高校实验室安全管理信息化建设研究

曲永政

北京交通大学 北京 100044

引言

高校实验室是进行教学、科研、科研成果转化的重要场所，承担着进行人才培养、科学研究以及进行社会服务的众多职能。保障高校实验室能够有效工作的前提是实验室的安全。在进行实验室安全管理中，主要手段是进行预防，当前进行实验室安全事故预防的主要手段包括安全教育等方面，仍然存在一定程度的预防方法陈旧，风险辨别方式不全面，隐患治理有漏洞等问题。导致近年来实验室安全事故时有发生。

当前，传统实验室安全管理模式的弊端主要包括管理难度较大、安全管理数据量较多工作量大、现代化信息系统建设较少等问题，在进行安全事故的处理以及预警中，主要还是用人进行解决，消耗大量时间与精力，并且还会由于人自身的疲劳等其他问题造成实验室安全事故，不仅不能够全面的掌握实验室安全数据信息，有时还会因为在掌握安全数据之后不能够进行及时的分析验证安全风险导致实验室出现安全事故，造成财产甚至人员损伤。伴随互联网以及信息技术的发展，可以使用现代化的信息处理手段进行数据收集并对收集到的实验室数据进行分析，以减少人工计算可能出现失误的情况，提升高校实验室安全管理等级。

1 高校实验室安全信息化建设现状

大部分高校都对实验室安全信息化进行了探索和建设。清华大学将实验室安全建设进行了要素分类，其要素主要包括人员、制度、防御措施、保护措施、教育手段、安全检查六个要素，并提出将以上六个要素使用信息化手段进行全面的连接，实现数据共享以及风险发现并处理的全流程管理。浙江大学体现了“物联网”思维，其提出将所有实验室使用器械以及设备均进行数据化管理，每一个设备以及人员在进行实验交互的过程中，都会被记录下来当作进行风险检测的数据，以此来促进实验室安全管理水平的提升[1]。

但是在高校实验室安全建设当中，依旧存在以下几个问题。第一、当前实验室已经初步建成信息化门禁以及监控，但是不能够进行各种设备的集中化管理造成了较多的数据孤岛，虽然存在大量的数据，但是却不能够充分运用来促进实验室安全建设。第二、安全建设没有实现人和设备的合理调配。在进行实验室安全建设中，由于存在规划不合理以及协调性较差，在进行安全管理中，容易出现不必要的资源浪费，不仅不能够促进工作效率的提升，还会造成对于风险的掌握不及时，增加实验室安全隐患。第三、创新程度有待加强。主要体现在对于实验室信息化建设程度不够，对于将人工智能、云计算、物联网等技术在实验室安全管理中的应用研究较少，不能有效促进实验室安全建设。

2 实验室安全信息化建设探索与实践

当前数据统计显示，造成高校实验室安全事件的主要原因为爆炸、火灾、中毒等，主要发生在生物学、化学、医学等领域的实验室，其中原因主要为实验室人员自身操作失误未来得及排查而导致的失误不断累计，从而形成的“量变到质变”，导致安全事故的发生。因此，在进行实验室安全建设信息化过程中，应该着重进行高校实验室的安全教育、构建实验室安全学习和考试系统、安全隐患排查以及安全事故防控的数据化、智能化管理，帮助高校实验室进行安全隐患的排查，构建现代化、系统化的实验室安全系统，帮助实验室在进行安全管理中建立准确、有效、迅速、便捷的风险防控系统。

2.1 加强对高校学生在实验室学习的安全教育

高校实验室使用面临范围广、学科复杂、信息量大、安全问题高度重视等重难点问题。而高校实验室安全教育是放在第一位的，根据前文对高校实验室安全信息化建设现状的汇总，得出高校实验室存在的一系列问题：第一、当前实验室已经初步建成信息化门禁以及监控，但是不能够进行各种设备的集中化管理造成了较多的数据孤岛，虽然存在大量的数据，但是却不能够充分运用来促进实验室安全建设；第二、安全建设没有实现人和设备的合理调配；第三、创新程度有待加强。可以看出高校对实验室安全教育重视程度不足，虽然有初步的基本安全管理，但是却不能够充分运用来促进实验室安全建设、不能合理规划以及协调安全管理，造成资源浪费，降低工作效率、实验室安全建设利用不合理、增加实验室安全隐患。因此，建立健全实验室安全教育体系是当前高校实验室安全管理的重要任务和迫切要求，科学、系统、合理的开展对高校师生使用实验室安全教育，确保高校实验室安全有效的正常运行[2]。

