實(shí)驗(yàn)室安全智能化管理系統(tǒng)研究

0 引 言

教育部自 1996 年起就先后出臺了一系列關(guān)于促進(jìn)高校發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)，深化產(chǎn)學(xué)研合作形式的政策措施[1]，具體見表 1 所列。

從政策層面上推進(jìn)教育事業(yè)的發(fā)展和改革。實(shí)驗(yàn)室是進(jìn)行教學(xué)、科研的重要場所，是科研成果的孵化地，是服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)學(xué)研合作的根據(jù)地，對于高校的發(fā)展至關(guān)重要。實(shí)驗(yàn)室安全是這一切工作順利開展的保障。

宿遷學(xué)院作為宿遷市唯一一所高等院校，在服務(wù)地方和深化產(chǎn)學(xué)研合作上有著不可推卸的使命和責(zé)任。我校現(xiàn)有 10個實(shí)驗(yàn)中心，涵蓋 37個專業(yè)方向，共有 100多個實(shí)驗(yàn)室，教學(xué)科研儀器設(shè)備總值 1.15 億元，如何能夠合理、高效地保障實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行和安全，是各級領(lǐng)導(dǎo)關(guān)心的問題。

1 實(shí)驗(yàn)室安全管理現(xiàn)狀

近年來，各大高校都在加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)改革，改革的核心是提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，而高校實(shí)驗(yàn)室是提高學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的基地之一，因此實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)規(guī)模逐年提高，管理工作日趨繁雜。

1.1 實(shí)驗(yàn)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(qū)，安全責(zé)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(jìn)，實(shí)驗(yàn)室管理規(guī)則、學(xué)生實(shí)驗(yàn)守則、實(shí)驗(yàn)室安全衛(wèi)生管理制度與開放性實(shí)驗(yàn)室管理模式不統(tǒng)一，在實(shí)驗(yàn)室安全準(zhǔn)入制度和責(zé)任追究制度上缺乏強(qiáng)有力的約束，無法真正落到實(shí)處，使得實(shí)驗(yàn)人員安全意識松懈，責(zé)任心不強(qiáng) [3]。

1.2 實(shí)驗(yàn)室安全管理意識淡薄，安全培訓(xùn)、教育欠缺

各級領(lǐng)導(dǎo)對實(shí)驗(yàn)室安全管理工作十分重視，經(jīng)常會議強(qiáng)調(diào)、組織檢查，但具體工作下發(fā)到位后，發(fā)現(xiàn)存在重視度不夠，只喊口號，不落實(shí)等現(xiàn)象 [4]。特別是對于一些資歷比較老的實(shí)驗(yàn)人員，在進(jìn)行常規(guī)操作時，忽視安全問題，不按規(guī)定辦事，簡化操作、違規(guī)操作的情況時有發(fā)生 [5]。安全教育和培訓(xùn)在內(nèi)容上缺少專業(yè)的知識體系，沒有切實(shí)從理論、實(shí)踐等多方面、多形式地培養(yǎng)安全管理人員[6]。對于一些常用的應(yīng)急處理辦法、應(yīng)急預(yù)案，很多師生無從知曉。

1.3 實(shí)驗(yàn)室安全管理缺乏專業(yè)人才

高校專業(yè)培養(yǎng)體系中針對實(shí)驗(yàn)員的相對較少。雖然實(shí)驗(yàn)員招聘的學(xué)歷要求有所上浮，但專業(yè)對口的較少，加之后期培養(yǎng)體系不完善等因素影響，實(shí)驗(yàn)員入職培訓(xùn)后的專業(yè)技能提升不明顯 [7]。由于實(shí)驗(yàn)員對國內(nèi)外先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備了解甚少，引進(jìn)的先進(jìn)儀器設(shè)備從使用到維護(hù)，沒有專業(yè)人員負(fù)責(zé)，直接影響了設(shè)備的使用率 [8]。

