高校实验室安全信息化建设探究

卫飞飞， 石 琦， 钟 冲， 曹玉洁

（西南交通大学资产与实验室管理处，成都610031）

0 引 言

高校实验室是开展教学、科研工作的重要场所，是“双一流”建设的重要阵地，承担着人才培养、科学研究、社会服务等重要职能，高校实验室安全则是一切活动的前提保障，安全管理重在预防、安全问题不容忽视。尽管高校越来越重视实验室安全管理，但因工作方法手段比较陈旧，仍然存在风险辨识不全面、隐患治理不到位、安全教育不深刻、应急措施不健全等问题［1-2］，导致近年来安全事故时有发生。

传统安全管理模式的弊端逐渐显现，具体体现在数据管理难度大、工作量大、数据信息缺乏共享等［3］，并且过度依赖人的作用，单纯靠人力完成不仅耗费时间精力，还会产生疲劳懈怠情绪导致失误，并且在管控的实时性、数据的全面性、预警的前瞻性等方面都面临困难，难以实时关注实验室所处状态、无法全面准确掌握所需要的各类数据、很难预先辨识可能面临的潜在风险。在互联网信息技术迅速发展的背景下，利用现代化先进技术构建实验室安全信息化管理体系，对于提升高校安全管理水平具有重要作用。

1 国内高校实验室安全信息化现状

清华大学基于人、法、防、保、育、查安全管理六要素［4］，在实验室安全教育与考试、危化品全生命周期管理、安全监控与报警等方面广泛应用信息化手段，特别是其开发的实验室安全系统，能适应PC 端与移动端的需求，形成检查计划、检查审核、隐患记录、报告生成、整改下达、完成回复闭环全流程管理［5］。

北京大学围绕实验室技术安全、校园环境保护和师生职业健康防护（“环安健”）［6］，依托信息化系统支撑，创新性地引入了实验室房间作为安全管理的基本单元，重点解决了安全宣传与教育、安全检查与治理、实验试剂和耗材的全过程管理管理难题［7］，并且注重职业健康防护与实验环境保护。

浙江大学实验室安全管理系统建立了实验室人员（人）、实验室内物品（机）和物理房间地址（环）数据平台，完整呈现了全校所有实验室人员、化学品和仪器设备，同时掌握了每一瓶化学品、每一台仪器设备的来源与状态，实现安全管理零死角，另外还采取“人人参与”的自我维护方式及时更新确保数据准确性［8］。

南开大学构建了实验室安全信息化管理体系，包含信息管理、教育与考试、生化试剂网上商城、安全监测预警、安全文化网络五个子系统，有效提升了安全管理水平［9］。

天津大学以全生命周期管理为基本设计理念，充分利用大数据、物联网、信息筑构模型等新技术，围绕安全管理打造了实验室运行管理保障体系［10］。

华东理工大学利用“大数据”分析帮助安全管理，以安全考试为例，将学生安全教育情况汇总反映到校、院、系，并开展横向、纵向分析和趋势预警，直观地显示，便于持续改进［11］。

2 实验室安全信息化存在的共性问题

近年来，各高校逐渐重视实验室安全信息化管理，自主研制开发或协同专业厂商共建，建成了包括实验室门禁、安全准入考试、安全网络课程、危险化学品管理等功能的安全管理系统，管理人员可以使用电脑、手机等终端更为方便地开展工作，初步实现了安全管理信息化，使得安全管理效率大大提升，但在信息化建设过程中，还存在着以下不足。

（1）集成度较低。现有安全管理相关功能模块种类繁多、供应商不同，各自独立，大多呈现“信息孤岛” 状态［12］，不利于信息数据共享共用，管理者要面对多个系统管理维护，使用者要在不同系统经常重复工作，系统便捷度、用户体验度有待进一步提升。

（2）统一度较弱。学校、学院、实验室三级往往各自分头建设，缺乏统一规划，不能形成合力。既容易软、硬件重复投入造成不必要的浪费，又无法形成高效、顺畅、统一的安全数据信息流，全面实时掌握学校安全状态，从而降低了安全管理效率。各级管理者之间还需通过手工方式对接，管理一体化有待加强。

