“雙創(chuàng)”背景下智能化自主實驗平臺的安全管理

董麗萍, 賴春霞, 楊祖幸

(四川大學(xué) 實驗室及設(shè)備管理處, 四川 成都 610065)

培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)(雙創(chuàng))人才是當(dāng)前高等教育改革的熱點[1],倡導(dǎo)學(xué)生開展自主創(chuàng)新實驗是“雙創(chuàng)”人才培養(yǎng)的重要途徑。傳統(tǒng)實驗室在建設(shè)理念、運行管理模式和智能化水平方面不能適應(yīng)培養(yǎng)“雙創(chuàng)”人才知識、素質(zhì)和能力的新要求[2],越來越多的高校鼓勵實驗室通過多種形式面向教職工及在校學(xué)生開放,為師生提供科研及實踐場所[3-5]。

2016年,四川大學(xué)啟動智能化全天候自主實驗平臺建設(shè),創(chuàng)新實驗室建設(shè)及運行管理模式、提高實驗室運行管理效能、加大開放共享力度,為大學(xué)生提供自主設(shè)計和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的實驗條件。實驗平臺全天候、全空間面向?qū)W生開放,最大限度地發(fā)揮了實驗資源在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)中的支撐作用。但是,實驗人員結(jié)構(gòu)復(fù)雜且流動性大、實驗項目多、儀器設(shè)備甚至超負荷運行,給實驗平臺的安全管理帶來了新的困難和挑戰(zhàn)。為確保自主實驗平臺安全、高效運行,需探索更加科學(xué)、高效的平臺運行安全管理對策。

1 智能化全天候自主實驗平臺安全管理特點

四川大學(xué)大學(xué)生智能化全天候自主實驗平臺發(fā)揮多學(xué)科交叉融合的優(yōu)勢,以跨學(xué)科、跨專業(yè)共建共享的模式向全校師生開放。在智能化全天候自主實驗平臺,學(xué)生可以提出科學(xué)設(shè)想、自主設(shè)計實驗方案,并在指導(dǎo)教師、同組成員的指導(dǎo)和協(xié)助下完成全部實驗操作?！鞍葱枳灾魇褂谩钡姆绞匠浞职l(fā)揮了學(xué)生的主動性和創(chuàng)新創(chuàng)造性,在培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、實際動手能力和科學(xué)創(chuàng)新等方面都有很大的優(yōu)勢和明顯的功效[6],吸引了眾多跨學(xué)科、跨專業(yè)的學(xué)生加入,實驗資源利用率大幅提升。這種運行管理模式下的實驗平臺安全管理與傳統(tǒng)實驗室相比存在更多不確定因素,平臺安全管理也更加復(fù)雜[7]。

(1) 實驗人員構(gòu)成復(fù)雜且流動性大。隨著智能化全天候自主實驗室對師生的全面開放,不同年級、不同專業(yè)的學(xué)生以及創(chuàng)新團隊都能借助平臺資源進行實驗。實驗人員構(gòu)成復(fù)雜、專業(yè)素養(yǎng)和安全意識參差不齊、對儀器設(shè)備操作不熟練,少數(shù)學(xué)生安全意識較差,甚至不能按操作規(guī)范進行實驗,給平臺的安全管理帶來一定的困難。

(2) 實驗項目多。在“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”浪潮的推動下,越來越多的在校學(xué)生積極利用課余時間自主研學(xué)、自主創(chuàng)新、自主探索[8]。智能化全天候自主實驗平臺的功能目標就是全天候、全空間支持學(xué)生自主開展創(chuàng)新實驗項目、進行課題研究、撰寫畢業(yè)論文、完成課程設(shè)計,以及參與各種學(xué)科競賽等活動。由于實驗項目多,所需實驗儀器設(shè)備、實驗材料的數(shù)量和種類很多,給實驗安全管理及實驗廢棄物的分類處理增加了難度。

