基于“互联网+高校实验室安全”的综合管理系统构建与实践

熊嘉雯， 严文锋， 方岩雄， 王华辉， 陈浪城

（广东工业大学a.实验室与设备管理处；b.网络信息与现代教育技术中心，广州 510006）

0 引 言

工业和信息化部、应急管理部在2020年157号文件《关于印发《“工业互联网+安全生产”行动计划（2021-2023）》的通知》中提到，通过互联网在安全生产中的融合应用，增强安全生产的感知、监测、预警、处置和评估能力，加速安全生产从静态分析向动态感知、事后应急向事前预防、单点防控向全局联防的转变，提升生产本质安全水平［1］。教育部在2021年13号文件《教育部关于加强新时代教育管理信息化工作的通知》中指出，教育管理信息化要利用信息技术转变管理理念、创新管理方式、提高管理效率，支持教育决策、管理和服务，推进教育治理现代化的进程［2］。

高校教学、科研实验室作为人才培养及技术成果培育基地，其安全管理已成为实验室管理的核心之一［3］。随着投入增加，化学品及仪器设备等需求量及采购量不断攀升，危险源数量和种类相应增加。实验室内“安全”具有不确定性、复杂性和综合性［4］，“人—机—环”系统情况与实验室安全存在着必然的联系。随着各项指标的动态变化，实验室安全系数、危险程度也不断改变，实验室室内布局、通风、水电、防护设施设备、消防和应急设施器材配套等一系列的硬件配套以及针对实验室管理有关的制度建设、管理措施、安全教育等软件建设，应及时作出相应更新或补充。基于“互联网+”信息化建设不断提升高校实验室安全管理水平、提高工作效率，统筹和优化安全建设和应急防护的资源配置，结合学校实际情况，充分利用互联网实时传递、互联互通、开放共享特点，实验室与设备管理处研究开发了实验室安全综合管理系统。

1 高校实验室安全管理现状分析

综合性大学或理工科类大学的实验室具有分布散，环境危险属性复杂，危险源种类多、总量大，人员流动性大等特点［5］。适应高校的政策法规、国家标准、行业规范等有待完善，高校实验室安全事故时有发生，师生安全意识不强，校内实验室安全专业队伍匮乏，防控应急能力有待提高。

高校相关的管理部门通常以工作内容模块划分，分别建立功能单一的信息系统，如耗材、化学品采购系统、实验室巡查系统、化学品管理系统、安全教育考试系统等。就学校管理而言，虽然信息化管理在专项工作中能带来一定程度上的便利性，但是相对独立、集中度较低、统一度较弱，不能与信息需求高度融合、实际情况多样复杂的高校实验室安全形势相适应［6］。这种管理模式也容易由于相关管理部门之间的沟通不畅，逐渐形成“信息孤岛”，导致数据不一致、信息不透明、传达不及时等一系列问题。对于校内师生用户，多种系统并行使用时，由于系统功能开发有缺陷或没有统一的操作逻辑思维，容易造成使用混乱的困扰，导致对系统认可度不高［7］，甚至形成抵触心理。因此优化、理顺模块工作内容及对应信息管理关系，基于“互联网+”建立动态的综合的安全信息管理系统对实验室安全管理具有充分的必要性。

基于“互联网+”，联结、整合实验室安全管理的各项数据，有利于进一步联动化学品、仪器设备、实验人员防护等的安全管理，细化管控措施，加强安全教育，为实验室安全管理及决策提供全面的基础信息支撑，进一步完善高校实验室安全的管理模式。

2 综合管理系统设计理念及开发

根据实验室安全管理工作内容，实验室安全综合管理系统整合学校人事处、教务处、研究生处、网络中心、保卫处、招投标中心等各职能部门的数据，与实验室相关的实验人员、项目、危化品和设备采购、监控视频动态联动，推进多部门协同、精细化管理。

以“实验室动态分级分类”为核心理念，设计多个功能模块及子功能，包括有基础信息、采购、化学品、危险源、项目风险、安全检查、安全教育及准入考试管理、通知公告。信息数据基于“互联网+”在功能模块之间相互关联、相互制约，形成动态信息关系链，实现模块线上管理和线下工作之间的关联如图1所示。