2.2 构建高校学生实验室安全学习与考试系统

目前，借助“互联网+”的高科技和便利性、传播性，国内大部分高校都建立了实验室安全学习与考试系统，该系统可以实现学校教师和学生在线上进行实验室安全知识的学习和考试。该系统的建设需要满足以下基本条件及要求：

2.2.1 建设共享学习系统及数据软件，需要当地教育部门牵头，整合一定的人力、物力、财力，对系统进行研发和引进，开展线上知识的学习和共享。

2.2.2 系统的研发和引进应包括教务系统客户端、教师客户端、学生客户端及后台维修客户端、以期达到学习、考试、讲解、维护管理等功能的正常使用。

2.2.3 学习功能，学习可采用视频课件模拟真实课堂、PPT课程及实际案例展示的方式，内容釆用视频、图片和文字相结合。课程要涵盖实验室安全基础知识、危险化学品安全、生物安全、动物实验安全、用电安全、消防安全、辖射安全、应急处置等。可根据学科专业，分别设置不同的学习内容；

2.2.4 具备考试功能，考生可在规定时间进行正式考试。考试试题库要覆盖通识、化学、医学、机械、电气、辖射学科方向。可根据各学科专业实际情况，自行设置考试相关的内容，调整、修改题库和试题；

2.2.5 讲解功能，教师可以针对错误率较高的知识点进行讲解录制、学生可以随时学习、反复学习，并且考试后的错题，后台题库都会附上解答详情，便于学习学习。

2.2.6 维护基本管理功能，如：自动识别使用者身份、考试题目数量控制，考试时长限制，考试开放时间限制，自动阅卷，信息统计查询，学校与院系二级管理、后台数据维护及系统更新检修等。促进实验室安全教育知识在教师和学生中的普及、减少人力、财力、物力的浪费，确保高校实验室安全有效的正常运行[3]。

2.3 建设统一的风险防控平台

当前实验室安全化管理建设中，已经有较多的企业进行了相关研究并生产了较多的产品。但是，虽然目前的产品已经进行了较多的应用，比如正在使用的门禁设备、监控设备等，却依然存在着各个产品之间数据交互难的问题，不能实现各个设备之间进行有效、快捷的信息传递，整体安全信息不不能够形成聚少成多的效应，达不到大数据的标准。

针对当前出现的问题，可以建设统一的风险防控平台，用于进行信息的整合与收集。例如，可以使用学生或者教师身份证进行账号注册，实现云端管理。让学生或者教师使用刷身份证的方式进行实验室的使用，这样不仅能够记录实验室使用者的个人信息以及活动轨迹，还能够实现统一查找，不容易出现重复账号的使用。之后，进行设备互联建设，将当前使用的门禁设备，监控设备等进行统一化管理，将收集到的数据按照账号进行分类，便于查找以及更新。再者，需要将建设的风险防控统一平台与学校使用的教务系统进行链接，将教师进行上课的信息记录以及学生进行上课的信息记录进行统一管理，并建设网上实验室预约或者实验室使用信息登记公示，帮助学生或者教师在没有课程的前提之下进行实验室或者设备的预约，充分了解实验设备的走向，便于监督管理。对于化学品，建立学校统一的采购和管理平台，实时掌握化学实验药品的使用数据，做到此类化学药品能够进行全程的跟踪，知晓化学药品在到达实验室指导最终使用完的所有流程，便于进行风险防控的检测以及预防。在收集到相关数据之后，可以通过建立人工智能的方式帮助学校或者实验室负责人员进行数据分析，及时发现当前数据中存在的问题并采取有效措施进行解决。最后，针对发现的安全隐患以及问题要及时通过网上平台进行消息推送，推送的内容包括发现问题的实验室以及进行解决的措施，以此来帮助实验室人员了解到当前问题，以便在今后的工作中注意并预防。

