經濟和產學研合作的根據地，對于高校的發展至關重要。實驗室安全是這一切工作順利開展的保障。

宿遷學院作為宿遷市唯一一所高等院校，在服務地方和深化產學研合作上有著不可推卸的使命和責任。我校現有10個實驗中心，涵蓋37個專業方向，共有100多個實驗室，教學科研儀器設備總值1.15億元，如何能夠合理、高效地保障實驗室的運行和安全，是各級領導關心的問題。

1 實驗室安全管理現狀

近年來，各大高校都在加強實踐教學改革，改革的核心是提高學生的實踐創新能力，而高校實驗室是提高學生實踐創新能力的基地之一，因此實驗室的建設規模逐年提高，管理工作日趨繁雜。

1.1 實驗室安全管理體制、制度不健全

很多部門仍然延用舊的管理體制，部門間工作銜接存在或多或少的重疊，甚至存在某些工作長期推諉，存在盲區，安全責任主體不明確、銜接不到位的情況[2]。管理制度沒有與時俱進，實驗室管理規則、學生實驗守則、實驗室安全衛生管理制度與開放性實驗室管理模式不統一，在實驗室安全準入制度和責任追究制度上缺乏強有力的約束，無法真正落到實處，使得實驗人員安全意識松懈，責任心不強[3]。

1.2 實驗室安全管理意識淡薄，安全培訓、教育欠缺

各級領導對實驗室安全管理工作十分重視，經常會議強調、組織檢查，但具體工作下發到位后，發現存在重視度不夠，只喊口號，不落實等現象[4]。特別是對于一些資歷比較老的實驗人員，在進行常規操作時，忽視安全問題，不按規定辦事，簡化操作、違規操作的情況時有發生[5]。安全教育和培訓在內容上缺少專業的知識體系，沒有切實從理論、實踐等多方面、多形式地培養安全管理人員[6]。對于一些常用的應急處理辦法、應急預案，很多師生無從知曉。

1.3 實驗室安全管理缺乏專業人才

高校專業培養體系中針對實驗員的相對較少。雖然實驗員招聘的學歷要求有所上浮，但專業對口的較少，加之后期培養體系不完善等因素影響，實驗員入職培訓后的專業技能提升不明顯[7]。由于實驗員對國內外先進的實驗儀器設備了解甚少，引進的先進儀器設備從使用到維護，沒有專業人員負責，直接影響了設備的使用率[8]。

2 構建實驗室安全智能化管理體系

2.1 完善實驗室安全管理體制、制度，責任到人

隨著實踐教學任務量逐年上升，形式多樣化，傳統的二級管理體制（校級、二級學院）略顯不足。開放性實驗室管理模式的推廣使實驗室的使用率得到大幅提升，人流量增加導致實驗室管理的任務加重。我校根據自身辦學特色，結合師生的教學與學習需求，采用三級管理體制對實驗室進行管理（校級、二級學院、小微學習型組織）。我校開放性實驗室是以小微學習型組織為單位申請獲批，他們用于學習的場地在專業課學習的安排上相對集中或較少，為了更好地保障師生科研、學習的積極性，我校把每個組織申請的場地交由他們自己管理，責任到人。學校負責實驗中心的建設，二級學院負責公共實驗室的日常管理，三級管理主體之間相互協作、配合。實驗室管理規則、學生實驗守則、實驗室安全衛生管理制度、實驗室安全準入制度和責任追究制度都重新修訂、實施并制作砧板安裝到每個實驗室，以實驗室為單位責任到人，簽訂安全責任書。通過近3年的實施，實驗室的管理更加有序，安全隱患大大降低，師生的科研、學習氛圍更加濃厚。

2.2 加強安全知識培訓、教育，提高安全管理意識

實驗室安全問題與實驗室開展的專業課程息息相關，可根據專業之間的差異，對師生進行分批安全知識培訓、教育，采取校內專業教師普及，校外邀請專家深化的方法進行深入學習，并定期開展安全知識競賽檢查學習成效[9]。在全校開展安全事故圖片展、消防技能培訓、緊急救助演練等活動，確保人人熟練掌握。制定事故應急處理辦法和事故應急處理預案，并在師生中進行普及教育。

