基于STAMP模型的高校實驗室安全教育工作探討

黃 萍，程希倫

(福州大學環境與資源學院，福建 福州 350116)

在國家“雙一流”建設的背景之下，實驗室建設不僅是各高校資金投入的重點，也是建設“雙一流”大學的硬件保障之一[1]，因此高校實驗室的建設力度和規模還將會繼續擴大。伴隨著高校實驗室基數的增多以及交叉學科、前沿科學的不斷拓展，高校實驗室安全形勢變得更為復雜，管理難度增大[2]。近年來，高校實驗室安全事故頻發[3]，每一起事故都產生了嚴重的社會影響，因此強化高校實驗室安全建設是“雙一流”建設的現實需要。

針對高校實驗室安全建設，構建完善的高校實驗室安全教育體系顯得尤為重要。因為在高校實驗室安全事故中，人為因素是造成事故的主要因素[4]，而系統的安全教育與培訓能夠有效約束人員的不安全行為，提升人員安全意識與技能。但是與世界一流大學相比，我國高校實驗室安全教育的發展普遍滯后[3]，因此針對我國高校實驗室安全教育中普遍存在的問題進行探究十分必要。

目前現有的高校實驗室安全教育研究成果中，大多提供了構建高校實驗室安全教育體系的內容與建議[5-7]，鮮有提供適用于安全教育分析的方法和手段。為此，本文通過引入STAMP模型，運用過程管理的系統思維，展開針對高校實驗室安全教育工作的分析與探討，提供一種適用于高校實驗室安全教育工作的系統分析方法。

1 基于STAMP模型的系統分析

1.1 STAMP模型簡介

STAMP模型是由美國麻省理工學院Leveson教授于2004年提出的一種新的系統事故致因理論模型[8-10]，該模型認為安全性是系統的一種涌現性特征，安全事故的發生是由于系統中的安全約束未能及時執行，造成系統各組件之間產生不安全交互作用，并最終引發系統危險導致事故。STAMP模型自提出以來，已經在核安全、航空航天、高速鐵路等多個領域得到了成功應用。該模型的優點在于以系統觀點看待事故及安全問題，擺脫了傳統安全分析方法中的線性思維模式，特別適用于復雜、非線性系統的安全分析。

圖1 分層控制結構Fig.1 Hierarchical control structure

基于STAMP模型的系統分析，主要以過程控制思想為基礎搭建系統的分層控制結構，如圖1所示。控制層次按控制關系自上而下劃分，明確系統各組件之間的關系，上層為控制器，各控制層次之間的交互關系用過程模型表示，如圖2所示。一般過程模型包含控制器與被控過程、兩者間的運行與反饋過程，以及過程輸入和輸出、外界信息的干擾等。基于STAMP模型理論，當運行過程中任意一個安全約束未能及時執行，則有可能導致過程模型中各組件之間不安全的交互作用，造成過程模型運行故障，進而影響整個系統的正常運行。因此，STAMP模型系統分析的目的是發現控制缺陷，建立新的安全約束，從而保障系統的正常運作。

圖2 過程模型Fig.2 Process model

1.2 STAMP模型的系統分析過程

基于STAMP模型的系統分析過程與傳統的安全分析過程類似，是在對系統進行詳盡分析的基礎上發現控制缺陷和潛在問題,并合理控制，具體分析過程如下：

(1) 辨識系統危險和定義相關聯的安全約束：通過展開初步的危險分析，可以辨識出造成系統不能正常運行的系統危險，并定義相關聯的安全約束，避免系統危險的產生。

(2) 定義分層控制結構與過程模型：系統的分層控制結構與過程模型主要是用于說明系統各組件之間的交互關系，將安全約束納入其中之后，即可以通過分層控制結構與過程模型圖分析出系統是如何進入危險狀態的。

(3) 識別潛在的不安全控制行為:依據STAMP模型理論，不安全控制行為未受到合理約束是造成系統問題的根源，因此識別潛在的不安全控制行為是防范系統危險的有效手段。同時，該理論認為不安全控制行為主要分為四類：沒有提供需要的控制行為；提供錯誤的或不安全的控制行為；提供的控制行為延遲；提供的控制行為過早結束。

(4) 分析潛在的不安全控制行為如何發生:不同于傳統的安全分析方法，STAMP模型的系統分析更多的是探究不安全控制行為是怎樣發生的，進而提出相應的安全約束；同時，可針對現有的安全約束判斷不安全控制行為發生的可能性，并結合實際情況做出客觀分析。

2 基于STAMP模型的高校實驗室安全教育工作實例分析

2.1 系統危險分析與安全控制結構定義

高校實驗室安全教育的主要目的是通過提升人員的安全意識和傳授安全知識及技能，從而約束人員的日常行為。因此，與高校實驗室安全教育相關的系統危險是學員在接受安全教育后依然表現出不安全行為，依據STAMP模型的觀點，控制這一危險需要以下的系統安全約束：

(1) 高校實驗室安全教育必須提供滿足現實需要的內容。

(2) 高校實驗室安全教育必須發揮作用，約束人員的日常行為。

在完成系統危險分析后，需要定義安全控制結構。這里為了便于后面的分析，以某高校實驗室安全教育工作為實例進行分析。

該高校為以工科為主，理工科結合，多學科協調發展的綜合性重點大學，擁有眾多的實驗平臺[11]。在實驗室安全管理方面建立有“學校—學院—實驗室”三級責任管理體系，即實驗室為安全管理的責任主體，學校各部門和學院參與到各環節的監督與管理中。依據這一情況，結合STAMP模型理論，構建了該高校實驗室安全教育分層控制結構與過程模型，詳見圖3。

