应用层次分析法构建高校实验室安全管理评估指标体系研究

林其彪 胡联升 巫升斌

(福州大学至诚学院，福建 福州 350002)

近几年，高校实验室安全事故时有发生，造成人员受伤、死亡事故不等，每次事故发生都引起社会高度关注，如2018年，北京交通大学发生环境工程实验室爆炸事故，导致3名学生死亡，2015年，清华大学化学系实验室发生火灾爆炸事故，导致1名博士后死亡。由于高校实验室设备设施专业化程度高，实验人员和管理人员的技术水平、能力参差不齐，给危险源识别和安全隐患排查管理带来难度[1-2]。因此，构建一套科学、全面的评价指标体系，对于客观评价高校实验室安全管理绩效具有重要的现实意义。

1 评价指标体系构建

1.1 指标体系构建原则

本文将高校实验室管理作为一个整体，将属性内容细分为两个层次，并通过专家修正，以确保指标覆盖评价对象的基本属性内容。为提升高校实验室安全管理评价的有效性和可靠性，在构建指标体系过程中遵循以下原则[3]：①科学性原则，主要是指避免主观选用指标，确保指标的可靠性和合理性，同时形成的指标体系具有较好的完整性和代表性；②系统性原则，以研究对象的范围、属性和内涵作为界定的依据，将研究对象作为一个系统进行分析，得到一个具有确定属性的逻辑结构；③启发性原则，通过系统分析，充分识别研究对象的内容，提醒使用者注意不足，并限制错误行为。

1.2 指标体系框架

根据高校实验室的管理特点，结合高校实验室现状，将高校实验室以项目属性展开管理，将其分为安全控制、费用控制、进度控制和质量控制等4个模块[4-5]。其中安全控制是对实验室危险源、安全隐患采取安全、应急措施，包括高校实验室的危险源识别、量化，人员安全教育与培训，安全管理制度建设以及应急管理等内容；费用控制是从费用支出控制角度，对实验室资源配置开展安全合理评估，包括高校实验室财政预算制度，课题、采购、验收费用的追踪管理等[6]；进度控制是为了保障实验室运行稳健有序，预防出现干扰事件，包括实验室试验方案设计和关键节点控制等内容；质量控制是为了确保实验室安全运行积极向好，而采取的质量评估管控措施，包括建立管理组织机构，设立考核奖惩制度等内容。具体三级指标详见图1。

图1 高校实验室安全管理评价指标体系

2 层次分析法及其步骤

层次分析法(Analytical Hierarchy Process，简称 AHP)[7-8]是美国T.L.Saaty教授于20 世纪 70 年代提出的一种定性和定量相结合分析研究系统的方法。结合本文应用AHP分析系统问题思路：首先是把研究对象按逻辑关系进行分层分解，形成上下从属关系，下层指标最大程度地涵盖上层指标的含义，并保持指标的相互独立性；再者，对每一层指标进行对比分析，确定影响上层指标相对重要程度，并依据主观判断进行量化；最后，通过综合计算各层指标因素相对重要性的权值，将量化结果作为评估方案权重指标体系。

2.1 构造判断矩阵

以U1～U4层指标作为一级指标，构造判断矩阵。该矩阵中的左上角为准则U，将最左侧列中的Ui(0≤i≤4)分别与顶行Ui进行比较，比较时采用“1～9”刻度作为重要程度量化值，“9”代表极度重要，“9”～“1”则重要程度递减，逐渐递减到“1”(同等重要)，其倒数为重要程度相反的表达。判断矩阵见表1，其他指标的判断矩阵依此类推。该矩阵满足xii=1，xij=1/xji，其中i≠j。

表1 判断矩阵

2.2 权重及一致性检验

Ui对应的权重，是根据判断矩阵求出的特征向量。具体方程如下：

XW=λmaxW

(1)

式中，X为构造的矩阵，W的分量w1,w2,w3,w4就是对应的相对重要程度，即权重系数。权重的计算步骤如下。

①将矩阵每一列正规化，即：

(2)

②将正规化后的判断矩阵按行相加，即：

(3)

(4)

得到的W=[w1,w2,w3,w4]T即为特征向量。

④确定最大特征根λmax,即：

(5)

式中,(XW)i表示向量XW的第i个分量。

⑤检验一致性，就是计算一致性指标CI，计算公式如下：

(6)

显然,指标数量越多，越难以控制一致性指标值，因此引入平均随机一致性指标CR,按下式计算：

(7)

当CR<0.10时，表示矩阵满足一致性要求，即主观判断数据可信。其中RI值如表2所示。

表2 一致性指标系数RI值

其他指标权重值计算依此类推。

3 评价过程

3.1 指标权重计算

本文研究选取福州某高校实验室作为对象，该实验室通过技术改造，将上世纪90年代搭建的实验室进行升级，满足应用型本科大学公共课程实验和专业实践课程实验需要。利用本文构建的指标体系，对该校实验室管理进行评估。

该调查针对5名从事实验室管理、管理年限超过5年的人员展开。在填写调查表时，笔者对指标进行解释说明，并充分征询被调查人员的意见。依照以上的计算公式，对回收的调查表进行整理计算。指标权重计算结果如表3所示。

表3 指标权重

3.2 数据调查

针对该独立高校管理现状，使用该指标体系，引入4～1整数刻度，表明指标表现情况为“优、良、中、差”，将管理现状进行分等级评估，识别目标层、准则层和指标层的指标表现情况[9]。该调查收集了5份调查表，对现场情况进行打分，数据整理计算如表4所示。

表4 某高校实验室管理现状情况表

对于独立学院而言，实验室主要赋予的安全功能是为了维持正常运行，相较于公办高校实验室，其指标危险源辨识和人员培养表现最差，仅为2.0；配备安全员、保险制度、运行费用管理、安全费用投入及管理、里程碑事件控制、设立考核制度等可能导致安全费用增加的环节被弱化。在之后提高安全管理水平应加强这8项指标表现情况，有助于补齐安全管理短板。

4 结论

采用AHP层次分析法确定各级指标因素相对应权重，发现高校实验室安全管理的主要影响因素为安全隐患排查及控制、设立管理组织机构、危险源辨识、安全管理体系构建、实验室安全文化建设。

考虑高校实验室的特殊功能是学生实验能力培养平台，准则层因素以安全控制最为重要，其次是质量控制、费用控制和进度控制。在未来实验室运行管理中，应更加注重实验室风险的消除与控制，保证实验过程人员和财产的安全、可靠。

高校实验室是一个复杂的管理对象，管理因素杂且多变，在仅靠经验进行管理，难以达到高效和可靠的水平。通过对某独立高校实验室管理现状进行量化评估，大部分指标落在2～3之间，总体得分为2.6，处于“中”到“良”之间，偏向良好。其中安全规范化程度得分为3.3，危险品存储使用制度为3.2，安全隐患排查及控制和安全管理体系构建都为3.1，是表现超过3分的4项指标，这为该校实验室一直保持零伤亡事故提供有力佐证。与该校实验室管理状况具有较好的耦合度，较为可靠地反映近年实验室管理情况。