图1 实验室安全综合管理系统功能模块组织架构图

此外，建设与PC端系统对应而简化的移动端，完 成扫码、登记、查询等操作，并且利用手机替代系统配套的扫码设备，降低系统建设的硬件成本。

2.1 基础信息管理模块建立

系统基础信息管理模块是系统中各项其他模块的关联基本依据，决定了数据信息流动的方向，渗透到各功能模块，同时决定其他模块是否能正常调用数据和启用功能。

基础信息管理模块以团队信息为中心，建立以用户信息、学院、楼宇及房间信息的基本信息单元，形成的基础信息模块。由团队负责人注册和管理团队，学院管理员管理实验房间信息，学校实验室职能部门对系统所有基础信息情况总体维护。利用系统建立与实际情况一致及多维度的信息关系链，明确“学校—学院—实验室/团队”的三级行政管理关系及责任落实体系、“校区—楼宇—实验室/团队—房间”位置关系，并调用危险项目登记模块数据确定“教师—研究生”的指导关系。3类关系的建立作为化学品采购、存储及处置，危险源管理、危险实验项目管理、安全教育及准入和实验室安全检查基本信息和管理依据，利用管理系统信息流动的迅速响应管理机制，实现快速获取数据、简化工作流程、节约办事时间的目标。

2.2 化学品“采购—管理—回收”闭环

化学品的全生命周期闭环管理，是高校实验室危险源的安全管理中亟需突破的重点及难点（见图2）。高校内主要以实验房间作为存放化学品的小剂量存放单元，管理的主体主要为实验室或团队负责人，如果校内没有建立统一的化学品采购流程或管理规定，化学品的管理因采购端程序出现缺口，导致“采购—使用、贮存管理—清运处置”的化学品全生命周期中管理存在漏洞［8］。例如，高校师生直接与供应商对接采购，师生无法确认供应商资质或对管控类化学品采购流程不熟悉，导致间接违法采购等；实验室采购超量或不断累积，致使储存单元库存量大；存储时间过长而过期或遗忘，人手交接出现遗漏等原因，存在闲置化学品和账物不明，造成化学品大量浪费等。全面动态的化学品数据，支撑学校对校内各个单元的化学品情况进行评估，深化全流程管理，并有针对性地建设应急安全设施，落实相应的防控措施。

图2 化学品“采购—管理—回收”闭环流程图

（1）确立唯一采购渠道。线上采购是校内师生采购所有化学品的唯一渠道。采购平台作为化学品采购的汇总平台，师生可从中选用3家有资质的电商平台，约有2 000个注册供应商，根据校内师生需求不断引入新电商平台和供应商。电商平台、供应商之间形成互补及竞争关系，为师生提供多元化、多品质、多品牌的化学品选择。提交订单时，用户根据实际情况选择对应的存储场所和化学品储存柜层，通过对配伍规则、化学品存量和当前采购量计算，系统自动判别采购人及当前采购单元是否符合采购资格，方能提交进入下一环节。

（2）审核及收发货。依据国家对相关化学品的管控要求，系统以剧毒化学品、麻醉类和精神类化学品、易制毒危险化学品、易制爆危险化学品、危险化学品和普通化学品进行分类，不同类型的订单进入对应的审核流程，审批过程中，各个审批单元以动态变化的当前库存量和提交有关购买申请作为审核参考依据。审批结束后，进入收发货及确认流程。经用户线上确认收货的化学品，自动生成对应的二维码，师生须打印、张贴，同时对应的化学品信息进入系统中与房间号、团队、人员相匹配“台账管理”的功能模块。

（3）台账管理。系统自动合并相同CAS号的化学品，并对团队内所有师生公开，学院及学校相关管理人员配置权限查看。使用过程中，用户可以随时在PC端或微信移动端进入系统功能模块，进行化学品使用登记，系统实时自动计算当前存放单元的各种化学品存量。若因为急需使用化学品或因项目结束而闲置化学品，可使用化学品闲置平台调拨功能，经审批后，进行实验室或学院间化学品调拨并进行台账管理。

