高校實(shí)驗(yàn)室安全信息化建設(shè)探究

衛(wèi)飛飛， 石 琦， 鐘 沖， 曹玉潔

（西南交通大學(xué)資產(chǎn)與實(shí)驗(yàn)室管理處，成都610031）

0 引 言

高校實(shí)驗(yàn)室是開展教學(xué)、科研工作的重要場(chǎng)所，是“雙一流”建設(shè)的重要陣地，承擔(dān)著人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、社會(huì)服務(wù)等重要職能，高校實(shí)驗(yàn)室安全則是一切活動(dòng)的前提保障，安全管理重在預(yù)防、安全問(wèn)題不容忽視。盡管高校越來(lái)越重視實(shí)驗(yàn)室安全管理，但因工作方法手段比較陳舊，仍然存在風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)不全面、隱患治理不到位、安全教育不深刻、應(yīng)急措施不健全等問(wèn)題［1-2］，導(dǎo)致近年來(lái)安全事故時(shí)有發(fā)生。

傳統(tǒng)安全管理模式的弊端逐漸顯現(xiàn)，具體體現(xiàn)在數(shù)據(jù)管理難度大、工作量大、數(shù)據(jù)信息缺乏共享等［3］，并且過(guò)度依賴人的作用，單純靠人力完成不僅耗費(fèi)時(shí)間精力，還會(huì)產(chǎn)生疲勞懈怠情緒導(dǎo)致失誤，并且在管控的實(shí)時(shí)性、數(shù)據(jù)的全面性、預(yù)警的前瞻性等方面都面臨困難，難以實(shí)時(shí)關(guān)注實(shí)驗(yàn)室所處狀態(tài)、無(wú)法全面準(zhǔn)確掌握所需要的各類數(shù)據(jù)、很難預(yù)先辨識(shí)可能面臨的潛在風(fēng)險(xiǎn)。在互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)迅速發(fā)展的背景下，利用現(xiàn)代化先進(jìn)技術(shù)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室安全信息化管理體系，對(duì)于提升高校安全管理水平具有重要作用。

1 國(guó)內(nèi)高校實(shí)驗(yàn)室安全信息化現(xiàn)狀

清華大學(xué)基于人、法、防、保、育、查安全管理六要素［4］，在實(shí)驗(yàn)室安全教育與考試、危化品全生命周期管理、安全監(jiān)控與報(bào)警等方面廣泛應(yīng)用信息化手段，特別是其開發(fā)的實(shí)驗(yàn)室安全系統(tǒng)，能適應(yīng)PC 端與移動(dòng)端的需求，形成檢查計(jì)劃、檢查審核、隱患記錄、報(bào)告生成、整改下達(dá)、完成回復(fù)閉環(huán)全流程管理［5］。

北京大學(xué)圍繞實(shí)驗(yàn)室技術(shù)安全、校園環(huán)境保護(hù)和師生職業(yè)健康防護(hù)（“環(huán)安健”）［6］，依托信息化系統(tǒng)支撐，創(chuàng)新性地引入了實(shí)驗(yàn)室房間作為安全管理的基本單元，重點(diǎn)解決了安全宣傳與教育、安全檢查與治理、實(shí)驗(yàn)試劑和耗材的全過(guò)程管理管理難題［7］，并且注重職業(yè)健康防護(hù)與實(shí)驗(yàn)環(huán)境保護(hù)。

浙江大學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全管理系統(tǒng)建立了實(shí)驗(yàn)室人員（人）、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)物品（機(jī)）和物理房間地址（環(huán)）數(shù)據(jù)平臺(tái)，完整呈現(xiàn)了全校所有實(shí)驗(yàn)室人員、化學(xué)品和儀器設(shè)備，同時(shí)掌握了每一瓶化學(xué)品、每一臺(tái)儀器設(shè)備的來(lái)源與狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)安全管理零死角，另外還采取“人人參與”的自我維護(hù)方式及時(shí)更新確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性［8］。

南開大學(xué)構(gòu)建了實(shí)驗(yàn)室安全信息化管理體系，包含信息管理、教育與考試、生化試劑網(wǎng)上商城、安全監(jiān)測(cè)預(yù)警、安全文化網(wǎng)絡(luò)五個(gè)子系統(tǒng)，有效提升了安全管理水平［9］。