2 構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室安全智能化管理體系

2.1 完善實(shí)驗(yàn)室安全管理體制、制度，責(zé)任到人

隨著實(shí)踐教學(xué)任務(wù)量逐年上升，形式多樣化，傳統(tǒng)的二級管理體制（校級、二級學(xué)院）略顯不足。開放性實(shí)驗(yàn)室管理模式的推廣使實(shí)驗(yàn)室的使用率得到大幅提升，人流量增加導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室管理的任務(wù)加重。我校根據(jù)自身辦學(xué)特色，結(jié)合師生的教學(xué)與學(xué)習(xí)需求，采用三級管理體制對實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行管理（校 級、二級學(xué)院、小微學(xué)習(xí)型組織）。我校開放性實(shí)驗(yàn)室是以小微學(xué)習(xí)型組織為單位申請獲批，他們用于學(xué)習(xí)的場地在專業(yè)課學(xué)習(xí)的安排上相對集中或較少，為了更好地保障師生科研、學(xué)習(xí)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(zé)任到人。學(xué)校負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)中心的建設(shè)，二級學(xué)院負(fù)責(zé)公共實(shí)驗(yàn)室的日常管理，三級管理主體之間相互協(xié)作、配合。實(shí)驗(yàn)室管理規(guī)則、學(xué)生實(shí)驗(yàn)守則、實(shí)驗(yàn)室安全衛(wèi)生管理制度、實(shí)驗(yàn)室安全準(zhǔn)入制度和責(zé)任追究制度都重新修訂、實(shí)施并制作砧板安裝到每個實(shí)驗(yàn)室，以實(shí)驗(yàn)室為單位責(zé)任到人，簽訂安全責(zé)任書。通過近 3 年的實(shí)施，實(shí)驗(yàn)室的管理更加有序，安全隱患大大降低，師生的科研、學(xué)習(xí)氛圍更加濃厚。

2.2 加強(qiáng)安全知識培訓(xùn)、教育，提高安全管理意識

實(shí)驗(yàn)室安全問題與實(shí)驗(yàn)室開展的專業(yè)課程息息相關(guān)，可根據(jù)專業(yè)之間的差異，對師生進(jìn)行分批安全知識培訓(xùn)、教育，采取校內(nèi)專業(yè)教師普及，校外邀請專家深化的方法進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，并定期開展安全知識競賽檢查學(xué)習(xí)成效 [9]。在全校開展安全事故圖片展、消防技能培訓(xùn)、緊急救助演練等活動，確保人人熟練掌握。制定事故應(yīng)急處理辦法和事故應(yīng)急處理預(yù)案，并在師生中進(jìn)行普及教育。

2.3 引進(jìn)專業(yè)的管理人才，自主研發(fā)智能安全管理系統(tǒng)

近年來，我院各級領(lǐng)導(dǎo)越來越重視實(shí)驗(yàn)室安全工作，在實(shí)驗(yàn)室工作人員的招聘中，對專業(yè)方向和學(xué)歷都有嚴(yán)格要求，實(shí)驗(yàn)員入職后統(tǒng)一進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)、專業(yè)技能培訓(xùn)，并定期參加教學(xué)儀器設(shè)備會議展，了解國內(nèi)外先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，做到在專業(yè)上不脫節(jié)，在技術(shù)上不落后。利用所學(xué)，結(jié)合我院實(shí)驗(yàn)室的特點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)管理設(shè)備的自主研發(fā)，目前已研發(fā)成功并投入使用的有如下系統(tǒng) ：

（1）信息化智能排課管理系統(tǒng) ：針對實(shí)驗(yàn)室排課繁雜的數(shù)據(jù)信息，如學(xué)生個人信息、教師個人信息、課程信息、實(shí)驗(yàn)室信息、實(shí)驗(yàn)項目信息等，單純依靠人力進(jìn)行課程編排費(fèi)時、費(fèi)力 [10]。我校借助計算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，大大提高了排課過程中的數(shù)據(jù)處理速度和準(zhǔn)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(shù)據(jù)。

