“雙創”背景下智能化自主實驗平臺的安全管理

董麗萍, 賴春霞, 楊祖幸

(四川大學 實驗室及設備管理處, 四川 成都 610065)

培養創新創業(雙創)人才是當前高等教育改革的熱點[1],倡導學生開展自主創新實驗是“雙創”人才培養的重要途徑。傳統實驗室在建設理念、運行管理模式和智能化水平方面不能適應培養“雙創”人才知識、素質和能力的新要求[2],越來越多的高校鼓勵實驗室通過多種形式面向教職工及在校學生開放,為師生提供科研及實踐場所[3-5]。

2016年,四川大學啟動智能化全天候自主實驗平臺建設,創新實驗室建設及運行管理模式、提高實驗室運行管理效能、加大開放共享力度,為大學生提供自主設計和創新創業的實驗條件。實驗平臺全天候、全空間面向學生開放,最大限度地發揮了實驗資源在創新創業人才培養中的支撐作用。但是,實驗人員結構復雜且流動性大、實驗項目多、儀器設備甚至超負荷運行,給實驗平臺的安全管理帶來了新的困難和挑戰。為確保自主實驗平臺安全、高效運行,需探索更加科學、高效的平臺運行安全管理對策。

1 智能化全天候自主實驗平臺安全管理特點

四川大學大學生智能化全天候自主實驗平臺發揮多學科交叉融合的優勢,以跨學科、跨專業共建共享的模式向全校師生開放。在智能化全天候自主實驗平臺,學生可以提出科學設想、自主設計實驗方案,并在指導教師、同組成員的指導和協助下完成全部實驗操作。“按需自主使用”的方式充分發揮了學生的主動性和創新創造性,在培養學生獨立思考、實際動手能力和科學創新等方面都有很大的優勢和明顯的功效[6],吸引了眾多跨學科、跨專業的學生加入,實驗資源利用率大幅提升。這種運行管理模式下的實驗平臺安全管理與傳統實驗室相比存在更多不確定因素,平臺安全管理也更加復雜[7]。

(1) 實驗人員構成復雜且流動性大。隨著智能化全天候自主實驗室對師生的全面開放,不同年級、不同專業的學生以及創新團隊都能借助平臺資源進行實驗。實驗人員構成復雜、專業素養和安全意識參差不齊、對儀器設備操作不熟練,少數學生安全意識較差,甚至不能按操作規范進行實驗,給平臺的安全管理帶來一定的困難。

(2) 實驗項目多。在“大眾創業、萬眾創新”浪潮的推動下,越來越多的在校學生積極利用課余時間自主研學、自主創新、自主探索[8]。智能化全天候自主實驗平臺的功能目標就是全天候、全空間支持學生自主開展創新實驗項目、進行課題研究、撰寫畢業論文、完成課程設計,以及參與各種學科競賽等活動。由于實驗項目多,所需實驗儀器設備、實驗材料的數量和種類很多,給實驗安全管理及實驗廢棄物的分類處理增加了難度。

(3) 實驗儀器設備使用頻率高。智能化全天候自主實驗平臺全天候對學生開放，可以緩解實驗儀器設備臺套數不足的問題,但是要求實驗儀器設備在有學生需要使用的時候能保持良好的運行狀態。由于儀器設備的頻繁使用甚至超負荷運行,因而存在一定的安全隱患,需要更完善的管理和更專業的維護保養。

2 智能化全天候自主實驗平臺安全管理措施

在持續強化傳統實驗室安全環保基礎工作的基礎上,結合智能化全天候自主實驗平臺安全管理的特點,通過建立智能化綜合運行管理系統、安裝大型儀器設備電源監控系統等措施,不斷加強實驗平臺人防、技防、物防的能力,為實驗平臺安全、環保、高效運行保駕護航。

2.1 強化實驗室安全環保管理基礎工作

智能化全天候自主實驗平臺是對傳統實驗室在功能和運行管理模式方面的內涵延伸和功能擴展。傳統實驗室的安全環保政策體系和系列措施仍然是智能化全天候自主實驗平臺最基本、最有效的安全保障,包括：

