基于层次分析法的高校实验室安全评价系统研究

[摘 要] 高校实验室含危险有害因素种类多，事故后果严重。为尽早发现安全隐患，降低安全事故带来的损失和危害，及时对高校实验室安全管理情况进行评价具有重要意义。从规章制度、实验场所、基础设施、试剂、特殊设备五个方面建立全面、合理的高校实验室安全评价指标体系，通过专家咨询法和层次分析法确定了各指标的权重，建立了实验室安全评价系统。评分专家通过该系统对各指标完成情况进行评分，得到实验室安全评价结果，为实验室安全管理决策提供依据。

[关键词] 层次分析法;高校;实验室安全;评价指标;评价系统

[基金项目] 2021年度西南大学实验技术研究项目“互联网+数据驱动的高校实验室安全评价系统研究”（SYJ2021010）

[作者简介] 刘 峰（1988—），男，河南商丘人，工学硕士，西南大学材料与能源学院实验师，主要从事高校实验室管理研究。

[中图分类号] G482[文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）22-0009-04 [收稿日期] 2022-01-12

引言

高校实验室是高校进行教学实践和科学研究的重要平台，也是培养学生实验技能和科技创新能力的必备场所[1]。近年来，随着我国高校学生数量的不断增加及国家对科学研究投入力度的加大，高校科研经费的总量不断增加，高校实验室数量和实验室人员数量不断增长[2]。在如此高速的发展下，高校实验室安全是一个不容忽视的重要问题[3]。高校实验室安全工作，关系到广大师生的身体健康和生命安全，关系到社会的安全稳定。2019年，教育部发布的《关于加强高校实验室安全工作的意见》要求，各高校要深化认识，增强实验室安全意识，推进实验室安全宣传教育，开展实验室安全检查。2020年，教育部颁布的《教育系统安全专项整治三年行动实施方案》要求，各地各校要健全完善安全责任体系，建立风险管控和隐患治理的安全防控体系，促进信息系统与安全工作的深度融合，提高实验室安全管理信息化水平。

经过充分调研和分析发现，目前实验室安全管理工作大部分还集中在实验室安全管理的体系构建与实验室安全管理的制度建设上[4，5]。对于如何通过构建科学的实验室安全评价指标，客观评价各实验室的安全管理情况，有针对性地采取安全防范措施，及时发现排除安全隐患，是目前实验室管理工作中欠缺但值得深入研究的问题。

层次分析法（Analytic Hierarchy Process， AHP）是将定量分析与定性分析结合起来的一种分析方法，具有高度的逻辑性、系统性、简洁性和实用性[6]。该方法主要是通过将复杂问题分解为若干层次和若干指标，对两两指标之间的重要程度做出比较判断，建立判断矩阵。然后計算判断矩阵的特征值和特征向量，就可得出不同指标的权重。作为一种综合定性与定量分析的决策方法，层次分析法在风险评价尤其是安全和环境风险评价中得到广泛应用[7，8]。本文采用层次分析法构建科学的实验室安全评价指标体系，对各实验室安全管理情况进行评价，以便及时发现安全隐患，提供切实可行的整改建议，避免安全事故的发生。

一、评价指标体系建立及评价方法

（一）建立评价指标体系

由于高校实验室种类较多，安全因素涉及众多，本项目根据西南大学近五年来的实验室数据，如学科专业、实验室用途等对实验室进行初步分类。在实验室分类的基础上，根据影响实验室的安全因素，如教育培训、危险源、场所环境、实验人员等因素，构建合理的安全评价指标体系。评价指标直接决定了实验室安全管理评价效果，合理地选取评价指标可以提高实验室安全评价的准确性和科学性[9]。

本文通过总结分析过去三年学校实验室安全检查情况，参考《高等学校实验室安全检查项目表》确定了对应的评价指标。安全评价指标的确定，应遵循以下两个原则：第一，所选评价指标应兼顾实验室的通用性，即所有实验室都应具备的安全指标，如：安全管理规章制度、安全教育、安全培训、安全检查、实验室场所、基础安全等，这些安全指标原则上应该是每个实验都要具备。第二，要突出实验室特有的安全指标，如化学品购置、化学品使用、化学品存放、废弃物处置、特种设备、高温高压设备等指标[10-12]。根据以上原则，参考教育部高校实验室安全检查条目，即可确定评价实验室安全的具体指标。

本文依据AHP模型，立足于高校实验室安全管理现状，将检测实验室安全评价指标体系分成目标层、准则层和指标层。目标层为评价实验室安全这一总目标，准则层包括规章制度、实验场所、基础设施、试剂、特殊设备五个方面，围绕准则层的五个方面，确定了与之相关的21个具体指标。最终构建的高校实验室安全评价指标体系层次结构如图1所示。

1.规章制度。建立健全安全规章制度是实验室安全管理的重要基础，完善的规章制度可以使实验室管理做到有章可循。实验室安全规章制度应从安全教育与培训、安全操作规程、安全标识、安全检查与隐患整改等方面着手。

2.实验场所。干净卫生、布局合理、整洁有序的实验场所是师生进行实验的基本保障。实验场所应包括实验室环境卫生与日常管理、消防设施、通风设施、应急设施等方面。

3.基础安全。基础安全是实验室的通用要求，也是基本要求。基础安全主要包括用电安全、用水安全、常规仪器设备使用安全、机械安全等方面。

4.试剂。试剂包括化学药品与生物试剂等。实验室内试剂种类多样、使用频繁，尤其是危险化学药品往往有毒性、腐蚀性或者易燃易爆，因此被公认为是风险最高和防控最难的一类安全因素。试剂安全主要包括试剂的购买、存放、使用、废弃物处置等。