（2）“互聯(lián)網(wǎng) +”實(shí)驗(yàn)室安全管理系統(tǒng) ：我校無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋較全面，“互聯(lián)網(wǎng) +”被應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)室安全管理過程中。實(shí)驗(yàn)室管理人員通過手機(jī) APP 或電腦網(wǎng)頁可以實(shí)時訪問攝像頭查看視頻監(jiān)控信息、門窗電關(guān)開情況，把實(shí)驗(yàn)室工作人員從繁重的管理工作中解放出來 [11]，投身到相關(guān)科研工作中，進(jìn)一步推進(jìn)我院科研的發(fā)展 ；通過 RFID 實(shí)現(xiàn)智能門禁管理，為師生提供更為寬廣的自主學(xué)習(xí)空間，提高實(shí)驗(yàn)室的利用率。

（3）大數(shù)據(jù)挖掘耗材管理系統(tǒng) ：實(shí)驗(yàn)室耗材管理一直是困擾很多高校的問題，一是數(shù)據(jù)信息量大而繁雜，二是數(shù)據(jù)更新頻繁且隨機(jī) [12]。為了能夠更好地管理和預(yù)測實(shí)驗(yàn)耗材使用的種類和數(shù)量，減少不必要的浪費(fèi)，我院師生把近十年的材管理數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成電子信息，并結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘算法進(jìn)行智能處理，對每個學(xué)期，每個班級，每門課程的耗材明細(xì)進(jìn)行提取、歸類，大大節(jié)省了教師申報購買耗材的流程，同時在實(shí)驗(yàn)耗材管理使用上更系統(tǒng)、更合理、更節(jié)儉。

3 實(shí)驗(yàn)室安全管理體系的創(chuàng)想

在目前我校構(gòu)建的實(shí)驗(yàn)室安全智能管理體系基礎(chǔ)上，結(jié)合日本高校充分利用實(shí)驗(yàn)空間 [13] 的特點(diǎn)，采用框架式結(jié)構(gòu)擺放實(shí)驗(yàn)設(shè)備 [14]，發(fā)揮專業(yè)特長，設(shè)計并自制人工智能安全檢測預(yù)警系統(tǒng)。人工智能安全檢測預(yù)警系統(tǒng)可以真正落實(shí)責(zé)任到人政策，保障實(shí)驗(yàn)設(shè)備無移位、不丟失。學(xué)生通過 RFID 刷卡某實(shí)驗(yàn)臺上的供電開關(guān)進(jìn)行權(quán)限確認(rèn)，通電后方可使用某實(shí)驗(yàn)臺框架上的實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行學(xué)習(xí)，使用完后按下結(jié)束按鈕，智能檢測預(yù)警系統(tǒng)開始工作，對框架上的實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行移位、丟失檢測，如一切正常，框架上的警示燈呈綠色，學(xué)生可以關(guān)閉電源，自主離開 ；如存在異常，框架上的警示燈呈紅色，學(xué)生要自主檢測設(shè)備是否歸位，解決、更正后按下結(jié)束按鈕，申請離開。人工智能安全檢測預(yù)警系統(tǒng)流程如圖 1 所示。

本文系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)成功后，可以節(jié)省設(shè)備擺放面積，提高空間利用率 [15]，同時促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，有利于落實(shí)責(zé)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(yīng)開放式實(shí)驗(yàn)室發(fā)展需求，大大提高實(shí)驗(yàn)室安全的智能化管理水平。實(shí)驗(yàn)室安全智能管理體系框圖如圖 2所示。

4 結(jié) 語

在保障師生教學(xué)、科研正常開展的前提下，擴(kuò)大開放力度是高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、發(fā)展的必然趨勢。隨著“人工智能”“互聯(lián)網(wǎng) +”“大數(shù)據(jù)”等的發(fā)展，我院師生充分利用自己的創(chuàng)想，設(shè)計并制作了符合我校特色的智能化管理系統(tǒng)，充分保障了實(shí)驗(yàn)室的安全監(jiān)管力度和智能化管理水平。