基于模糊综合评价的高校实验室安全状态研究

敬小非 王文和 段玉龙 邱浩 张锐 刘上

摘  要：根据目前我国高校实验室安全隐患增多的现状，针对不同的高校实验室类型，借鉴各学者关于高校实验室安全评价指标体系的研究成果，建立了适用于目前高校实验室的安全评价指标体系。通过构建基于层次分析法的高校实验室安全模糊综合评价模型，对重庆科技学院安全工程实验室进行安全评价，验证该模糊综合评价模型的科学性，并获得客观的评价结果。

关键词：高校实验室;安全评价;层次分析法;模糊综合评价模型

中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：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，实验室是科学的摇篮，是科学研究的基地，也是科技发展的源泉。近年来实验室安全事故频发，2018年12月26日，北京交通大学市政环境工程系学生在学校东校区2号楼环境工程实验室，进行垃圾渗滤液污水处理科研实验期间，实验现场发生爆炸，事故造成3名参与实验的学生死亡。实验室事故原因错综复杂，造成的人员财产损失也愈演愈烈，这归因于实验室内设备多样化，环境复杂化。为尽量减少实验室事故的发生，加强实验室安全管理和构建实验室安全评价模型对实验室环境安全进行及时评价，对于降低学校实验室财产损失和减少人员伤亡具有重要的意义。

一、实验室评价指标体系的建立

评价指标的筛选是模糊综合评价内容的基础和关键，对于评价的结果及其精度具有很大的影响。实验室是一个复杂的系统，每个系统又包含很多子系统，每个子系统包含很多因素[1]，而且同一层因素之间相互影响，因此高校实验室环境安全归属于多因素多层次问题。本文构建高校实验室的安全评价指标体系的因素，按照实际性原则，将从大量高校实验室的环境实际存在的因素以及众多高校实验室环境影响指标体系中筛选而出。影响实验室环境安全的安全评价指标体系因素是由其中以冯建跃教授[2]关于“高校实验室安全检查指标体系的研究”的文章为主题建立高校实验室的安全评价指标体系。实验室评价指标体系的建立将遵循科学性、全面性，可行性原则。该体系包括九个一级安全评价指标，其中九个一级安全评价指标又分成24个二级评价指标，如图1所示。

二、实验室安全评价模型的建立

（一）评价指标权重的计算

建立模糊综合评价模型主要分为五个步骤分别是评价指标体系的建立、各个评价因素的权重获取、评价集合的建立、模糊算子的选择、综合隶属度的计算和综合得分[3]。首先是安全评价指标体系的建立;其次是评价指标权重的确定，安全评价指标权重确定的方法很多，例如德尔菲法（专家打分法）[4]（此类方法主观性比较大）、定性和定量相结合的层次分析法等。鉴于实验室环境安全问题具有多因素多层次的性质，本文将采用专家打分法对评价指标进行权重计算。

（二）评价集合的建立

1. 评价集合是评价主体通过对评价对象作出评价结果的集合，评价对象即n种被评价对象所组成的集合称之为目标集合S=（s1，s2，s3，…sn）。

2. 各个评价因素所组成的集合称为因素集合U=（u1，u2，u3，…un）。

3. 对于事物评价的优胜劣汰，我们通常用等级来表达，这些等级组成的集合称为评语集合V=（v1，v2，v3，…vm）。

4. 确定评价权重W=（？覣1，？覣2，？覣3，…？覣n），各个评价指标的权重已由层次分析法计算得出。

5. 评价矩阵R其中rij是指多个评价主体对某个评价对象在第i个评价因素做出第j等级的评定，评价指标i=1，2…n;评价等级j=1，2…m;评价矩阵为：

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

6. 计算模糊评价结果得出综合隶度向量。

？滋=W·R（2）

（三）隶属度的计算

计算各评价指标的隶属度，本文将采用等比重法确定单因素隶属度，直接由专家对被评价因素进行评价打分，并将隶属于五个等级的人数的频率作为该因素的隶属度。

（四）模糊算子的选择

在模糊数学中对于模糊合成计算有无穷多种，但是对于高校实验室安全评价来言，由于影响高校实验室的因素众多需要充分考虑各种因素的影响，更加全面的反应各单因素评价的信息，所以选择加权平均型算子进行计算。

（五）综合隶属度向量和综合得分

通过计算评价矩阵，得综合隶属度向量，综合隶属度向量可以直观反映出实验室处于哪个等级，但因评价指标的权重大同小异，如果同时对多个实验室进行评价就可能出现多个实验室处于同一等级，为了对比区分处于同一等级实验室安全环境，对每个等级赋值不同的分数，通过计算得到实验室的综合得分，这样既有利于直观的看出实验室环境所属的等级，又可以对比处于同一等级实验室安全环境质量差别[5]。

三、实例应用

重庆科技学院安全工程实验中心是重庆市安全工程应用型人才培养基地的重要实践平台，同时也是重庆市安全生产科技支撑体系的重要科技研发、安全监测社会服务平台。目前实验室已建成安全工程、消防工程两个专业基础实验室及安全人机工程、危险化学品、防火防爆、特种设备安全、应急救援、非矿山安全、职业危害检测与鉴定等专业实验室。安全工程实验中心承担本科、研究生的实验教学，在培养学生工程素质、实践能力和创新创业方面发挥着重要的平台支撑作用。实验中心在响应学院“十二五”发展规划承担人才培养、社会服务的同时，保证实验室的安全运行更是重中之重[6]。以重庆科技学院安全工程实验室为例，将评价指标分为四个等级标准V=（V1，V2，V3，V4），即V=（A，B，C，D），其中A、B、C、D分别代表优秀、良好、一般、差，对重庆科技学院实验室环境安全进行评分，其中优100分、较好85分、一般70分、差55分。最后通过计算安全学院实验室的安全系数所处的等级。隶属度由在安全管理体系和安全科学工程类比较权威的专家评分获得，如表1所示。

根据公式（2）计算得一级指标隶属度：

S1=[0.64850 0.27550 0.07400 0.00000]

经过计算得综合评分为93.45，由模糊数学最大隶属度原则可知该学校的实验室环境为优秀，根据模糊数学的补充原则，当综合隶属度大于0.5需向后调一个等级所以该学校的实验室环境为良好。

四、结束语

本研究通过构建基于层次分析法的模糊综合评价模型对实验室安全环境进行综合评价，得出该实验室的环境属于良好状态。评价结果客观、可靠、而且该方法简便可操作性较强。实验室的环境因素比较复杂，如何科学客观的评价实验室环境一直是实验室安全评价的重点和难点，通过运用这种方法评价重庆科技学院实验室环境，为重庆科技学院的实验室管理提供更加科学的依据，并有助于重庆科技学院完善实验室管理体系。

参考文献：

[1]苏娜.学生校园意外事故风险评价指标研究[D].北京：首都经济贸易大学，2006.

[2]冯建跃，金海萍，阮俊，等.高校实验室安全检查指标体系的研究[J].实验技术与管理，2015，32（2）：1-10.

[3]孙耀中.高校实验室开放管理评价指标体系与评价方法[J].河北科技师范学院学报（社会科学版），2009，8（4）：31-34.

[4]朱世辉，杨春，李树勇，等.結合层次分析法的模糊综合评价模型及其应用[J].实验科学与技术，2006，4（3）：42-44，71.

[5]武荣，李援农.基于层次分析法的水资源安全模糊综合评价模型及其应用[J].水资源与水工程学报，2013，24（4）：139-144，150.

[6]任颖.模糊综合评价在实验室安全管理评价中的应用[J].中国安全生产科学技术，2015，11（1）：186-190.