（4）废弃物登记及处置。实验过程中产生的固体和液体废弃物，师生在系统登记预估量后，学校对废液、玻璃瓶等液体及固体危险废弃物的数量及种类进行汇总，联系处置公司和运输公司进行清运和处置。

2.3 构建“危险源—项目风险评估—安全教育”工作链

系统中，危险源管理主要从物的管理角度评估实验室安全程度，而项目风险评估是实验室在一个时间段内从人、物、环境、操作工艺等综合角度对实验过程的危险度进行综合判断。

实验室危险源辨识是实验室风险分析和评价的基础，对危险源加以分类、分级，科学性、系统性地进行风险评价，有的放矢地提出实验室风险控制的对策，开展相关的安全教育、培训考核，最大限度预防和减少实验室安全事故的发生［9-11］。

高校校内具多类型学科实验室，且具有不同类别的危险源，危险源和危险项目管理的侧重点因此也有不同。对于经济、管理、马克思、计算机等学科实验室，危险源管理侧重点为220 V用电器，尤其是全天候用电设备，如服务器、电脑等；对于化学、材料、物理、环境等学科主要以化学反应和合成研究为主，管理侧重点应为化学品及其废弃物、仪器设备等；对于生物、医药等学科，管理侧重点为化学品、试剂、生物因子、传播途径及其废弃物；而机电、自动化、土木工程等学科管理侧重点为机械、特种设备、电气设备。随着学科不断融合发展，不少实验室已经发展成为交叉学科及综合性的实验室，兼具各类危险源。

经过对校内危险源实际数量及状态的情况调研分析，根据不同危险源相关标准数据和校内外安全事故经验等，如图3所示，通过定性和定量的方式，形成适合学校的危险源分类分级制度，在系统录入登记后，系统对危险源进行智能计算，实现物的危险等级评估；建立危险源和危险实验项目的关联，进行实验项目登记，对人、物、环境（空间）进行选择判别，通过LEC风险评价法综合得出评价等级，实现项目的风险评估；利用安全检查做到对危险源进行日常检查和使用情况核实；利用已掌握的各项风险信息，融入实验室安全培训、教育和准入工作。通过“互联网+”技术，学校、学院掌握清晰管辖范围内的危险源分布列表和危险实验项目基础情况、涉危环节和管控措施，提升“人防”“物防”执行力度和准确度，并以此构建有针对性、有着力点的实验室安全教育及准入标准。

图3 各功能模块工作链关系图

（1）危险源辨识及登记。系统中把危险源情况分为6类17项，为化学、生物、机电设备、特种设备、辐射设备类、其他类。其中化学类危险源依据化学品采购情况自动录入计算，其余5类为手动录入，用户除了在系统登记，登记危险源的种类、数量、位置、管理责任人、管控措施和应急预案等信息外，还根据危险源的管理特征上传必要的文件，如“特种设备作业人员证”“特种设备使用登记证”、辐射设备的“豁免证书”等。

（2）危险源情况审核。线上及线下管理相一致，责任到人。当实验室或团队师生提交危险源登记信息后，由学院管理员进一步审核和确认。为加强数据的准确性，线上授权学校、学院各级安全负责人、管理员和督导老师权限，定期通过安全检查等方式复核危险源登记情况，对于不符合登记要求的危险源，均具有驳回功能，登记人则重新填写提交。

（3）危险源危险等级评估。危险源的6类17项配以不同的危险等级，通过“定性”定级别，通过“定量”升级别，最终显示能实时动态变化的危险等级。

（4）危险实验项目登记。实验人员通过简要的判断题、选择题、填空题等对“人—机—环”情况进行判别和登记，使实验者易于辨析实验过程中可能发生安全事故的环节。促使师生提前寻找、思考和学习相关的管控措施和应急处置方法，并在实验前提前确认应急物资是否准备充分。

