基于安全教育的实验室准入检测系统的设计与实践

许家熙 卢楚苹 马静璞 梁晓健 陈欣欣 黄柯玮 陈志民

摘要：为了加强高校实验室安全管理，让学生在进入实验室前必须通过实验室安全教育与考核，研究综合应用现代网络技术、二维码识别技术、校园卡信息采集技术、数据库技术等多种信息技术手段，设计和开发基于实验室安全教育的实验室准入检测系统，有效提高实验室安全准入制度的实施效果，提升实验室安全管理水平。

关键词：实验室安全管理；安全教育；实验室准入；检测系统

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）24-0005-03

一、引言

实验室作为高校科研、教学育人的重要平台，承担着高校的教学、科研任务，在培养学生动手能力、实践能力及协作创新等方面起着重要作用。近年来，高校实验室安全事故时有发生，所造成的损失、危害和不良社会影响都很大，凸显了加强高校实验室安全管理工作的重要性[1-3]。在事故原因分析中，各类人员安全意识淡薄、安全技术素质较低、安全管理机制有待健全等都是导致实验室安全事故发生的重要原因。其中，人的不安全行为引发的安全事故占有很大的比例。据台湾慈济大学的统计，实验室安全事故中人为因素比例高达88%[4]。因此，加强实验室人员的安全教育，并建立实验室安全准入制度成为一项极其紧迫和重要的工作。實验室安全教育主要是加强人员的实验室安全知识教育和安全技能培训，而实验室安全准入制度则是加强实验室安全教育的制度手段，保障每一个进入实验室的工作人员和学生都应先进行安全教育和安全考核，只有考核合格的人员才可获得准入资格，进入实验室开展工作和学习。

相比国内各高校而言，国外发达地区的高校在实验室安全教育和安全准入制度方面较为成熟，执行更为到位。而国内高校虽然普遍呼吁建立完备的实验室安全准入制度，但由于执行困难，大多流于形式，真正执行到位的较少[5]。在执行实验室安全准入制度过程中，由于进入实验室的人员较多、流动性大，如何快速检测进入实验室的学生及其他人员是否达到准入条件成为落实实验室安全准入制度的难点。传统依靠人工检查进入实验室人员的准入条件已不符合现实需要，而借助现代网络与信息技术，建立一套先进的基于安全教育的实验室安全准入检测系统，是落实实验室安全准入制度的有效途径。

本文根据华南农业大学的实际情况，在开展实验室安全教育的基础上，研究综合应用现代网络与信息技术手段，设计和开发基于实验室安全教育的实验室准入检测系统，有效落实了实验室安全准入制度，提升实验室安全管理水平。

二、系统设计

（一）设计目标

在实验室安全教育与管理上，目前高校比较流行的做法是学生在进入实验室前需要参加实验室安全教育并接受考核，考核通过后方能进入实验室[6-8]。本系统设计在基于实验室安全教育的基础上，综合应用校园卡信息采集技术、二维码自动识别技术、数据库技术及现代网络技术开发一套实验室安全准入检测系统，让学生在进入实验室前，只需要简单刷一下校园卡，或者用手机扫描一下二维码，就可自动检测出学生是否已经参加实验室安全教育和是否达到实验室的准入条件，只有符合条件的才允许进入实验室，不符合条件的人员则告知需要参加实验室安全教育和考核，并实时通知相关实验室管理人员，以及提供智能分析与统计功能，让实验室安全准入的动态信息实时掌握在实验室管理人员手中。

（二）开发工具

采用流行的Java EE平台、MVC结构模式以及MySQL数据库技术进行系统开发，并且应用二维码自动识别技术和移动网络技术开发手机客户端。

（三）技术路线

本系统在实验室安全教育的基础上进行开发，所以首先需要对接实验室安全教育系统，实现数据交互，然后在实验室安全准入检测过程中，应用校园卡识别校验技术实现人员身份的快速识别，或使用二维码自动识别技术对人员身份信息自动识别，同时通过数据库技术和网络技术实现实验室准入条件的快速查询和判断，最后进行信息反馈。图1为系统开发的技术路线图，关键环节如下：

1.实验室安全教育系统对接：实现本系统与实验室安全教育系统的数据对接可以根据现实需要灵活采取两种不同的对接方式。第一种：直接联网实时调用安全教育系统的数据库，远程检索学生的考核成绩。第二种：将安全教育系统的数据导入到本地数据库中，以便在断网或脱机环境下能及时查找到学生的考核信息，并且通过设置更新周期自动触发数据同步，保障在本系统的实验室安全考核数据处于最新的状态。

2.校园卡识别校验：利用读卡器读取用户的校园卡信息，把校园卡识别码传送到系统的人员身份信息数据库，查找对应的用户身份信息，再通过用户的身份信息访问实验室安全教育的考核数据库，利用数据库技术检索学生参加实验室安全教育的考核信息，判断是否获得实验室准入资格，并把准入结果实时反馈给用户和实验室管理人员。

3.二维码自动识别：用户利用手机等移动终端扫描二维码后，通过二维码自动识别技术，自动识别用户的身份信息，并通过移动网络技术联网到远程的实验室安全教育系统，检索用户参加实验室安全教育的考核信息，并与设定的实验室安全准入条件进行自动对比，判断是否获得实验室准入资格，实时反馈给用户终端和实验室管理人员。