(3) 實驗儀器設(shè)備使用頻率高。智能化全天候自主實驗平臺全天候?qū)W(xué)生開放，可以緩解實驗儀器設(shè)備臺套數(shù)不足的問題,但是要求實驗儀器設(shè)備在有學(xué)生需要使用的時候能保持良好的運行狀態(tài)。由于儀器設(shè)備的頻繁使用甚至超負荷運行,因而存在一定的安全隱患,需要更完善的管理和更專業(yè)的維護保養(yǎng)。

2 智能化全天候自主實驗平臺安全管理措施

在持續(xù)強化傳統(tǒng)實驗室安全環(huán)保基礎(chǔ)工作的基礎(chǔ)上,結(jié)合智能化全天候自主實驗平臺安全管理的特點,通過建立智能化綜合運行管理系統(tǒng)、安裝大型儀器設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)等措施,不斷加強實驗平臺人防、技防、物防的能力,為實驗平臺安全、環(huán)保、高效運行保駕護航。

2.1 強化實驗室安全環(huán)保管理基礎(chǔ)工作

智能化全天候自主實驗平臺是對傳統(tǒng)實驗室在功能和運行管理模式方面的內(nèi)涵延伸和功能擴展。傳統(tǒng)實驗室的安全環(huán)保政策體系和系列措施仍然是智能化全天候自主實驗平臺最基本、最有效的安全保障,包括：

(1) 實驗室安全知識教育與培訓(xùn)、理論與實操演練相結(jié)合的安全教育和宣傳；

(2) 健全完善并落實實驗室安全與環(huán)保各種管理制度；

(3) 加大實驗室安全基礎(chǔ)設(shè)施投入,按照標準建設(shè)實驗室基礎(chǔ)安防設(shè)施；

(4) 重視實驗室安全隱患排查與整改；

(5) 強化實驗危險品管理及實驗室危險廢棄物處理等。

2.2 搭建智能化實驗平臺綜合運行安全管理系統(tǒng)

2016年,四川大學(xué)提出以智能化作為實驗室開放運行的技術(shù)支撐。2018年,在廣泛調(diào)研和論證的基礎(chǔ)上,通過整合現(xiàn)有的實驗室綜合運行管理系統(tǒng)、實驗儀器設(shè)備管理系統(tǒng)、大型儀器設(shè)備開放共享管理平臺和實驗室安全環(huán)保信息管理平臺,再投入1 473萬元建設(shè)集實驗室設(shè)備管理、實驗室安全、實驗室預(yù)約、實驗方案設(shè)計與操作、遠程指導(dǎo)與互動、實驗過程記錄、實驗材料管理等功能于一體的智能化全天候自主實驗平臺綜合運行管理系統(tǒng)[9],借助信息化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進一步完善實驗室安全保障體系。

(1) 設(shè)置實驗室準入門檻和預(yù)約制度,增強學(xué)生安全意識和防范危險的能力。全校實驗室及儀器設(shè)備的使用狀態(tài)均在綜合運行管理系統(tǒng)上實時更新。學(xué)生根據(jù)系統(tǒng)發(fā)布的實驗資源情況,結(jié)合自己的實驗方案選擇實驗室,在完成該實驗室安全準入的相關(guān)課程的學(xué)習(xí)后,可通過實驗室安全考試系統(tǒng)進行在線練習(xí)、在線測試、模擬考試。所有前期準備都完成后登錄考試系統(tǒng),在規(guī)定的時間內(nèi)完成考試,取得實驗室準入資格,方可預(yù)約該實驗室。實驗安全準入的學(xué)習(xí)資源、題庫資源由實驗室統(tǒng)一管理發(fā)布。除通識類安全與環(huán)保知識內(nèi)容(例如防火防爆、電氣安全與防護、實驗室安全事故的緊急處理與救援、食品安全等)外,針對不同的實驗室還設(shè)有專業(yè)知識的學(xué)習(xí)與考核(例如輻射類實驗室的放射性安全與防護,化學(xué)類實驗室的危險化學(xué)品使用及管理等)。

