服装专业全天候智能化“双创”实验室建设

肖红艳,任二辉,王 巍,宋庆双

(四川大学 轻纺与食品学院,四川 成都 610065)

四川大学大学生“双创”智能化自主实验平台建设作为学校国家级“双创”示范基地建设的重要组成部分，以高端化、国际化为目标，依照“先进性、专业性、课程性、创意性”相结合的“四位一体”建设理念来规划建设。包括4个构建：双创课堂，主要培养学生创新创业基本素养和技能；实践训练基地，给学生实践的机会和条件；双创科技园，给初创企业的学生团队提供成长空间；双创科研院，助力学生对项目进行深度开发、成果转化。双创实际上给我们的大学教育，特别是大学生实践提出了更高的要求。过去，实践一直是教学中的“薄弱环节”，通过双创，给学生构建一个更良好的实验实践环境，关于实验室的开放共享和实验室管理都提出了更高的要求。

1 服装专业实验室管理现状

服装专业实验室同全国多数高校的教学实验室一样，还是沿用传统的人工干预管理模式，一直以来，服装专业的教学特点决定其专业培养对实验室的依赖程度较高，因课后作业、练习、参赛等活动经常对实验室提出课堂以外，8小时之外的实验室开放需求，尤其是学校开展创新创业训练计划以来，矛盾越来越突出，学生的设计性和创新性实验项目，以及创新创业项目的开展更亟待实验室和实验设备针对不同的需求不断加大开放和共享力度。据统计，使用率最高的服装专业实验室是立裁、版房、缝纫机室，其中涉及的设备都是服装服饰加工类的常用多台套设备，设备总体价值不高，室内仅有供电，并无其他复杂危险源，如化学品、高压容器、辐射等。这都使得服装专业实验室的智能化改造不单必要，而且经初步评估认为风险可控，具有更大的可行性。

通常，实验室开放包括时间开放、实验内容开放、实验室空间开放和对象开放等。其中传统人工管理模式很难实现真正意义上的“时间开放”，因为“时间开放”是指在工作时间和非工作时段皆要开放实验室。现实情况是实验室教师原本已达到满负荷工作，要在非工作时间增加开放和服务难度较大，人力资源成本也会增加[1]。而所谓“空间开放”就是指将一个或者若干个实验室开放给师生使用，让实验室、仪器和设备等资源开放给教师和学生共享。显而易见，在原有的人工干预管理模式下实施“空间开放”将会带来更大的安全隐患和设备损坏。

在新的教育背景和教学改革需求与实验室资源供给矛盾不断激化下，一种新的智能化实验室管理系统凸显优势。首先，通过智能管理系统，实验室有效地开放时间增长，有利于提高实验资源利用率和教学科研仪器设备共享率；其次，减轻实验室专职队伍的工作负荷，解放了生产力，激发了创新力；最后，克服实验室开放、设备使用传统手工方式登记产生的不足，实现实验室信息化现代化管理，在进行信息查询、数据统计分析以及“大数据”共享时，更加简便易行，优化人力资源配置[2]。因此，智能管理系统环境下运行的实验室开放管理，更加科学、合理、规范，更能满足实际需求[3]。

2 智能化实验室建设

实验室要实现24小时全天候开放，智能化管理系统是必要硬件条件和基础，是主体；准入机制及应急措施是实验室及人身安全的重要保障，是必要辅助条件。

2.1 智能化实验室管理系统

2.1.1 系统概述

智能化实验室管理系统是一个软硬件结合的综合管理系统，除了一般信息管理系统的基本功能以外，还要能实现门禁系统、监控系统以及实验设备控制系统等功能[4]，需要设备控制系统与预约、门禁刷卡连用完成使用人识别，并通过高清视频监控系统对实验过程进行监控，实现实验室全天候智能化管理过程[5]。采用智能卡技术，将简便实验室的管理，主要表现在：

1)提高了实验室管理系统的安全性；

2)实时采集的数据更客观、准确；

3)便于生成各种报表，减少重复性劳动。

2.2.2 系统功能

智能管理系统主要由中央控制系统、读卡系统、子控制系统(含门禁控制、设备电源控制)和视频监控系统组合构成。通过中央控制系统的电脑程序，读写IC卡信息，及时向子系统发送各类命令，同时实现实验信息的记录和统计等。具体设计内容包含以下3个方面。

1)门禁系统。

主要功能是实现实验室房门的自动控制。可采用校园一卡通作为门禁系统的“钥匙”，同时可设置密码校验，以防止他人冒用遗失卡进入。读卡器实现非接触式读卡，并具有局域网通信功能[6]。

2)实验设备控制系统。

因现有实验设备没有预制现成的集成接口，可采用控制实验设备电源的方式来实现实验设备控制。对设备电源的控制也可设计为通过校园一卡通来实现，针对服装工艺实验室其实只需一次刷卡授权，可根据需要更换使用机台。

3)视频监控系统。

这一模块的主要目的是辅助实验室的日常管理和提高实验室安全保障。该系统在实验室内有人活动时会对实验室内的情况进行实时监控，进行录像，自动分析识别非正常情况并发出警报，对实验室的异常情况和仪器损坏做到有据可查。在实验进行过程中，当管理者通过视频监控系统发现实验者操作不规范或者出现意外情况时，可通过语音通信系统与实验者进行对话，进行指导或及时制止；也可通过互联网发出指令，控制设备供电，实现远程电源控制。