（3）创新度不足。已建立的系统大多仍处于人操作计算机的初级阶段，物联网、AI 人工智能、云计算、手机移动终端应用等新技术综合运用不足，安全监控及预警功能较弱，导致安全管理人员接受度不高，信息化手段在全校推广并做到全覆盖的难度较大。

3 实验室安全信息化建设思考与探索

统计显示，高校实验室安全事故主要类型包括爆炸、火灾、中毒［13］，事故发生地点集中在化学、生物、电气、医学实验室以及危险化学品库房［14］，事故形成原因归结为多个不安全操作行为相互叠加影响所致［15］。所以，实验室安全信息化建设的关键在于建立事故隐患防控体系；建设的重点在于事故频发的高风险实验场所；建设的难度在于形成全校统一的数据平台。通过相关动态数据进行动态分析处理，做到智能管控、提前预警、主动防御，避免危险行为的叠加最终酿成事故。同时对运行数据进行挖掘和分析，还可以对各实验室运行效能、实验室队伍配置、未来学校实验室建设规划提供决策依据。鉴于此，在“双一流”建设背景下，学校提出了构建以实验室安全预警为核心的实验室综合管理平台（见图1）。该平台以实验室安全为主线，围绕实验室安全预警核心，力图实现全方位、全过程、全覆盖的安全管理。

3.1 建立统一平台，服务一流建设

图1 西南交通大学实验室安全管理统一平台构架

图2 西南交通大学实验室安全管理统一平台功能

当前实验室安全管理模块种类繁多，且不同的供应商各有擅长与优势，在高校加速信息化建设的背景下，将现有的系统推倒重建不切实际，多平台集成融合才是当前需要解决的问题。学校基于数字化校园的“统一身份认证”系统，启动了统一实验室管理综合平台建设（见图2）。该平台集成安全管理相关的各个子系统，使用人员工号（或学号）身份识别登录平台后，通过预设学校、学院、实验室三级管理者和安全员、学生等角色落实各个功能模块的权限和各级安全责任。与校内资产、教学、人事、财务、学工等信息系统有效对接，信息共享，实现基本做到与实验室有关管理业务一站式办公。与教务系统对接，整合了实验教学排课、实验竞赛活动发布等功能，实验室开放时段、使用频率一目了然，空闲时段实验室自主开放，通过预约申请使用；与财务系统对接，实现了化学品耗材申购报销网上办理，既从源头上记录了化学品耗材的采购信息做到来源清晰可追踪，也方便了师生进行网上预约报销；与人事系统对接，掌握实验室队伍基本信息和人员变动情况；与大型仪器共享系统对接，掌握贵重设备运行保养状态。总体上实现了以安全管理为主的实验室管理全覆盖，为学校提供有关实验室建设发展的决策支持。

3.2 构建先进体系，做好一流保障

实验室安全管理重在预防，借助现代化技术，能够达到对于可能发生事故有效防控的目的。为此，学校围绕以下功能持续推进信息化建设，所有功能集成嵌入统一平台。

（1）全面掌握实验室物理数据。利用GIS实验室地理信息，基于校区3D地图，准确显示每个实验室分布状况与详细情况，有效管控实验室物理信息；基于学校分级管理办法，色彩分明的显示每个实验室的所属类别、风险等级、危险源、可能产生的危害、预防措施等；与校内人事、设备资产等系统对接，自动更新实验室人员、设备信息。在此基础上，各实验室从事危险化学品、特种设备等特殊岗位工作人员的培训情况、特种设备的维修和年检记录等信息，一张网络地图清晰展示了学校实验室全貌，让实验室安全管理人员做到心中有数。

（2）实时了解实验室使用状态。利用物联网技术，通过实验室门禁开关状态，对实验室使用时段、效率统计分析；通过授权程序，仅允许有教学、科研任务的师生员工持校园一卡通刷卡识别身份进入，对于未通过安全考试的以及其他无关人员刷卡无效限制进入；实验室在教学、科研以外时段通过平台开发共享，有实验竞赛、论文设计等需求的人员预约成功后在共享时段内刷卡进入；利用鹰眼视频系统，对进入实验室区域人员精准识别，发现身份不明启动声光报警。

