基于模糊綜合評價的高校實驗室安全狀態(tài)研究

敬小非 王文和 段玉龍 邱浩 張銳 劉上

摘 ?要：根據(jù)目前我國高校實驗室安全隱患增多的現(xiàn)狀，針對不同的高校實驗室類型，借鑒各學(xué)者關(guān)于高校實驗室安全評價指標(biāo)體系的研究成果，建立了適用于目前高校實驗室的安全評價指標(biāo)體系。通過構(gòu)建基于層次分析法的高校實驗室安全模糊綜合評價模型，對重慶科技學(xué)院安全工程實驗室進(jìn)行安全評價，驗證該模糊綜合評價模型的科學(xué)性，并獲得客觀的評價結(jié)果。

關(guān)鍵詞：高校實驗室;安全評價;層次分析法;模糊綜合評價模型

中圖分類號：G640 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）13-0070-03

Abstract： According to the current situation of increasing potential safety hazards in laboratories of colleges and universities in China， according to different types of laboratories in colleges and universities， and drawing on the research results of various scholars on the safety evaluation index system of laboratories in colleges and universities， a safety evaluation index system suitable for laboratories in colleges and universities is established. By constructing a fuzzy comprehensive evaluation model of laboratory safety in colleges and universities based on analytic hierarchy process， Chongqing Science and Technology is studied. The safety evaluation was carried out in the Safety Engineering Laboratory of the Academy of Sciences to verify the scientificity of the fuzzy comprehensive evaluation model and obtain objective evaluation results.

Keywords： university laboratory; safety evaluation; analytic hierarchy process; fuzzy comprehensive evaluation model

引言

眾所周知，實驗室是科學(xué)的搖籃，是科學(xué)研究的基地，也是科技發(fā)展的源泉。近年來實驗室安全事故頻發(fā)，2018年12月26日，北京交通大學(xué)市政環(huán)境工程系學(xué)生在學(xué)校東校區(qū)2號樓環(huán)境工程實驗室，進(jìn)行垃圾滲濾液污水處理科研實驗期間，實驗現(xiàn)場發(fā)生爆炸，事故造成3名參與實驗的學(xué)生死亡。實驗室事故原因錯綜復(fù)雜，造成的人員財產(chǎn)損失也愈演愈烈，這歸因于實驗室內(nèi)設(shè)備多樣化，環(huán)境復(fù)雜化。為盡量減少實驗室事故的發(fā)生，加強實驗室安全管理和構(gòu)建實驗室安全評價模型對實驗室環(huán)境安全進(jìn)行及時評價，對于降低學(xué)校實驗室財產(chǎn)損失和減少人員傷亡具有重要的意義。

一、實驗室評價指標(biāo)體系的建立

評價指標(biāo)的篩選是模糊綜合評價內(nèi)容的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，對于評價的結(jié)果及其精度具有很大的影響。實驗室是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，每個系統(tǒng)又包含很多子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)包含很多因素[1]，而且同一層因素之間相互影響，因此高校實驗室環(huán)境安全歸屬于多因素多層次問題。本文構(gòu)建高校實驗室的安全評價指標(biāo)體系的因素，按照實際性原則，將從大量高校實驗室的環(huán)境實際存在的因素以及眾多高校實驗室環(huán)境影響指標(biāo)體系中篩選而出。影響實驗室環(huán)境安全的安全評價指標(biāo)體系因素是由其中以馮建躍教授[2]關(guān)于“高校實驗室安全檢查指標(biāo)體系的研究”的文章為主題建立高校實驗室的安全評價指標(biāo)體系。實驗室評價指標(biāo)體系的建立將遵循科學(xué)性、全面性，可行性原則。該體系包括九個一級安全評價指標(biāo)，其中九個一級安全評價指標(biāo)又分成24個二級評價指標(biāo)，如圖1所示。

二、實驗室安全評價模型的建立

（一）評價指標(biāo)權(quán)重的計算

建立模糊綜合評價模型主要分為五個步驟分別是評價指標(biāo)體系的建立、各個評價因素的權(quán)重獲取、評價集合的建立、模糊算子的選擇、綜合隸屬度的計算和綜合得分[3]。首先是安全評價指標(biāo)體系的建立;其次是評價指標(biāo)權(quán)重的確定，安全評價指標(biāo)權(quán)重確定的方法很多，例如德爾菲法（專家打分法）[4]（此類方法主觀性比較大）、定性和定量相結(jié)合的層次分析法等。鑒于實驗室環(huán)境安全問題具有多因素多層次的性質(zhì)，本文將采用專家打分法對評價指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重計算。

（二）評價集合的建立

1. 評價集合是評價主體通過對評價對象作出評價結(jié)果的集合，評價對象即n種被評價對象所組成的集合稱之為目標(biāo)集合S=（s1，s2，s3，…sn）。

