“双创”智能化实验室开放共享的安全策略

邱敦国， 李发均， 廖 勇， 王 军， 郑小林

(四川大学 实验室及设备管理处， 成都 610065)

0 引 言

随着社会经济的快速发展，社会对人才的需求也在发生改变，要求高校毕业生不仅要具备扎实的理论知识，还需要掌握更多的操作技能。基于社会人才需求的变化，高校人才培养方式也应该作相应改变，通过实验室面向学生开放共享，让学生有更多的机会进入实验室进行实验，以提高学生的动手能力、实践能力和创新能力。

为了促进实验室面向学生全面开放，学校启动了“双创”智能化实验室建设，利用智能化的安全技术和科学化的管理手段，实现实验室全天候、全空间面向学生开放，为学生完成自主研发、自主创新提供实验条件[1]。但是实验室在面向学生全面开放时，需要采取具体的切实有效的措施，确保学生自主实验的安全。

1 实验室开放共享的安全问题

要实现实验室全天候、全空间面向学生开放共享，存在诸多安全问题：① 不同专业的学生在一起进行实验，实验人员构成复杂，存在少数学生安全意识较差，不按操作规范进行实验而影响其他实验人员的情况；② 学生需要在非工作时间、甚至晚上进行实验，实验室管理员或实验指导教师不可能全程陪同进行实验，难以保证实验过程的安全[2-3]。

为确保实验室面向学生开放共享安全，“双创”智能化实验室在建设和运行管理时，需要从安全“技防”与“人防”两个方面着手，通过智能化技术实现实验室的安全监测与应急处理，通过科学化管理手段实现实验室的安全准入与安全管理，确保实验室面向学生开放共享的安全[4-7]。

2 建立实验室安全监测与应急处理管理系统

为了提高实验室的安全性，“双创”智能化实验室通过安装智能化的安全监测设备与控制设备，并建立统一的平台管理系统对智能化实验室实施科学化管理。

系统主要包括四部分：实验室环境安全监测、实验室智能控制、报警信息处理和安全应急处理。系统结构图如图1所示。

图1 平台系统结构图

2.1 实验室安全监测

(1) 智能烟雾监测。实验室通过安装智能烟雾监测系统，自动监测实验室烟雾浓度。当实验室发生火灾等情况时，系统能自动监测并发出报警信息。

(2) 智能气体监测。实验室通过安装智能气体监测系统，自动监测实验室有害气体浓度，当实验室出现有害气体泄漏等情况时，系统能自动监测并发出报警信息。

(3) 智能电源监测。实验室安装多个智能电源控制器，可以实现远程查看电源状态，实时监测设备能耗，远程控制设备电源的开关等功能，有效帮助实验室管理员掌握实验室设备使用情况。当智能电源控制器监测到设备电流异常时，会发出报警信息。

(4) 智能温湿度监测。实验室通过安装智能温湿度监测器，可以实时监测实验室的温度和湿度。在实验室温湿度异常时，自动发出报警信息，并能自动开启空调降温。

(5) 行人防闯监测。通过在实验室安装行人监测系统和门窗红外监测系统，可以对非法侵入实验室的行为进行监测，对布防时间实验室行人活动情况进行监测，对非法侵入行为发出报警信息。

2.2 实验室智能控制

(1) 智能灯光控制。实验室通过安装智能灯光控制器，实现远程查看灯光的开关状态，控制灯光的开关，实现行人进入实验室时自动开灯和离开实验室时自动关灯的功能。

(2) 智能空调控制。实验室安装了智能空调控制器，系统可以远程查看实验室空调开关状态，实现远程开启空调、关闭空调和设定空调温度等功能。通过与温湿度监测系统联动，在实验室温度超过设定值后，自动开启空调降温。

(3) 实验室智能监控。实验室安装了多台高清枪型摄像机和球型摄像机，实现对实验室的无死角监控，指导老师或实验室管理员可通过网络客户端或手机App，远程查看实验室监控视频，可以远程控制摄像机的转动与焦距，完成更精确的观察。

2.3 报警信息处理

(1) 紧急求救按钮。每个实验室都安装有紧急求救按钮，当学生在实验室发生危险情况时，可以按实验室的紧急求救按钮发出求救信息。

(2) 智能声光报警器。实验室的每层楼都安装有智能声光报警器，当实验室发生火灾、有害气体泄漏或学生按紧急求救按钮等情况时，会将信息发送给智能声光报警器。智能声光报警器会闪光，并发出刺耳的报警声，提醒楼道内其他实验室的人员注意安全并及时撤离。

2.4 安全应急处理

系统建立了整个实验室安全应急处理流程，当实验室环境安全监测设备监测到实验室发生火灾、有害气体泄漏、设备电流异常、实验室温度过高和行人非法侵入等情况时，会自动将信息上传到中心管理系统，中心管理系统将信息发送到监控大屏或安全人员的手机APP，中心值守人员和实验室安全人员在收到信息后，通过实验室智能监控视频对危险信息进行确认，并与现场人员进行电话沟通，第一时间作出安全应急处理[8-9]。