(1) 實驗室安全知識教育與培訓、理論與實操演練相結合的安全教育和宣傳；

(2) 健全完善并落實實驗室安全與環保各種管理制度；

(3) 加大實驗室安全基礎設施投入,按照標準建設實驗室基礎安防設施；

(4) 重視實驗室安全隱患排查與整改；

(5) 強化實驗危險品管理及實驗室危險廢棄物處理等。

2.2 搭建智能化實驗平臺綜合運行安全管理系統

2016年,四川大學提出以智能化作為實驗室開放運行的技術支撐。2018年,在廣泛調研和論證的基礎上,通過整合現有的實驗室綜合運行管理系統、實驗儀器設備管理系統、大型儀器設備開放共享管理平臺和實驗室安全環保信息管理平臺,再投入1 473萬元建設集實驗室設備管理、實驗室安全、實驗室預約、實驗方案設計與操作、遠程指導與互動、實驗過程記錄、實驗材料管理等功能于一體的智能化全天候自主實驗平臺綜合運行管理系統[9],借助信息化網絡技術進一步完善實驗室安全保障體系。

(1) 設置實驗室準入門檻和預約制度,增強學生安全意識和防范危險的能力。全校實驗室及儀器設備的使用狀態均在綜合運行管理系統上實時更新。學生根據系統發布的實驗資源情況,結合自己的實驗方案選擇實驗室,在完成該實驗室安全準入的相關課程的學習后,可通過實驗室安全考試系統進行在線練習、在線測試、模擬考試。所有前期準備都完成后登錄考試系統,在規定的時間內完成考試,取得實驗室準入資格,方可預約該實驗室。實驗安全準入的學習資源、題庫資源由實驗室統一管理發布。除通識類安全與環保知識內容(例如防火防爆、電氣安全與防護、實驗室安全事故的緊急處理與救援、食品安全等)外,針對不同的實驗室還設有專業知識的學習與考核(例如輻射類實驗室的放射性安全與防護,化學類實驗室的危險化學品使用及管理等)。

(2) 嚴把實驗項目申請與審批關,減少安全風險。學生預約實驗室后,需在系統上提交實驗方案、所需儀器設備及實驗材料,由指導教師和實驗管理員進行審核。實驗方案的審核應嚴格控制對人身存在危害、環境污染大、毒性大、三廢后處理困難的實驗項目；對于確實有必要的實驗項目,指導教師需根據實際情況給予改變工藝方法、流程或替換工藝介質的建議。

(3) 充分利用實驗操作遠程指導與互動,糾正不規范操作。在實驗項目審核中,對于存在安全風險或其他需要引起特別關注的操作環節或實驗項目,指導教師通過遠程指導、視頻監控等方式對進行實驗的學生進行互動指導。學生在實驗過程中遇到問題時,能夠通過手機App的遠程指導功能聯系教師,推送實驗信息、操作狀態、關聯攝像頭數據等,消除不規范操作帶來的安全風險。

(4) 拓展視頻監控功能,以信用值督促學生規范操作。智能化全天候自主實驗平臺各間實驗室均設有視頻監控,具有視頻關聯、預置點監控、實驗巡視、遠程監控、在線回放等功能。尤其是聚焦某些關鍵位置,支持授權管理員通過互聯網遠程(如異地、家中)察看實驗室實時動態。同時,在線回放功能支持回看實驗全過程視頻,如視頻記錄到試劑藥品未按規定存放或儀器設備未按規定復位等現象,即可利用在線回放確定違章操作者,管理員拍照上傳并在系統中保留記錄，扣減當事學生的信用值,以此督促學生規范化操作。

經過這樣的層層把關后,進入實驗室的學生具有較高的安全防范意識和能力,實驗過程中出現一些問題也能鎮定地處理好,有效減少或避免了實驗安全環保事故的發生。

2.3 安裝大型儀器設備電源控制系統

近年來,隨著對實驗室投入力度的加大,實驗條件得到極大改善,實驗室中大型、精密儀器設備顯著增加。四川大學從2018年起分批分期對全校大型儀器設備安裝電源控制系統,實現對大型儀器設備的實時、遠程控制。大型儀器設備電源控制系統與校級智能化綜合運行管理系統對接,在學生完成預約并刷卡進入實驗室后儀器設備開始供電,完成實驗刷卡離開后儀器設備斷電。同時,設備管理員能通過手機客戶端接收關于設備運行的實時狀態,如發現有異常情況可以遠程發送控制命令關閉設備電源,以此保證實驗儀器設備的安全。

3 結語

大學生“雙創”智能化自主實驗平臺全天候、全空間面向師生開放,激發了師生的創造創新創業意識,最大限度地發揮了優質實驗資源在高校人才培養中的支撐作用[10]。但是,這種按需自主使用的運行模式給實驗平臺的安全管理帶來了更多的不確定因素。因此,除持續強化實驗室安全與環保防控保障體系,增強人防、物防、技防能力外,還需要從實驗平臺運行管理的各個環節層層把關,采用信息化技術手段,創新安全管理模式[11-12],以確保平臺功能目標實現,為學生提供安全、環保、智能化的實驗條件。