由于移动互联网技术及智能终端的发展与普及，可以同时设计基于移动终端的智能化视频监控系统，即开发手机APP。与传统视频监控比较，克服了时间和地点等因素的影响，实验室管理人员不在监控屏幕前方时可以通过网络，用手机APP监控实验室及设备情况，通过移动终端远程控制网络摄像头上下左右全方位旋转，实时查看动态监控视频流，提高了视频监控的灵活性，从而提高了实验室安全管理的智能化水平，对于实验室安全及学生规范实验操作具有实际意义[7]。

2.2 准入机制及应急措施

高校实验室要从管理机制上保障学生和仪器设备的安全，实验室的开放要可控制，杜绝安全隐患。实验室准入制度作为高校实验室应急管理的首要环节，是实验室、设备及实验人员安全的基本要求，是有力的事故预防措施。准入机制的体系化和制度化，重点在于落实，要实行严格的实验室准入机制，真正做到防患于未然。

2.2.1 建立实验室安全准入制度

实验室管理部门应周期性组织师生开展实验室安全培训、应急演练等，使师生掌握必要的自我防护，具备应急处理事故的能力。针对不同的个体，培训内容可以各有侧重，但要求所有学生必须经考核合格、签订安全承诺书、配备必要的安全防护品方可进入实验室。

根据实际，学校已在实验室安全预防及实验室准入方面主要实施了以下4个方面的措施。

1)建设制度。

建设制度的目的就是为了预防事故的发生，从国家层面还没有出台专门的法规来要求和规范高校实验室安全的细节，各个高校都是根据各自实验室安全工作中遇到的一些困难及问题制定了相应的规章制度。实验室的各种安全规章、制度的制定除了包含必要的规范和要求,还规范了包括实验室工作人员、管理者和监督者的相关职责及行为准则[8]。

2)做好宣传。

作为实验室常发事故首位的消防安全事故，成为实验室安全首抓环节。为使“全民消防、生命至上”的安全理念深入人心，定期开展多种方式的消防安全宣传，如开展的“安全在我心”摄影比赛、安全文化精品创作比赛、实验室安全征文比赛等系列校园活动；建立学生消防科普社团，发挥学生的主观能动性，主动宣传消防安全；每年在119消防日，开展形式多样的主题活动，如消防安全讲座等。

3)开设课程。

四川大学在2013年开设了实验室安全与环境保护公开课程；在2014年，为了加强实验室安全教育体系的建设和课程中心相关建设，经学校相关部门同意对该课程进行全程录像。目前实验室及设备管理处通过课堂教学、网络课程学习、安全教育讲座等多种形式开展实验室安全及环境保护教育。

4)实践演练。

目前，全社会急需提升公众消防安全常识和逃生自救技能，具备及时有效从火场和灾害现场逃生的技能。实践是最好的老师，通过学校保卫处和灾后重建学院开展的有关针对性演练，教职工和学生熟悉消防设施及灭火器材，并体验逃生自救和应急避险专门技能；通过油盘灭火演练，使学生现场感受火灾事故现场，提高消防安全“四个能力”建设[9]。

2.2.2 健全应急管理安全风险评估机制

高校科研和实验本身具未知性、探索性的特点，造成实验室存在一定的风险，需要提前进行安全风险预评估。实验室要科学评估安全信息、评价安全风险，组织制定成熟的实验操作规范和注意事项，预先制定出突发事故应急措施及预案[10]。

服装专业实验室的常规风险来源主要在以下3个方面。

1)用电环境。

实验设备增加，电力负荷加大，电路未相应扩容，存在线路过载发热或引发火灾。据有关统计，电气火灾占到火灾总数的37.1%，并且有增长的趋势。

2)物品堆放。

实验室内物品、耗材不规范存放，乱丢废弃物等，易引起火灾；实验室内易燃堆积物过多，也会使火灾载荷增大。

3)加工安全。

服装加工设备使用不当，有造成使用者人身伤害的可能，例如高温烫伤、机械压伤或刺伤、触电等。

总体来说，危险来源较为常规常见，其中电路火灾是预防的重点，实验室不存在其他特种设备或需要特殊处理的危险源，安全风险相对较低。

2.2.3 自动应急安全响应系统

应急管理是针对事故已发生的应对和管理。实验室事故应急管理的目的是降低事故危害，及时恢复秩序，维护稳定。在安全事故发生的第一时间，应急反应系统对于事故报警，及时采取有效措施，减小事故损害具有实际作用和重要意义。

1)自动报警系统。

主要指火灾自动报警器，要求探测器灵敏度无异常，自动报警设施主、备电源能够相互转换；使用周期内定期检查，要求探测器清洗、更换和维修时间记录完整；自动报警系统能与其他系统联动，如自动喷水灭火系统等。

2)安全疏散设施。

包括疏散通道、灯光指示标志、应急照明及各类标识等。经常性检查疏散通道畅通与否，安全出口要保持开放状态，疏散门要保证向疏散方向正常开启，常闭式防火门要保持常闭状态；安全出口上方、空中、距离地面高度1米以下墙面的充电灯光疏散指示牌能正常工作、无破损，在发生火灾或停电时，自动发光指示通道和出口位置；各类疏散示意图及安全警示标识完整清晰，标识如有破损、缺失、脱落，应及时修补[11]。

3 结束语

综上所述，智能化管理系统的构建进一步规范了实验室管理，提高了实验室管理水平和工作效率，在建设安全、高效、舒适、节能的现代化、智能化“双创”实验平台过程中，将发挥出更大作用[12]。服装专业实验室全天候智能化系统建设，是高校实验教学现代化、信息化改革的一次有益尝试，预期能产生一定的经济效益和社会效益，极大促进实验教学改革和提高实验室开放设备使用率，具有一定的推广价值。