天津大學(xué)以全生命周期管理為基本設(shè)計(jì)理念，充分利用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、信息筑構(gòu)模型等新技術(shù)，圍繞安全管理打造了實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行管理保障體系［10］。

華東理工大學(xué)利用“大數(shù)據(jù)”分析幫助安全管理，以安全考試為例，將學(xué)生安全教育情況匯總反映到校、院、系，并開展橫向、縱向分析和趨勢(shì)預(yù)警，直觀地顯示，便于持續(xù)改進(jìn)［11］。

2 實(shí)驗(yàn)室安全信息化存在的共性問(wèn)題

近年來(lái)，各高校逐漸重視實(shí)驗(yàn)室安全信息化管理，自主研制開發(fā)或協(xié)同專業(yè)廠商共建，建成了包括實(shí)驗(yàn)室門禁、安全準(zhǔn)入考試、安全網(wǎng)絡(luò)課程、危險(xiǎn)化學(xué)品管理等功能的安全管理系統(tǒng)，管理人員可以使用電腦、手機(jī)等終端更為方便地開展工作，初步實(shí)現(xiàn)了安全管理信息化，使得安全管理效率大大提升，但在信息化建設(shè)過(guò)程中，還存在著以下不足。

（1）集成度較低。現(xiàn)有安全管理相關(guān)功能模塊種類繁多、供應(yīng)商不同，各自獨(dú)立，大多呈現(xiàn)“信息孤島” 狀態(tài)［12］，不利于信息數(shù)據(jù)共享共用，管理者要面對(duì)多個(gè)系統(tǒng)管理維護(hù)，使用者要在不同系統(tǒng)經(jīng)常重復(fù)工作，系統(tǒng)便捷度、用戶體驗(yàn)度有待進(jìn)一步提升。

（2）統(tǒng)一度較弱。學(xué)校、學(xué)院、實(shí)驗(yàn)室三級(jí)往往各自分頭建設(shè)，缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，不能形成合力。既容易軟、硬件重復(fù)投入造成不必要的浪費(fèi)，又無(wú)法形成高效、順暢、統(tǒng)一的安全數(shù)據(jù)信息流，全面實(shí)時(shí)掌握學(xué)校安全狀態(tài)，從而降低了安全管理效率。各級(jí)管理者之間還需通過(guò)手工方式對(duì)接，管理一體化有待加強(qiáng)。

（3）創(chuàng)新度不足。已建立的系統(tǒng)大多仍處于人操作計(jì)算機(jī)的初級(jí)階段，物聯(lián)網(wǎng)、AI 人工智能、云計(jì)算、手機(jī)移動(dòng)終端應(yīng)用等新技術(shù)綜合運(yùn)用不足，安全監(jiān)控及預(yù)警功能較弱，導(dǎo)致安全管理人員接受度不高，信息化手段在全校推廣并做到全覆蓋的難度較大。

3 實(shí)驗(yàn)室安全信息化建設(shè)思考與探索

統(tǒng)計(jì)顯示，高校實(shí)驗(yàn)室安全事故主要類型包括爆炸、火災(zāi)、中毒［13］，事故發(fā)生地點(diǎn)集中在化學(xué)、生物、電氣、醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室以及危險(xiǎn)化學(xué)品庫(kù)房［14］，事故形成原因歸結(jié)為多個(gè)不安全操作行為相互疊加影響所致［15］。所以，實(shí)驗(yàn)室安全信息化建設(shè)的關(guān)鍵在于建立事故隱患防控體系；建設(shè)的重點(diǎn)在于事故頻發(fā)的高風(fēng)險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所；建設(shè)的難度在于形成全校統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)。通過(guò)相關(guān)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析處理，做到智能管控、提前預(yù)警、主動(dòng)防御，避免危險(xiǎn)行為的疊加最終釀成事故。同時(shí)對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析，還可以對(duì)各實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行效能、實(shí)驗(yàn)室隊(duì)伍配置、未來(lái)學(xué)校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃提供決策依據(jù)。鑒于此，在“雙一流”建設(shè)背景下，學(xué)校提出了構(gòu)建以實(shí)驗(yàn)室安全預(yù)警為核心的實(shí)驗(yàn)室綜合管理平臺(tái)（見圖1）。該平臺(tái)以實(shí)驗(yàn)室安全為主線，圍繞實(shí)驗(yàn)室安全預(yù)警核心，力圖實(shí)現(xiàn)全方位、全過(guò)程、全覆蓋的安全管理。