5.特殊设备。高校实验室种类繁多，除了常规仪器设备以外，还有很多特殊设备，主要包括特种设备，如压力容器、压力管道、起重机械、电梯等;加热装置，如烘箱、电炉等;制冷装置，如冰箱等;辐射装置，如放射源、X射线装置等。这些设备除了要做好水电等基础安全管理，还要按照国家法律法规进行专门管理。3D4FD0A0-A9F3-48F5-A16F-17CAE6037758

（二）确定指标权重

建立的高校实验室安全评价指标体系以实验室安全管理情况为目标层，下设准则层和指标层。实验室安全目标层A到准则层的指标因素集B={B1，B2，B3，…，Bn}，n=5.准则层到指标层因素集Bi={Bi1，Bi2，Bi3，…，Bik}，i=1，2，…，n，k为该指标层的指标数。在层次分析法中，指标判断的定量化关键在于任意两个要素对于某一准则的相对重要程度的判断。因此，决策者需要针对各指标层，确定两个元素哪一个元素更重要，重要多少，并为重要程度赋值，通常采用1～9标度法对各指标进行重要性对比;聘请该领域相关专家，根据评价指标体系的层次结构，逐层对各要素两两之间采用1～9标度法建立判断矩阵。准则层相对于目标层的判断矩阵，详见表1。

进一步通过矩阵运算和一致性检验，得到准则层指标权重W=（W1，W2，W3，…，Wn），n=5.然后采用同样的方法，得出指标层的判断矩阵。通过矩阵运算和一致性检验，得到指标层的指标权重Wi=（Wi1，Wi2，Wi3，…，Wik），i=1，2，…，n，k为该指标层的指标数。根据准则层和指标层的权重，最终计算出各指标相对于总目标的综合权重，见表2。

二、实验室安全评价系统搭建

确定各指标相对于总目标的综合权重之后，可以对学校实验室安全管理情况进行综合评价。结合学校安全管理现状，邀请学校安全巡查专家、实验室安全员等5人组成专家组，对实验室安全管理情况进行评价。为了方便专家组进行实验室安全评价工作，本文以数据库为基础，以互联网为服务端，构建基于层次分析法的实验室安全评价系统。

系统整体框架分为数据层、控制层和交互层三部分。数据层依托于现有业务系统产生的数据库数据及实验室日常管理数据，根据需求对数据进行相应的整合优化，去除冗余数据，使数据结构更加合理，以满足数据分析模型需求，该层也包含了数据的存储功能。控制层包含了安全评价模型和WEB服务两个部分，是整个系统的核心，其中安全评价模型是最终分析结果的核心，WEB服务层控制着用户与系统的交互及对数据的管理。交互层将最终的数据分析结果进行可视化展示，是整个系统的管理接口。

该系统以实验室房间号为数据库关键字，每个实验室具有唯一的房间编码。以网络为基础，采集各个业务平台中与该实验室房间号相关联的实验室数据。评分专家通过现场检查实验室安全管理状况，对21个评价指标的合格程度进行百分制打分（实验室未涉及的指标按照100分计算）。利用公式F=C1X1+C2X2+…+CiXi（C为权重，X为合格程度），可以计算出某位专家对该实验室安全管理评分情况，5位专家评分的平均值即为该实验室最终的实验室安全评分。实验室安全评价结果可查询、可统计、可导出，便于职能部门的管理人员管理，为实验室管理者指挥和决策提供依据。将实验室安全评价结果编制成实验室安全评价报告，给出安全管理建议，发送至二级单位及实验室，使实验室能够对照自查，不断提高安全管理水平，降低安全隐患。

三、结论

1.在总结分析学校实验室安全管理情况的基础上，参考教育部《高等学校实验室安全检查项目表》，从规章制度、实验场所、基础设施、试剂、特殊设备五个方面建立了实验室安全评价指标体系。

2.应用层次分析法确定各指标的权重，减少了安全评价的主观性，使评价结果更加客观真实。

3.搭建了实验室安全评价系统。通过该系统，评价人员可以更加方便地对实验室安全管理情况进行评价，评价结果可查询、可统计、可导出，便于职能部门的管理人员管理，为实验室管理者的指挥和决策提供依据，提高了实验室安全管理水平，降低了安全隐患。

参考文献

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Research on Evaluation System of College and University Laboratory Safety Based on Analytic Hierarchy Process3D4FD0A0-A9F3-48F5-A16F-17CAE6037758

LIU feng

（School of Materials and Energy， Southwest University， Chongqing 400715， China）

Abstract： There are many kinds of dangerous and harmful factors in college and university laboratories. In order to find potential safety hazards as soon as possible and reduce the loss and harm caused by safety accidents， it is of great importance to evaluate the safety management of college and university laboratories in time. This paper establishes a comprehensive and reasonable safety evaluation index system from five aspects： rules and regulations， experiment places， infrastructure， reagents and special equipment. The weight of each index is determined by expert consultation method and analytic hierarchy process. The laboratory safety evaluation system is established， and the scoring experts score the indicators through the system to obtain the laboratory safety evaluation results， which provides a basis for laboratory safety management decision-making.

Key words： analytic hierarchy process; college and university; laboratory safety; evaluation index; evaluation system3D4FD0A0-A9F3-48F5-A16F-17CAE6037758