(2) 嚴把實驗項目申請與審批關(guān),減少安全風(fēng)險。學(xué)生預(yù)約實驗室后,需在系統(tǒng)上提交實驗方案、所需儀器設(shè)備及實驗材料,由指導(dǎo)教師和實驗管理員進行審核。實驗方案的審核應(yīng)嚴格控制對人身存在危害、環(huán)境污染大、毒性大、三廢后處理困難的實驗項目；對于確實有必要的實驗項目,指導(dǎo)教師需根據(jù)實際情況給予改變工藝方法、流程或替換工藝介質(zhì)的建議。

(3) 充分利用實驗操作遠程指導(dǎo)與互動,糾正不規(guī)范操作。在實驗項目審核中,對于存在安全風(fēng)險或其他需要引起特別關(guān)注的操作環(huán)節(jié)或?qū)嶒烅椖?指導(dǎo)教師通過遠程指導(dǎo)、視頻監(jiān)控等方式對進行實驗的學(xué)生進行互動指導(dǎo)。學(xué)生在實驗過程中遇到問題時,能夠通過手機App的遠程指導(dǎo)功能聯(lián)系教師,推送實驗信息、操作狀態(tài)、關(guān)聯(lián)攝像頭數(shù)據(jù)等,消除不規(guī)范操作帶來的安全風(fēng)險。

(4) 拓展視頻監(jiān)控功能,以信用值督促學(xué)生規(guī)范操作。智能化全天候自主實驗平臺各間實驗室均設(shè)有視頻監(jiān)控,具有視頻關(guān)聯(lián)、預(yù)置點監(jiān)控、實驗巡視、遠程監(jiān)控、在線回放等功能。尤其是聚焦某些關(guān)鍵位置,支持授權(quán)管理員通過互聯(lián)網(wǎng)遠程(如異地、家中)察看實驗室實時動態(tài)。同時,在線回放功能支持回看實驗全過程視頻,如視頻記錄到試劑藥品未按規(guī)定存放或儀器設(shè)備未按規(guī)定復(fù)位等現(xiàn)象,即可利用在線回放確定違章操作者,管理員拍照上傳并在系統(tǒng)中保留記錄，扣減當(dāng)事學(xué)生的信用值,以此督促學(xué)生規(guī)范化操作。

經(jīng)過這樣的層層把關(guān)后,進入實驗室的學(xué)生具有較高的安全防范意識和能力,實驗過程中出現(xiàn)一些問題也能鎮(zhèn)定地處理好,有效減少或避免了實驗安全環(huán)保事故的發(fā)生。

2.3 安裝大型儀器設(shè)備電源控制系統(tǒng)

近年來,隨著對實驗室投入力度的加大,實驗條件得到極大改善,實驗室中大型、精密儀器設(shè)備顯著增加。四川大學(xué)從2018年起分批分期對全校大型儀器設(shè)備安裝電源控制系統(tǒng),實現(xiàn)對大型儀器設(shè)備的實時、遠程控制。大型儀器設(shè)備電源控制系統(tǒng)與校級智能化綜合運行管理系統(tǒng)對接,在學(xué)生完成預(yù)約并刷卡進入實驗室后儀器設(shè)備開始供電,完成實驗刷卡離開后儀器設(shè)備斷電。同時,設(shè)備管理員能通過手機客戶端接收關(guān)于設(shè)備運行的實時狀態(tài),如發(fā)現(xiàn)有異常情況可以遠程發(fā)送控制命令關(guān)閉設(shè)備電源,以此保證實驗儀器設(shè)備的安全。

3 結(jié)語

大學(xué)生“雙創(chuàng)”智能化自主實驗平臺全天候、全空間面向師生開放,激發(fā)了師生的創(chuàng)造創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識,最大限度地發(fā)揮了優(yōu)質(zhì)實驗資源在高校人才培養(yǎng)中的支撐作用[10]。但是,這種按需自主使用的運行模式給實驗平臺的安全管理帶來了更多的不確定因素。因此,除持續(xù)強化實驗室安全與環(huán)保防控保障體系,增強人防、物防、技防能力外,還需要從實驗平臺運行管理的各個環(huán)節(jié)層層把關(guān),采用信息化技術(shù)手段,創(chuàng)新安全管理模式[11-12],以確保平臺功能目標實現(xiàn),為學(xué)生提供安全、環(huán)保、智能化的實驗條件。