2. 各個評價因素所組成的集合稱為因素集合U=（u1，u2，u3，…un）。

3. 對于事物評價的優(yōu)勝劣汰，我們通常用等級來表達(dá)，這些等級組成的集合稱為評語集合V=（v1，v2，v3，…vm）。

4. 確定評價權(quán)重W=（？覣1，？覣2，？覣3，…？覣n），各個評價指標(biāo)的權(quán)重已由層次分析法計算得出。

5. 評價矩陣R其中rij是指多個評價主體對某個評價對象在第i個評價因素做出第j等級的評定，評價指標(biāo)i=1，2…n;評價等級j=1，2…m;評價矩陣為：

R=r11 r12 … r1mr21 r22 … r2m ? rn1 rn2 rn3 rnm，（0≤rij≤1） （1）

6. 計算模糊評價結(jié)果得出綜合隸度向量。

？滋=W·R（2）

（三）隸屬度的計算

計算各評價指標(biāo)的隸屬度，本文將采用等比重法確定單因素隸屬度，直接由專家對被評價因素進(jìn)行評價打分，并將隸屬于五個等級的人數(shù)的頻率作為該因素的隸屬度。

（四）模糊算子的選擇

在模糊數(shù)學(xué)中對于模糊合成計算有無窮多種，但是對于高校實驗室安全評價來言，由于影響高校實驗室的因素眾多需要充分考慮各種因素的影響，更加全面的反應(yīng)各單因素評價的信息，所以選擇加權(quán)平均型算子進(jìn)行計算。

（五）綜合隸屬度向量和綜合得分

通過計算評價矩陣，得綜合隸屬度向量，綜合隸屬度向量可以直觀反映出實驗室處于哪個等級，但因評價指標(biāo)的權(quán)重大同小異，如果同時對多個實驗室進(jìn)行評價就可能出現(xiàn)多個實驗室處于同一等級，為了對比區(qū)分處于同一等級實驗室安全環(huán)境，對每個等級賦值不同的分?jǐn)?shù)，通過計算得到實驗室的綜合得分，這樣既有利于直觀的看出實驗室環(huán)境所屬的等級，又可以對比處于同一等級實驗室安全環(huán)境質(zhì)量差別[5]。

三、實例應(yīng)用

重慶科技學(xué)院安全工程實驗中心是重慶市安全工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)基地的重要實踐平臺，同時也是重慶市安全生產(chǎn)科技支撐體系的重要科技研發(fā)、安全監(jiān)測社會服務(wù)平臺。目前實驗室已建成安全工程、消防工程兩個專業(yè)基礎(chǔ)實驗室及安全人機工程、危險化學(xué)品、防火防爆、特種設(shè)備安全、應(yīng)急救援、非礦山安全、職業(yè)危害檢測與鑒定等專業(yè)實驗室。安全工程實驗中心承擔(dān)本科、研究生的實驗教學(xué)，在培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)、實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)方面發(fā)揮著重要的平臺支撐作用。實驗中心在響應(yīng)學(xué)院“十二五”發(fā)展規(guī)劃承擔(dān)人才培養(yǎng)、社會服務(wù)的同時，保證實驗室的安全運行更是重中之重[6]。以重慶科技學(xué)院安全工程實驗室為例，將評價指標(biāo)分為四個等級標(biāo)準(zhǔn)V=（V1，V2，V3，V4），即V=（A，B，C，D），其中A、B、C、D分別代表優(yōu)秀、良好、一般、差，對重慶科技學(xué)院實驗室環(huán)境安全進(jìn)行評分，其中優(yōu)100分、較好85分、一般70分、差55分。最后通過計算安全學(xué)院實驗室的安全系數(shù)所處的等級。隸屬度由在安全管理體系和安全科學(xué)工程類比較權(quán)威的專家評分獲得，如表1所示。

根據(jù)公式（2）計算得一級指標(biāo)隸屬度：

S1=[0.64850 0.27550 0.07400 0.00000]

經(jīng)過計算得綜合評分為93.45，由模糊數(shù)學(xué)最大隸屬度原則可知該學(xué)校的實驗室環(huán)境為優(yōu)秀，根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的補充原則，當(dāng)綜合隸屬度大于0.5需向后調(diào)一個等級所以該學(xué)校的實驗室環(huán)境為良好。

四、結(jié)束語

本研究通過構(gòu)建基于層次分析法的模糊綜合評價模型對實驗室安全環(huán)境進(jìn)行綜合評價，得出該實驗室的環(huán)境屬于良好狀態(tài)。評價結(jié)果客觀、可靠、而且該方法簡便可操作性較強。實驗室的環(huán)境因素比較復(fù)雜，如何科學(xué)客觀的評價實驗室環(huán)境一直是實驗室安全評價的重點和難點，通過運用這種方法評價重慶科技學(xué)院實驗室環(huán)境，為重慶科技學(xué)院的實驗室管理提供更加科學(xué)的依據(jù)，并有助于重慶科技學(xué)院完善實驗室管理體系。

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