三、系统结构与功能

实验室安全准入检测系统利用实验室建立的局域网或无线网与校园网联网，实行开放、数字化、双向互动的方式[9-11]。用户在进入实验室前只需要持有校园卡或携带自己的手机，即可访问系统，系统简单易用，自动化程度高。系统主要功能模块如图2所示，整个系统分为数据源处理、校验识别、信息反馈、分析统计四个大功能模块，这些大模块下面又可分成了若干个小功能模块。

1.数据源处理模块。实时联网，依靠网络将实验室安全教育系统与本套系统进行对接，系统通过网络远程访问安全教育系统，利用数据库技术查找和检索用户的考核信息，而无需下载数据和更新本地数据库，具有实时性的优点，同时也保证了数据的一致性，但需要时刻保证网络处于正常连接的状态；导入数据是指将实验室安全教育系统的考核数据导入和保存到本系统中，并在一定的更新周期进行数据同步，保障在离线环境下，系统依然能够正常工作。通过将两种对接方式共同运用，保障系统具有实时性和不受网络限制等优点。

2.校验识别模块。基于国内很多高校都建立了校园一卡通系统和目前手机的应用相当普遍，系统在人员的身份识别技术上，实现既可以采用校园卡识别，也可以采用手机扫描二维码自动识别。由于系统后台做了数据对接，师生不需要做任何的注册登录操作，只需要用使用校园卡感应一下读卡器，即可检测出是否达到实验室的准入条件，如果未获准入资格，则会收到需要参加实验室安全教育和接受考核的通知，通过考核后才允许进入实验室。同时，用户也可以使用手机扫描二维码，自动检测出用户是否具有进入实验室的准入资格。

3.信息反馈模块。在该模块中，实现了用户终端和管理后台的双向反馈功能。在用户终端，师生无论是使用校园卡刷卡方式，还是使用手机等移动终端扫描二维码方式，都可快速地获得是否具有实验室的准入资格及相关的反馈信息。在系统管理后台，可以清晰地记录每个人访问实验室的准入检测记录，对统计结果和未获得检测通过的人员名单会在系统后台独立显示，同时把结果也推送到管理终端，让相关老师和实验室管理人员能实时掌握实验室的准入情况。

4.数据统计与智能分析模块。该模块提供数据统计和智能分析功能。系统可以按时间、地点和班级对实验室准入检测的情况进行智能统计，对各班、各院系学生的准入资格进行汇总。对于上课的实验室，把获得实验室准入资格的学生人数和未具备实验室准入条件的学生名单发送给上课老师，同时推送到系统的管理终端；对于开放实验室，需要把实验室准入的统计情况和未具备实验准入资格的人员名单发送到实验室管理人员。

四、系统的应用特点

建立实验室准入制度是防范实验室安全事故的有效途径，但是当前高校普遍遇到如何有效落实实验室准入制度的难题，而基于安全教育的实验室安全准入检测系统的建立有效解决了如何执行实验室安全准入制度的困难。该系统为实现实验室安全准入管理提供了一个检测平台，具有“高效性、便捷性、灵活性”的特点，体现在以下几个方面：

1.安全管理信息化。目前国内高校在推行实验室安全准入制度时，主要是检查学生是否取得实验室安全教育考核合格证，有证者才允许进实验室，但是由于学生人数较多并且进出实验室频繁，在实践中实验室管理人员和老师难以对进出实验室的人员进行有效的检查。应用该系统后，通过信息技术手段来对访问实验室的人员进行身份核实和准入资格核查，并且把所有检测记录都保存在信息系统中，同时能够把智能分析和统计数据及时地推送到管理终端，方便实验室管理人员和教师及时掌握实验室准入状态，大大提高了管理的效率。

2.应用流程简洁。师生在进入实验室前只需要使用校园卡感应一下读卡器，或使用手机扫描一下二维码，即可获知是否获得实验室的准入资格，当没有达到实验室准入条件时会被告知该如何处理。

3.检测方式多样。用户既可以使用校园卡通过刷卡方式进行准入检测，也可以使用手机扫描二维码的方式进行自动识别和检测，两种方式可以灵活选择，为应用带来便捷性和灵活性。

4.自动化程度高。无论使用校园卡刷卡检测，还是使用手机扫码检测，用户都无需登录注册和输入安全教育考核及其他相关信息，所有身份识别和准入条件的判断均实现自动化，除了手机用户首次使用时需要简单校验身份外，一般情况下均无需人工干预。

五、结束语

安全工作重于泰山。实验室安全准入制度作为高校实验室安全管理的第一环节，其根本目的就是通过安全准入，强化人员安全责任意识，豐富其安全技术知识，防止和减少安全事故的发生，保障师生员工生命财产安全[12-13]。一方面，要加强实验室安全教育和考核工作；另一方面，要落实执行实验室安全准入制度。基于安全教育的实验室准入检测系统的建立和应用，切合了当前实验室安全管理的需要，既对接实验室安全教育与考核系统，又应用先进的信息技术手段有效落实实验室安全准入制度，提高了实验室安全管理水平。

参考文献：

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