（3）智慧监测实验室安全状况。安装视频监控、气体探测、温度湿度检查等硬件装置，利用云平台重点监测材料、生物、医学、环境、电气、等专业实验室，特别是存放或使用危险化学品、压力容器、贵重仪器设备、特种设备等区域，借助AI 人工智能对温度、湿度、水压、电流强度、气体浓度等实时环境状态进行检测。当其超过预设阈值时，启动声光报警，并立即通过可视化动态视窗、移动终端信息提示等方式直接向所处实验室安全责任人报警，同时自动切断水电、开（关）房门；此外利用红外测温技术，对进入实验室区域人员的体温快速筛查，温度异常报警，可有效应对“新冠”疫情防控。

（4）随时开展实验室安全检查。开发安全检查相关APP、微信小程序，为广大师生提供更便捷的安全工作参与方式。随时发现、记录并反馈实验室安全隐患，现场上传图片，问题描述可模糊匹配教育部检查要点。同时，各级安全管理者可以通过电脑、手机随时查看自身管理权限内的实验室安全巡查报告和整改通知。对发现的问题，借助云视频监控技术进行远程核查，迅速通知有关人员处置整改，并及时反馈；此外，基于实验室不同风险等级，系统还对其设置不同巡检周期的自动触发提醒；对从事危险化学品、特种设备等特殊岗位工作人员资质证书、特种设备年检到期时间设置自动触发提醒。在系统中形成闭环、全流程、高效的实验室安全管理，确保所有实验室一直处在有效管控之中。

（5）重点加强实验化学品管理。化学品管理是高校实验室安全管理的难点，容易引起常见的爆炸、火灾等事故，对于化学品管理，建立了一套从申请、采购、入库、领用、处置全过程管理的系统，申请单位和相关职能部门在网上完成申请和审批环节提高办事效率，在系统入库商家选择商品采购确保来源清晰可追溯，货到后通过智能盘点器完成入库、领用、空瓶回收、处置等操作，让传统纸质台账数据及时更新与系统同步，真正做到化学品数据清晰、账实相符。

3.3 提供决策依据，支撑一流建设

依托信息化技术，实验室安全管理体系将在高校实验室安全管理中发挥更大的作用［16］。统一平台在有效保障全校实验室安全运行，完成实验室日常的全过程管理的同时，自动收集和整理各种运行管理数据：如实验室使用时间、实验室设备使用时长、实验人员在岗工作时长、实验室每学期服务学生数量、实验室开设课程数量、实验人员教学科研业绩、实验室产出成果、实验室自主开放频次、大型仪器设备共享机时及测试收入等并进行智能统计分析，便可得出各学院实验室使用能效、教学实验设备故障损耗与保养维修、实验教学师资队伍结构、已建实验室对学校教学科研的贡献度等结论，这些数据又将作为实验室申报“中央高校改善基本办学条件”“双一流建设”以及学校实验室建设等专项资金的重要评价指标，为实验室建设投入提供决策依据，并按照项目目标责任制实施实验室建设项目管理，从项目遴选、项目批复、项目实施、项目验收、绩效评价全过程管控，支撑投入产出情况以及实验室建设成果在“双一流”建设中的作用和成效。

4 结论与建议

实验室安全是高校实验室建设发展的保障，是高校安全管理工作中的重中之重，实验室安全管理作为一项复杂的工程，需要依托信息化手段系统性建设。在信息化建设过程中，要利用不同厂商、不同系统的优势集成统一管理平台，强化安全管理一体化；要大胆运用新技术、新方法应对更加复杂的实验环境，力争安全预警智能化；深度挖掘各种状态数据进行统计分析，确保建设规划科学化；不断完善优化平台的友好度、操作性，实现系统使用简单化。总之，信息化建设是当前高校实验室安全管理的未来趋势，发挥信息化优势，使实验室安全管理水平再上一个台阶。与此同时，在信息化建设过程中还需要引进专业技术人员参与系统建设与维护，多渠道筹集资金分批分期按轻重缓急程度有序推进平台建设。