2.4 构建现代化防控体系

实验室安全管理重在预防，可以借助现代化的设备针对当前的实验室安全管理进行有效防控，减少实验室安全事故的发生。在进行实验室安全信息化管理的过程中，学校或者实验室管理人员可以从以下几点进行建设[4]。

2.4.1 利用信息化手段全面掌握实验室物理数据。实验室物理数据主要包括实验室的物理信息、实验室内存放的危险品数量、危险品等级等等。在进行实验室物理信息采集中，可以使用GIS技术进行实验室地理位置的细化，使用3D的地图模式将所有实验室中的危险品进行标注，使用分级的色彩针对当前实验室的危险性进行标注，使得当前的地理信息图能够很好地反映出当前实验室整体的状况。之后，需要建立实时更新系统，在当前的实验室药剂或者危险品进行使用之后，需要进行实施更新来完善当前的图像显示，使其能够准确地反映出当前的信息。

2.4.2 使用信息化手段进行实验室动态的全掌握。根据当前技术发展，可以使用门禁的以及其他物联网的方式进行实验室动态的掌握。可以使用门禁当前的数据进行实验室使用时间以及频率的分析，针对使用高峰时间段进行更加有效的监督，减少在使用高峰时间段的安全事故发生概率。此外，可以使用门禁等限制手段针对不能够通过实验室安全考试的人员限制其进入实验室，减少实验室在使用过程中出现危险的概率。在进行实验室安全注意事项教学中，可以充分利用当前建成的平台，帮助教师或者学生进行学习，并在进行预约之后才能够在约定的时间段进入实验室。在针对不明身份的人员进行实验室的安全报警中，可以使用鹰眼面部识别系统进行面部识别以及记录，确定人员身份不在当前实验室白名单之中之后，使用声光报警系统进行报警[5]。

2.4.3 使用实验室智慧安全系统进行监控并处理危险。可以通过安装视频监控设备、气体监测设备、温度监测等设备进行实验室安全监控，之后使用云平台进行重点实验室安全监测，特别是一些特殊学科如化学、医学等。对于一些特殊学科的实验室以及存放化学药剂设备的实验室，除了进行以上监测设备的安装之外，还需要进行湿度、气体浓度、电流强度以及电压等监控，当出现以上指标不符合设定数值之后，在启动声光报警之后，还需要进行紧急危险处理。可以使用智慧实验室安全处理系统控制当前实验的水电供应开关、房门开关等，来限制当前实验室中出现的危险。之后，需要使用弹窗或者其他有效的通知方式对当前正在实验室进行实验的人员以及实验室安全负责人员进行通知，协助组织人员进行撤离以及危险的解除。

2.4.4 利用信息化技术进行安全检查。可以使用微信小程序开发或者开发特定的应用程序进行实验室安全检查。要求实验室使用人员在进行实验室使用中上传使用照片，并将图片使用图像识别等方式进行隐患排查，及时发现在照片中出现的问题。对于在照片中出现的问题，根据其危险等级进行不同处理，并针对实验室使用人员进行安全使用教育培训，帮助其进行整改。对于一些存放危险实验用品的实验室，需要进行不定期的巡查，对于一些特殊学科的实验室工作人员进行资格证书的检测，当其中出现过期或者其他问题时，需要进行及时的警告并通知其进行资格证书的更新[6]。

3 结束语

实验室安全是高校安全稳定的基石，也是一项极其复杂的工程，要依托信息化手段提高安全管理的效率，减少安全管理的漏洞。信息化建设中要强化一体化管理，消除信息孤岛，要大胆运用新技术新方法，实现安全环境、安全检查、风险防控、安全教育等全方位的智能化管理。