高校实验室综合安全评价模型初探

(吉林化工学院资源与环境工程学院，吉林吉林132022)

高校实验室是高校科研教学的重要场所．高校实验室事故不仅容易造成仪器破损、设备损坏等方面的财产损失，也对广大高校师生的生命安全构成了重大威胁．因此，加强对高校实验室安全管理已经成为高校实验室管理的重中之重．目前专家学者对于高校实验室的安全研究，其主要研究内容是高校实验室安全管理体制、机制、体系、安全教育、安全文化、安全评价等方面［1-5］．加强对高校实验室的安全评价技术研究有助于高校管理者对实验室安全等级、管理状况有一个直观清晰的认识，从而采取有针对性的措施提高实验室安全水平．但是当前实验室安全管理缺乏评价标准，体制不健全，监管不力，执行不严．因此，从安全系统工程的角度，将实验室安全系统分解为人、机、料、法、环5个子系统，在此基础上建立高校实验室综合安全评价模型，最终得到高校实验室安全总体等级，并能够得到各个子系统的安全等级，可以为高校实验室安全管理提供了实验室安全评价标准．

1 高校实验室安全系统分析

不同类型的高校实验室其事故类型和风险因素往往是千差万别．因此，如果使用传统的分析方法进行危险性分析，就很难找到不同类型高校实验室存在的共性安全问题．因此，将高校实验室看成是一个系统时，而这个系统由若干子系统构成，这样只要分析各子系统的安全等级，就可以进一步得到高校实验室系统的总体安全等级．运用安全系统分析方法，将事故原因归结为各类风险因素，比如人的不安全行为、物的不安全状态、环境因素等．而高校实验室事故主要是火灾、爆炸、中毒、烧伤、触电事故等，这些事故主要跟人、仪器设备、实验材料、操作流程工艺方法和内外环境因素有关．因此，虽然我国高校实验室的种类繁多、事故类型多样，但是无论哪种类型高校实验室安全都可以分解为人、机、料、法、环五个方面的子系统．这里所说的人的子系统包括人的安全意识、安全知识、操作技能、心理生理状况等方面，机的子系统包括设备仪器完备性、可靠性、安全性等方面，料的子系统包括实验物品、药品、实验产生的新物质等方面，法的子系统包括工艺方法、实验操作流程、安全防护程序等方面，环的子系统包括高校实验室周边的外部环境与实验仪器设备布局、安全标志设置、药品归类布置等方面的内部环境两大方面．

2 高校实验室综合安全评价模型

当前对于高校实验室的安全评价技术还不成熟，目前已有的安全评价模型如BP神经网络安全评价、层次分析法、模糊数学评价法等安全评价模型［6-11］往往由于较为复杂，限制了这些方法在高校实验室安全评价中的应用．因此，为了解决上述问题，建立了一种新的高校实验室综合安全评价模型，它将传统的专家评分法和安全检查表相结合，具有简单方便的特性．其基本步骤如下:一是运用专家评分法确定实验室安全子系统的权重系数;二是运用半定量安全检查表确定子系统的安全评价分值，并得到相应子系统的安全等级，三是运用加权平均法得到实验室总体安全评价分值，最终得到实验室总体安全等级．

2.1 专家评分法确定子系统的权重系数

综合安全评价中的权重系数的确定方法主要分为主观权重系数确定和客观权重系数确定，比如专家评分法、层次分析法、模糊评价法等．综合安全评价模型使用专家评分法确定实验室各子系统的权重系数．不同实验室的具体情况不同，其各个安全子系统的权重系数也会不同，运用专家评分法确定实验室子系统的权重更符合实验室安全的实际情况．而且该方法可以直观迅速地确定各个子系统的权重系数，主要根据专家评价统计的结果确定各子系统的权重系数．

根据一般情况，规定专家对各子系统的重要性评价标准是“一般、重要、较重要、很重要和非常重要”五个等级．该评价标准对应的分值分别为 1，3，5，7，9．现假设五个子系统的依次顺序分别为人、机、料、法、环五个子系统(Yi，i=1，2，3，4，5)，选取的专家人数为 n，设第 j(j=1，2，3，…，n)个专家对第i个子系统的重要度评价分值为Xij，则第 i个子系统 Yi的权重系数为 ki:ki=

2.2 实验室安全子系统安全评价分值的确定

采用半定量安全检查表［12］对高校实验室安全各个子系统进行安全检查，根据安全检查表的检查结果得到相应的子系统的安全评价分值m，然后用安全等级划分标准，见表1．确定其相应的安全等级M．