3.1 建立統(tǒng)一平臺(tái)，服務(wù)一流建設(shè)

圖1 西南交通大學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全管理統(tǒng)一平臺(tái)構(gòu)架

圖2 西南交通大學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全管理統(tǒng)一平臺(tái)功能

當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室安全管理模塊種類繁多，且不同的供應(yīng)商各有擅長(zhǎng)與優(yōu)勢(shì)，在高校加速信息化建設(shè)的背景下，將現(xiàn)有的系統(tǒng)推倒重建不切實(shí)際，多平臺(tái)集成融合才是當(dāng)前需要解決的問(wèn)題。學(xué)?；跀?shù)字化校園的“統(tǒng)一身份認(rèn)證”系統(tǒng)，啟動(dòng)了統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)室管理綜合平臺(tái)建設(shè)（見圖2）。該平臺(tái)集成安全管理相關(guān)的各個(gè)子系統(tǒng)，使用人員工號(hào)（或?qū)W號(hào)）身份識(shí)別登錄平臺(tái)后，通過(guò)預(yù)設(shè)學(xué)校、學(xué)院、實(shí)驗(yàn)室三級(jí)管理者和安全員、學(xué)生等角色落實(shí)各個(gè)功能模塊的權(quán)限和各級(jí)安全責(zé)任。與校內(nèi)資產(chǎn)、教學(xué)、人事、財(cái)務(wù)、學(xué)工等信息系統(tǒng)有效對(duì)接，信息共享，實(shí)現(xiàn)基本做到與實(shí)驗(yàn)室有關(guān)管理業(yè)務(wù)一站式辦公。與教務(wù)系統(tǒng)對(duì)接，整合了實(shí)驗(yàn)教學(xué)排課、實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽活動(dòng)發(fā)布等功能，實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)段、使用頻率一目了然，空閑時(shí)段實(shí)驗(yàn)室自主開放，通過(guò)預(yù)約申請(qǐng)使用；與財(cái)務(wù)系統(tǒng)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)了化學(xué)品耗材申購(gòu)報(bào)銷網(wǎng)上辦理，既從源頭上記錄了化學(xué)品耗材的采購(gòu)信息做到來(lái)源清晰可追蹤，也方便了師生進(jìn)行網(wǎng)上預(yù)約報(bào)銷；與人事系統(tǒng)對(duì)接，掌握實(shí)驗(yàn)室隊(duì)伍基本信息和人員變動(dòng)情況；與大型儀器共享系統(tǒng)對(duì)接，掌握貴重設(shè)備運(yùn)行保養(yǎng)狀態(tài)?？傮w上實(shí)現(xiàn)了以安全管理為主的實(shí)驗(yàn)室管理全覆蓋，為學(xué)校提供有關(guān)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)發(fā)展的決策支持。

3.2 構(gòu)建先進(jìn)體系，做好一流保障

實(shí)驗(yàn)室安全管理重在預(yù)防，借助現(xiàn)代化技術(shù)，能夠達(dá)到對(duì)于可能發(fā)生事故有效防控的目的。為此，學(xué)校圍繞以下功能持續(xù)推進(jìn)信息化建設(shè)，所有功能集成嵌入統(tǒng)一平臺(tái)。

（1）全面掌握實(shí)驗(yàn)室物理數(shù)據(jù)。利用GIS實(shí)驗(yàn)室地理信息，基于校區(qū)3D地圖，準(zhǔn)確顯示每個(gè)實(shí)驗(yàn)室分布狀況與詳細(xì)情況，有效管控實(shí)驗(yàn)室物理信息；基于學(xué)校分級(jí)管理辦法，色彩分明的顯示每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的所屬類別、風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、危險(xiǎn)源、可能產(chǎn)生的危害、預(yù)防措施等；與校內(nèi)人事、設(shè)備資產(chǎn)等系統(tǒng)對(duì)接，自動(dòng)更新實(shí)驗(yàn)室人員、設(shè)備信息。在此基礎(chǔ)上，各實(shí)驗(yàn)室從事危險(xiǎn)化學(xué)品、特種設(shè)備等特殊崗位工作人員的培訓(xùn)情況、特種設(shè)備的維修和年檢記錄等信息，一張網(wǎng)絡(luò)地圖清晰展示了學(xué)校實(shí)驗(yàn)室全貌，讓實(shí)驗(yàn)室安全管理人員做到心中有數(shù)。