圖3 某高校實驗室安全教育分層控制結構與過程 模型圖Fig.3 Hierarchical control structure and process model of laboratory safety education in a university

通過圖3的分層控制結構可以看出，學校管理委員會為最高控制層次，通過校級管理部門開展對各院系實驗室的安全管理；實驗室校級管理部門以實驗室建設與設備管理處為主體，學生工作部和保衛部協同配合實驗室安全管理工作，學院則為本院所屬實驗室安全的管理主體；對于實驗室安全教育而言，安全教育教師隊伍主要由實驗室老師兼任，是執行安全教育工作的主體。該高校實驗室安全教育各控制層次的主要職責見表1。此外，圖3中的安全教育和考核考查分別對應過程模型中的執行器和反饋器，學生作為被控主體也會受到來自外界的干擾。

表1 某高校實驗室安全教育各控制層次的主要職責

通過對該高校內部的實驗室安全教育工作進行分析，認為主要存在以下問題：

(1) 學院有關的安全教育工作不到位，沒有嚴格按照實驗室安全管理規定中有關安全教育的工作要求開展安全教育工作。

(2) 安全教育教師責任意識不到位，未根據要求安排足夠課時的安全教育課程。

(3) 各實驗室沒有認真執行準入制度，學生未完成網絡自主學習考試就進入實驗室。

2.2 潛在不安全控制行為的識別與分析

根據STAMP模型理論的四類不安全控制行為，結合前述高校實驗室安全教育的系統安全約束，對該高校實驗室安全教育工作中存在的潛在不安全控制行為進行識別，并分析其可能的發生過程，見表2。在完成了以上工作的基礎上，結合各控制層次的主要職責及其相互關系，對不安全控制行為可能發生過程的致因展開了分析，見表3。

2.3 問題的提出與改進建議

根據以上分析結果可以看出，該高校實驗室安全教育工作仍存在諸多問題，主要可以歸納為以下幾個方面：

(1) 實驗室安全教育工作的監督考核機制不完善。

表2 某高校實驗室安全教育潛在不安全控制行為的識別與可能發生過程的分析

表3 某高校實驗室安全教育不安全控制行為可能發生過程的致因分析

(2) 實驗室安全教育工作缺乏專業教師隊伍的支撐。

(3) 實驗室安全教育工作的臺賬記錄不足，無法追蹤與檢查，特別是實驗室安全教育網絡自主學習及考試模塊，沒有安排統一的上機考試以避免代考情況的發生。

(4) 缺乏對實驗室安全教育課程教材的編寫與修訂，沒有形成完善的課程體系，且課程教授方式、考核方式及課時控制不明確。

(5) 缺乏持續性的實驗室安全教育與問題改進措施。

(6) 缺少實驗室安全文化氛圍的營造，安全教育活動主要依賴于學院及實驗室自身。

(7) 校級管理部門之間的協作關系不明確，僅限于日常安全檢查工作的協同，并且沒有對安全檢查結果的匯總處理，僅采用局部通知。

綜上可見，該高校實驗室安全教育工作中存在的問題不僅僅是局部的由某些學院或教師的原因造成的，而是存在整體性的缺陷與不足。針對這些問題，本文提出了如下改進措施與建議：

(1) 學校建立適當的實驗室安全教育考核體系和獎懲措施，對實驗室安全教育工作的開展進行考評，以約束安全教育工作執行人員，促使其認真履行職責。

(2) 建立專業化的實驗室安全教育教師隊伍，由學校統一安排培訓，并提供專業化的安全教育內容，且教師隊伍具備的素質應滿足各類實驗室的需要。

(3) 成立實驗室安全教育課程體系建設小組，統一提供科學、有效的安全教育教材、教學方法和考核體系，集中指導各院系實驗室安全教育的開展。

(4) 制定實驗室安全教育工作臺賬記錄條例，及時追蹤檢查實驗室安全教育情況，并針對安全教育考核內容采取有記錄的考核方式，確保真實反饋實驗室安全教育的實際情況。

(5) 針對日常工作檢查應制定全面的檢查內容，能夠覆蓋學生日常表現的主要不安全行為，同時針對安全檢查結果挖掘其深層原因，并有效處理發現的問題。

(6) 營造實驗室安全文化氛圍，不斷提升實驗室有關人員的安全意識，促使其自覺抵制外界的不良安全思想和行為，并合理利用實驗室內部交流學習機制，傳授正確的實驗操作及處置手段。

(7) 加強各部門間的合作，明確協作關系，綜合處理實驗室安全教育方面存在的問題，并制定持續性的安全教育與問題改進措施，對實驗室安全教育進行動態和整體的管理。

3 結論與建議

基于STAMP模型的系統分析方法可以全面識別高校實驗室安全教育工作中存在的問題，并分析問題的發生過程，進而提出解決對策，該方法在實驗室安全教育工作的日常管理中具有很高的可操作性，是一種適用于實驗室安全教育管理的系統方法。STAMP模型分析與傳統的安全分析方法相比，其能夠找出系統整體性的原因，而不是局部的、某一組件的因素。

由于高校實驗室安全教育是一個相對復雜的系統，如何引入量化手段并應用到STAMP模型分析中，使分析結果能以量化的形式呈現并便于后期的決策，將有待進一步的研究。