（5）危险项目审核。危险项目登记以团队管理为核心，由团队负责人进行审核、审批。线上学校、学院负责人和管理员对不合理的危险项目登记信息均配置驳回功能。

（6）安全教育内容培训教育及准入。实验室安全教育包括专项专题讲座培训、通识安全教育、准入学习及考试等。根据危险源和危险项目的登记情况，制定与学校实验室安全教育相适应的师生准入学习及考核内容，基于互联网+信息化教育2.0时代，借助系统实现随处可学、随时可学。把安全教育知识点与考核方式进一步细化、精准化，与学校、学院、团队的准入制度相联系，由此获取具体实验室活动、危险项目实验和危险设备操作的资格。

2.4 “检查告知—隐患整改—审核跟踪”可视化安全检查闭环

安全检查是实验室安全管理工作中监督安全管理工作落实情况，发现、排查、治理安全隐患和宣讲安全理念重要的措施［12］。一般而言，根据检查主体，安全检查分为上级行政及执法部门检查、学校检查、学院检查、团队自查；根据检查类型，分为日常性安全检查、专项检查、不定期安全检查和节假日安全检查。

由于高校实验室数量众多，危险源复杂、研究内容变化多、专业的专职工作人员配备较少，检查工作繁重，存在检查记录无法全面传递检查人员建议或闭环工作环节缺失的情况，导致安全检查没有发挥真正的作用［13］。为了更好疏通安全检查堵点，强调检查整改效果，摸清隐患盲点，提高安全检查的便利性和有效性［14］，系统借鉴PDCA管理循环，把实际工作与系统匹配，组建“检查告知—隐患整改—审核跟踪”的闭环工作相互联系，使安全检查有效落地［15］。

（1）明确检查指标，配置安全分数。实验室安全检查以“高等学校实验室安全检查项目表”为每年的基础指标库，同时也根据属地管理的要求增加有关的指标项。根据学校实验室实际情况，为形成正负共存的激励体系［16］，对各指标配置安全加分和扣分。

（2）日常检查。线下学校、学院各安全检查小组进行安全检查后，在系统新建检查通告及告知书，填写检查日期、检查员及问题隐患描述，隐患紧急程度和检查依据等要素，上传取证照片，并对实验室安全分，实行扣分制度。安全检查告知信息将传递给学院及实验室，由各实验室安全员实行整改，学院管理员进行跟踪及上传整改信息，由发出告知书的管理人员进行审核，若整改未达到要求，将多次返回重新整改。

（3）专项检查。校级、院级单位根据上级部门通知指示或单位内化学品、生物、消防等安全管理情况，从实验室安全检查项目表选取专项的检查项目，对各自下辖单位或实验室发起专项安全检查。学院或实验室团队按期限执行检查任务，检查完成后向系统提交每个检查项目的检查结果、隐患及隐患整改或拟定整改计划，并由实验室负责人、学院、学校三级确认审核或驳回重填。

（4）实验室自查。由实验室团队自发进行检查，检查基础内容由学校统一配置。实验室团队执行检查，检查完成后向系统提交每个检查项目的检查结果、隐患及隐患整改或拟定整改计划，经实验室负责人确认审核完成。

（5）可视化安全检查。以危险源为基准，首先在重点部位安装视频监控，并逐步推开全面安装，实现技防保障。将视频监控接入系统，可实时通过PC端和微信移动端查看实验室当前情况，或翻查记录，辅助安全检查和审核整改。

3 建立模块功能关联及限制关系

3.1 模块功能关联建设

（1）实行倒逼登记。危险项目管理与危险源登记关联，进入登记页面时，危险源以及基础信息模块数据作为项目管理中登记的信息源，以选择的方式添加实验项目中需要使用的危险源，当无法添加危险源时，倒逼师生从源头登记项添加有关信息。

（2）实行通行证制度。安全积分与准入考核关联，系统根据团队的安全检查扣分情况，对团队师生开启系统禁用功能，并要求学院对该团队师生开展实验室准入考核，考核通过后安全扣分清零，重新启用系统功能（见图3）。

3.2 模块限定条件设定

（1）黑名单及白名单、团队禁用功能的建立。学校作为师生用户和化学品供应商之间重要的沟通桥梁，需要在采购时保证师生采购过程符合有关的法律法规和管理制度，同时不损害供应商的利益。因此，系统设置黑名单及白名单的功能，采购环节调用黑名单及白名单数据。黑名单功能主要针对违反校内有关采购或安全管理有关规定的师生或团队，实现暂停其采购化学品的功能。白名单主要用于供应商的资质审核，经过学校管理部门核实，确认供应商具有合法的易制毒、易制爆、危险化学品等资质，师生方能选购。