表1 安全等级划分标准表

假设第i个子系统通过安全检查表得到的安全评价分值为m，则根据表3可知，其相应的安全等级为Mi．

2.3 实验室总体安全等级的确定

根据上述专家评分法得到实验室子系统的权重系数和半定量安全检查表得到各个子系统的安全评价分值，运用加权平均法求取实验室总体安全评价分值．假设实验室总体安全评价分值为m，则m，根据表1 可知，该实验室总体安全等级为M．

3 高校实验室综合安全评价模型的应用

某高校安全工程材料性能测试实验室是安全工程专业的综合性实验的主要实验室之一．目前，该实验室的主要仪器设备是2台M606B数显氧指数测定仪和2台Z803建材可燃性实验装置，其生产厂家均是山东青岛山纺仪器有限公司，其主要使用对象是安全工程专业学生，其主要实验是PMMA、PS、PVC等常见材料的氧指数测定实验，常见建筑材料的可燃性实验等．

3.1 专家评分法确定各子系统的权重系数

为了最大程度保证专家评分的客观公正和全面性，本文选取了在实验室安全管理方面的专家、实验室工作人员和实验指导教师作为本次专家组成员，共7名专家．为了防止出现无效评分，规定各个子系统的重要性最多只有两组相同．现将专家评分的结果汇总，具体内容见表2．

根据表2和上一小节2．2中权重系数的公式计算可得:人的子系统权重系数为38．4%，机的子系统权重系数为27．0%，料的子系统权重系数为10．7%，法的子系统权重系数为18．2%，环的子系统权重系数为5．7%．

表2 某高校材料性能测试实验室安全子系统重要度专家评分表

3.2 确定实验室子系统安全等级

实验室安全子系统可以通过半定量安全检查表得到，通过对各个子系统的安全检查，我们得到人、机、料、法、环五个子系统的安全检查表如表3～7所示．

表3 人的子系统安全检查表

结果分值=总的分数/总的可能分数=34/53=64．2%，其安全评价分值为 m=64．2

表4 机的子系统安全检查表

结果分值=总的分数/总的可能分数=45/61=65．6%，其安全评价分值为 m=65．6．

表5 料的子系统安全检查表

结果分值=总的分数/总的可能分数=43/54=79．6%，其安全评价分值为 m=79．6．

表6 法的子系统安全检查表

结果分值=总的分数/总的可能分数=43/59=76．3%，其安全评价分值为 m=76．3．

表7 环的子系统安全检查表

续表7

结果分值=总的分数/总的可能分数=60/70=85．7%，其安全评价分值为 m=85．7．

根据表3可知，人的子系统安全评价分值为64．2，根据表1可知，其所属安全等级为三级．同理可得:机的子系统安全评价分值为65．6，所属安全等级为三级;料的子系统安全评价分值为79．6，所属安全等级为二级;法的子系统安全评价分值为76．3，所属安全等级为二级;环的子系统安全评价分值为85．7，所属安全等级为一级．

3.3 高校实验室总体安全等级的确定

首先，根据前面各个子系统的权重系数、安全评价分值、安全等级进行汇总得到高校材料性能测试实验室安全子系统的危险分析表，具体内容如表8所示．

表8 某高校材料性能测试实验室安全子系统的危险性分析表

其次，根据实验室综合安全评价模型中的加权平均法的相关公式求取实验室总体安全评价分值，然后根据表1得到实验室总体安全等级．高校实验室系统的总体安全评价分值为m =，根据表 1 可知实验室总体安全等级为三级，处于危险状态．因此，要提高该实验室总体安全等级，需要从人、机两方面采取措施提高实验室总体安全水平．

4 结 论

(1)运用系统安全分析方法将实验室安全系统分解为:人、机、料、法、环五个方面的子系统．

(2)运用专家评分法确定实验室安全各个子系统的权重系数．

(3)运用半定量安全检查表的检查结果得到各个子系统的安全评价分值，根据安全等级划分标准确定各个子系统的安全等级，最终运用加权评价法得到高校实验室总体安全等级．

(4)运用该综合安全评价模型对某高校材料性能测试实验室进行安全评价，结果表明:该实验室总体风险等级为三级，处于危险状态，应采取措施降低其危险程度，并需从人、机两方面的风险因素采取措施提高实验室总体安全等级．

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