（2）實(shí)時(shí)了解實(shí)驗(yàn)室使用狀態(tài)。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室門禁開關(guān)狀態(tài)，對(duì)實(shí)驗(yàn)室使用時(shí)段、效率統(tǒng)計(jì)分析；通過(guò)授權(quán)程序，僅允許有教學(xué)、科研任務(wù)的師生員工持校園一卡通刷卡識(shí)別身份進(jìn)入，對(duì)于未通過(guò)安全考試的以及其他無(wú)關(guān)人員刷卡無(wú)效限制進(jìn)入；實(shí)驗(yàn)室在教學(xué)、科研以外時(shí)段通過(guò)平臺(tái)開發(fā)共享，有實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽、論文設(shè)計(jì)等需求的人員預(yù)約成功后在共享時(shí)段內(nèi)刷卡進(jìn)入；利用鷹眼視頻系統(tǒng)，對(duì)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室區(qū)域人員精準(zhǔn)識(shí)別，發(fā)現(xiàn)身份不明啟動(dòng)聲光報(bào)警。

（3）智慧監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室安全狀況。安裝視頻監(jiān)控、氣體探測(cè)、溫度濕度檢查等硬件裝置，利用云平臺(tái)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)材料、生物、醫(yī)學(xué)、環(huán)境、電氣、等專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，特別是存放或使用危險(xiǎn)化學(xué)品、壓力容器、貴重儀器設(shè)備、特種設(shè)備等區(qū)域，借助AI 人工智能對(duì)溫度、濕度、水壓、電流強(qiáng)度、氣體濃度等實(shí)時(shí)環(huán)境狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)其超過(guò)預(yù)設(shè)閾值時(shí)，啟動(dòng)聲光報(bào)警，并立即通過(guò)可視化動(dòng)態(tài)視窗、移動(dòng)終端信息提示等方式直接向所處實(shí)驗(yàn)室安全責(zé)任人報(bào)警，同時(shí)自動(dòng)切斷水電、開（關(guān)）房門；此外利用紅外測(cè)溫技術(shù)，對(duì)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室區(qū)域人員的體溫快速篩查，溫度異常報(bào)警，可有效應(yīng)對(duì)“新冠”疫情防控。

（4）隨時(shí)開展實(shí)驗(yàn)室安全檢查。開發(fā)安全檢查相關(guān)APP、微信小程序，為廣大師生提供更便捷的安全工作參與方式。隨時(shí)發(fā)現(xiàn)、記錄并反饋實(shí)驗(yàn)室安全隱患，現(xiàn)場(chǎng)上傳圖片，問(wèn)題描述可模糊匹配教育部檢查要點(diǎn)。同時(shí)，各級(jí)安全管理者可以通過(guò)電腦、手機(jī)隨時(shí)查看自身管理權(quán)限內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室安全巡查報(bào)告和整改通知。對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，借助云視頻監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程核查，迅速通知有關(guān)人員處置整改，并及時(shí)反饋；此外，基于實(shí)驗(yàn)室不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，系統(tǒng)還對(duì)其設(shè)置不同巡檢周期的自動(dòng)觸發(fā)提醒；對(duì)從事危險(xiǎn)化學(xué)品、特種設(shè)備等特殊崗位工作人員資質(zhì)證書、特種設(shè)備年檢到期時(shí)間設(shè)置自動(dòng)觸發(fā)提醒。在系統(tǒng)中形成閉環(huán)、全流程、高效的實(shí)驗(yàn)室安全管理，確保所有實(shí)驗(yàn)室一直處在有效管控之中。