（2）系统自查危险源信息更新情况。危险源登记是通过团队或实验室安全管理员自主输入系统，并且通过线下安全检查工作辅助核实，防止存在遗忘登记或更新危险源资料的情况。因此系统设置定期自查，每2个月内，没有对危险源进行修改或录入操作的团队或实验室安全管理员发出核实通知，要求进行一次核实工作及确认，从而达到定期动态调整的效果。

（3）总量限额采购。通过设置总量限额采购额度，对校内各类管制类化学品、危险化学品、气体分别进行总量限额采购。危险化学品总量定义为“进行中的采购量+当前存量+本次采购量”。当总量超过限额额度时，系统将自动拒绝用户提交订单，当前采购失败，促使用户自觉整理台账。

（4）回收限制。系统自动检测团队化学品台账情况，若在1个月内，即在下次组织废弃物回收登记前，没有对化学品台账进行使用登记，系统将拒绝用户进行废弃物登记，且要求师生核实化学品台账登记。

4 基于综合管理系统的管理实践

4.1 制度建设

利用信息化系统进行管理，有助于提高工作效率，但是原有制度可能存在滞后，无法与“互联网+”实验室安全管理的方式相适应。因此，根据系统中的大数据变化情况，对当前的管理手段和制度建设内容作出适应实际情况的修改，逐步完善。

4.2 权责分明

高校通常有成熟的实验室安全责任体系，但是线上的责任体系相对于固有的线下责任体系，较容易成为管理盲区，但是通过系统角色功能的细化和配置，确立与线下管理一致的信息化系统管理的责任体系，当各项信息及时在系统补充及更新，则更快地将有效信息集中、识别、应用。

4.3 培训使用习惯

培养师生用户习惯，并与实际实验室安全管理和宣讲工作中的方法和措施相融合。一方面将系统应用在管理工作中，增加师生用户对系统的熟悉程度，提高系统的利用率和数据的动态性及正确率；另一方面培养用户获取信息习惯，利用系统作为实验室安全知识、管控措施和事故案例的载体之一，增加普及程度，与“要我安全，向我要安全”的教育宣讲理念相适应。

4.4 收集师生用户体验反馈

信息化系统的建设是基于管理需求，亦是基于其快速传递和获取信息的特点。因此，师生用户体验的反馈也是系统建设和提交利用率的成功关键点之一。从校内师生使用习惯出发，建设校内师生愿意用、喜欢用、用起来方便、用起来顺畅的安全系统，既能有效及时、全面地收集和利用实验室有关于安全管理的数据，也有助于师生通过系统及时了解学校、学院、团队内实验室的安全情况，不仅能提前作出预警，及时整改隐患，同时获取相关实验室的安全知识和处置、管控方法。

4.5 完善预警及应急硬件建设

利用大数据分析校内实验室风险情况，研究管控方式，不断有针对性地巩固实验室内和周边的硬件建设，如通过计算，按规定要求安装喷淋装置，重点部位安装监测设施等。精准地落实“物防”“技防”安全保障措施，完善风险防控和应急条件，避免盲目建设，杜绝浪费有限资源。

5 展 望

基于“互联网+”建设的安全综合管理系统，是高校实验室安全工作中一项重要的基础建设内容，以形成长效运行、全方位、全流程、精细化、可视化管控及预警，可一体化融合的工作闭环为目标。其融合建设是一项较为复杂的工作，需要不断地探索并与高校发展相适应、相协调，不断更新、调整和升级，如逐步与视频监控智能识别等分析技术等相融合。实验室安全基础大数据是动态、联动，具有及时性、针对性和综合性，最终为高校管理决策、施策提供更加全面真实依据，不断提升安全教育和“人防-物防-技防”管控及应急水平。

致谢：感谢广州广淘科技股份有限公司各位工程师不辞劳苦与我校实验室与设备管理处共同开发实验室安全综合管理系统。