2.3 引進專業的管理人才，自主研發智能安全管理系統

近年來，我院各級領導越來越重視實驗室安全工作，在實驗室工作人員的招聘中，對專業方向和學歷都有嚴格要求，實驗員入職后統一進行系統學習、專業技能培訓，并定期參加教學儀器設備會議展，了解國內外先進的實驗儀器設備，做到在專業上不脫節，在技術上不落后。利用所學，結合我院實驗室的特點進行實驗管理設備的自主研發，目前已研發成功并投入使用的有如下系統：

（1）信息化智能排課管理系統：針對實驗室排課繁雜的數據信息，如學生個人信息、教師個人信息、課程信息、實驗室信息、實驗項目信息等，單純依靠人力進行課程編排費時、費力[10]。我校借助計算機強大的數據處理能力，大大提高了排課過程中的數據處理速度和準確度。同時，采用信息化管理模式能夠更好地采集、處理、分類和管理我校排課數據。

（2）“互聯網+”實驗室安全管理系統：我校無線網絡覆蓋較全面，“互聯網+”被應用到實驗室安全管理過程中。實驗室管理人員通過手機APP或電腦網頁可以實時訪問攝像頭查看視頻監控信息、門窗電關開情況，把實驗室工作人員從繁重的管理工作中解放出來[11]，投身到相關科研工作中，進一步推進我院科研的發展；通過RFID實現智能門禁管理，為師生提供更為寬廣的自主學習空間，提高實驗室的利用率。

（3）大數據挖掘耗材管理系統：實驗室耗材管理一直是困擾很多高校的問題，一是數據信息量大而繁雜，二是數據更新頻繁且隨機[12]。為了能夠更好地管理和預測實驗耗材使用的種類和數量，減少不必要的浪費，我院師生把近十年的耗材管理數據錄入系統轉化成電子信息，并結合數據挖掘算法進行智能處理，對每個學期，每個班級，每門課程的耗材明細進行提取、歸類，大大節省了教師申報購買耗材的流程，同時在實驗耗材管理使用上更系統、更合理、更節儉。

3 實驗室安全管理體系的創想

在目前我校構建的實驗室安全智能管理體系基礎上，結合日本高校充分利用實驗空間[13]的特點，采用框架式結構擺放實驗設備[14]，發揮專業特長，設計并自制人工智能安全檢測預警系統。

人工智能安全檢測預警系統可以真正落實責任到人政策，保障實驗設備無移位、不丟失。學生通過RFID刷卡某實驗臺上的供電開關進行權限確認，通電后方可使用某實驗臺框架上的實驗設備進行學習，使用完后按下結束按鈕，智能檢測預警系統開始工作，對框架上的實驗設備進行移位、丟失檢測，如一切正常，框架上的警示燈呈綠色，學生可以關閉電源，自主離開；如存在異常，框架上的警示燈呈紅色，學生要自主檢測設備是否歸位，解決、更正后按下結束按鈕，申請離開。人工智能安全檢測預警系統流程如圖1所示。

圖1 人工智能安全檢測預警系統流程圖

本文系統設計開發成功后，可以節省設備擺放面積，提高空間利用率[15]，同時促進學生養成好的實驗習慣，有利于落實責任追究制度。與之前已有的安全管理體系對接，可以更好地適應開放式實驗室發展需求，大大提高實驗室安全的智能化管理水平。實驗室安全智能管理體系框圖如圖2所示。

圖2 實驗室安全智能管理體系框圖

4 結 語

在保障師生教學、科研正常開展的前提下，擴大開放力度是高校實驗室建設、發展的必然趨勢。隨著“人工智能”“互聯網+”“大數據”等的發展，我院師生充分利用自己的創想，設計并制作了符合我校特色的智能化管理系統，充分保障了實驗室的安全監管力度和智能化管理水平。