（5）重點(diǎn)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)化學(xué)品管理?；瘜W(xué)品管理是高校實(shí)驗(yàn)室安全管理的難點(diǎn)，容易引起常見的爆炸、火災(zāi)等事故，對(duì)于化學(xué)品管理，建立了一套從申請(qǐng)、采購(gòu)、入庫(kù)、領(lǐng)用、處置全過(guò)程管理的系統(tǒng)，申請(qǐng)單位和相關(guān)職能部門在網(wǎng)上完成申請(qǐng)和審批環(huán)節(jié)提高辦事效率，在系統(tǒng)入庫(kù)商家選擇商品采購(gòu)確保來(lái)源清晰可追溯，貨到后通過(guò)智能盤點(diǎn)器完成入庫(kù)、領(lǐng)用、空瓶回收、處置等操作，讓傳統(tǒng)紙質(zhì)臺(tái)賬數(shù)據(jù)及時(shí)更新與系統(tǒng)同步，真正做到化學(xué)品數(shù)據(jù)清晰、賬實(shí)相符。

3.3 提供決策依據(jù)，支撐一流建設(shè)

依托信息化技術(shù)，實(shí)驗(yàn)室安全管理體系將在高校實(shí)驗(yàn)室安全管理中發(fā)揮更大的作用［16］。統(tǒng)一平臺(tái)在有效保障全校實(shí)驗(yàn)室安全運(yùn)行，完成實(shí)驗(yàn)室日常的全過(guò)程管理的同時(shí)，自動(dòng)收集和整理各種運(yùn)行管理數(shù)據(jù)：如實(shí)驗(yàn)室使用時(shí)間、實(shí)驗(yàn)室設(shè)備使用時(shí)長(zhǎng)、實(shí)驗(yàn)人員在崗工作時(shí)長(zhǎng)、實(shí)驗(yàn)室每學(xué)期服務(wù)學(xué)生數(shù)量、實(shí)驗(yàn)室開設(shè)課程數(shù)量、實(shí)驗(yàn)人員教學(xué)科研業(yè)績(jī)、實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)出成果、實(shí)驗(yàn)室自主開放頻次、大型儀器設(shè)備共享機(jī)時(shí)及測(cè)試收入等并進(jìn)行智能統(tǒng)計(jì)分析，便可得出各學(xué)院實(shí)驗(yàn)室使用能效、教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備故障損耗與保養(yǎng)維修、實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu)、已建實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)校教學(xué)科研的貢獻(xiàn)度等結(jié)論，這些數(shù)據(jù)又將作為實(shí)驗(yàn)室申報(bào)“中央高校改善基本辦學(xué)條件”“雙一流建設(shè)”以及學(xué)校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等專項(xiàng)資金的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)，為實(shí)驗(yàn)室建設(shè)投入提供決策依據(jù)，并按照項(xiàng)目目標(biāo)責(zé)任制實(shí)施實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目管理，從項(xiàng)目遴選、項(xiàng)目批復(fù)、項(xiàng)目實(shí)施、項(xiàng)目驗(yàn)收、績(jī)效評(píng)價(jià)全過(guò)程管控，支撐投入產(chǎn)出情況以及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成果在“雙一流”建設(shè)中的作用和成效。

4 結(jié)論與建議

實(shí)驗(yàn)室安全是高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)發(fā)展的保障，是高校安全管理工作中的重中之重，實(shí)驗(yàn)室安全管理作為一項(xiàng)復(fù)雜的工程，需要依托信息化手段系統(tǒng)性建設(shè)。在信息化建設(shè)過(guò)程中，要利用不同廠商、不同系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)集成統(tǒng)一管理平臺(tái)，強(qiáng)化安全管理一體化；要大膽運(yùn)用新技術(shù)、新方法應(yīng)對(duì)更加復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，力爭(zhēng)安全預(yù)警智能化；深度挖掘各種狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，確保建設(shè)規(guī)劃科學(xué)化；不斷完善優(yōu)化平臺(tái)的友好度、操作性，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)使用簡(jiǎn)單化?？傊?，信息化建設(shè)是當(dāng)前高校實(shí)驗(yàn)室安全管理的未來(lái)趨勢(shì)，發(fā)揮信息化優(yōu)勢(shì)，使實(shí)驗(yàn)室安全管理水平再上一個(gè)臺(tái)階。與此同時(shí)，在信息化建設(shè)過(guò)程中還需要引進(jìn)專業(yè)技術(shù)人員參與系統(tǒng)建設(shè)與維護(hù)，多渠道籌集資金分批分期按輕重緩急程度有序推進(jìn)平臺(tái)建設(shè)。