安全监测系统系统所涉及的实验室安全监测、智能控制、报警信息处理和安全应急处理的整个信息流程图如图2所示。

图2 报警信息流程图

3 安全准入

实验室安全准入是学生获准进入实验室学习与实验操作的前提，“双创”智能化实验室允许学生进入实验室进行自主实验，对实验室的安全带来巨大的挑战，因此，对获准进入实验室进行自主实验的学生，需要经过严格的实验室安全培训，并进行实验室安全知识考核，只有考试合格的学生才有资格进行自主实验，以确保学生自主实验的安全。实验室安全准入的内容主要包括实验室安全知识培训、实验室安全知识考核和获得实验室准入资格等内容与环节，实验室安全准入的流程图如图3所示，其目的在于树立学生的安全意识，提高学生的安全知识与操作技能，防范安全事故发生，保障实验室和学生生命财产安全[10-11]。

图3 实验室安全准入流程图

3.1 安全学习课程

“双创”智能化实验室要实现实验资源全天候、全空间面向学生开放共享，不同专业的学生常会在一起进行实验，如何根据不同实验室的情况设置安全学习内容将非常重要，学习的内容除了常规的实验室安全学习，还需要针对特定的实验室，制定不同的安全学习课程，学习的形式，也应多样化，确保学生能更方便地进行安全知识的学习。

(1) 安全课程学习内容。对不同专业类别的实验室，建立不同的安全知识教育课程，主要安全准入信息库分为通识类、电器安全类、化学安全类、生物安全类、医学安全类、仪器安全类、放射安全类等不同课程，对特定的实验室，需要制定本实验室的学习内容。课程教材包括文字教材、视频教材等内容。

(2) 安全课程学习形式。学生自主实验通常是个体进行实验，往往是跨专业、跨学院的实验，因此，安全课程的学习就需要采用多种形式。“双创”智能化实验室对学生开设了实验室安全知识必修课和选修课。

必修课要求学生通过强化自身的安全责任意识，了解实验室安全制度，熟悉实验室环境和设施，掌握实验室常用大型仪器设备的规范操作方法，了解危险化学品分类标识、危害及防护措施，了解实验室水、气、电的安全使用方法和消防知识，掌握一定的安全应急处理措施。

选修课学生可以自己通过文字和视频教材进行学习，选修课的内容主要根据特定实验室进行设置，需强化学生对该实验室安全知识进行专业化的学习。

3.2 安全学习考核

对于实验室安全必修课学习的考核，采用课堂考试的形式进行安全考试，考试合格后颁发必修课合格证。

对实验室选修课的考核，学生可以在网上进行考试，根据学生所选实验类型，随机在试题库中抽取试题，学生限时作答，作答完后系统根据学生的答题情况自动给出测试成绩，对测试通过的学生，颁发相应实验室安全准入的合格证。

3.3 安全准入资格

系统根据学生测试情况，颁发相应实验室安全准入资格，学生只有获取实验室安全准入资格后，才有权限申请该实验室的自主实验。

4 制定安全管理制度

4.1 安全管理制度的制定

实验室安全管理体制能有效促进实验室安全管理工作的科学化、规范化，能有效提高实验室安全管理的效率。“双创”智能化实验室由于全天候、全空间对学生开放，因此，在制定安全管理制度时，除了考虑常规的实验室安全外，还需要考虑学生在非工作时段自主实验的安全，需要将制度细化，认真落实责任主体，制定出切实可行的安全管理制度，确保老师和学生都严格按制度执行，以保证实验室的安全[12-16]。

为了确保学生自主实验的安全，制定“双创”智能化实验室安全管理制度需要从实验室安全准入、实验室自主实验预约、实验室远程监控与安全应急处理等几方面入手，从实验室安全课程的设置、学生安全课程的学习和考试以及提供准入证书等方面做好制度保证，确保学生在进入实验室进行自主实验前，真正地掌握实验室的安全规定，了解实验室的安全规程，以确保学生进行自主实验的安全。实验室自主实验还需要制定制定相应的预约制度，通过制度确保实验室的环境和大型仪器设备的使用安全，确保实验室只对已获得实验室准入的学生开放。实验室远程安全监测与应急处理也应有相应的规章制度，通过制度确保实验室管理员和指导老师能随时在远程对学生自主实验进行监测与管理，并在出现危险情况时及时做出应急处理。

4.2 安全管理制度实施与考核

根据“安全第一，预防为主，责任落实，统筹管理”的方针，学校通过顶层设计，制定 “双创”智能化实验室安全管理规章制度，各学院依据本学院学科特点，进一步细化管理制度，最后各智能化实验室严格遵照安全管理制度，落实实验室具体的安全管理责任，确保学生自主实验安全。

同时，学校或学院要对“双创”智能化实验室进行定期或者不定期的安全检查，对安全执行情况逐一进行查验与核实，对存在的问题及时进行整改，确保“双创”智能化实验室安全规则制度得以真正的落实与实施。

5 结 语

为了提高学生的动手能力、实践能力、创新能力，“双创”智能化实验室面向学生开放共享，允许学生能够根据自己设想，提出自主实验方案，完成自主实验。同时针对学生自主实验存在的安全问题，“双创”智能化实验室在建设时，采用了先进的智能化技术，通过在实验室安装多重智能化监测设备与控制设备，对实验室进行全方位安全监测，在实验室发生安全异常时，能及时发出报警信息，进行应急处理；在实验室安全准入上，实施了严格的实验室安全准入制度，要求所有参与自主实验的学生必须进行安全学习与培训，并完成安全考试，只有考试合格的学生，才有资格申请自主实验；在实验室管理上，制定了科学化的安全管理制度，通过制度来加强实验室安全管理，同时通过安全考核来确保制度得以真正贯彻实施，有效确保了实验室面向学生开放共享的安全。