大學(xué)實驗室的節(jié)水減耗是高校管理的重要環(huán)節(jié)

吳俊

摘 要 我國理工類大學(xué)實驗室長期執(zhí)行水電的松散管理，以至于實驗室用水耗電缺乏基準(zhǔn)管理數(shù)據(jù)。有必要實現(xiàn)晝夜遠(yuǎn)程自動監(jiān)控用水耗電狀況，并采用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)掌握各個實驗室的信息。這種先進(jìn)技術(shù)的提升應(yīng)用，有利大學(xué)教育教學(xué)及科學(xué)研究。

關(guān)鍵詞 實驗室；物聯(lián)網(wǎng)；校務(wù)管理

中圖分類號：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）20-0152-02

1 前言

理工類大學(xué)的實驗室較多，各類專業(yè)大部分以樓為單元，進(jìn)行水電的松散性管理，沒有細(xì)化計量。以蘇州科技大學(xué)為例，校內(nèi)環(huán)境學(xué)院和化工學(xué)院備有兩幢相鄰的實驗大樓，實驗室數(shù)量多達(dá)100多個（包括每個樓層的廁所）。水電的管理長期處于粗放狀態(tài)，每個房間的自來水使用和電能消耗都是開放型的。因此，自來水滴跑漏的浪費(fèi)普遍存在，學(xué)生實驗隨意浪費(fèi)現(xiàn)象時有發(fā)生。據(jù)不完全統(tǒng)計，水浪費(fèi)約占全月20%以上。另外，大學(xué)實驗室電能的浪費(fèi)也是驚人的，經(jīng)常出現(xiàn)忘關(guān)設(shè)備及忘關(guān)電燈等事情。總而言之，學(xué)校存在不正常的耗水耗電狀況，缺乏有力的技術(shù)制約和管理監(jiān)督。

目前，社會供應(yīng)的水電價格高漲，學(xué)校的水電費(fèi)用也占據(jù)了教育成本相當(dāng)?shù)谋壤虼耍沤^水電浪費(fèi)也應(yīng)是教育改革的重要內(nèi)容。首先，要在觀念上對學(xué)生及教師實施厲行節(jié)約的教育；其次，需要跟上時代步伐，進(jìn)行必要的技術(shù)升級和技術(shù)改造。筆者認(rèn)為，目前花費(fèi)較少的資金投入，實現(xiàn)水電的自動監(jiān)測與管理，達(dá)到智慧型的實驗室監(jiān)管是很有必要的。物聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)今先進(jìn)的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它的全面?zhèn)鞲泻涂煽總鬏數(shù)奶攸c，完全可以移植應(yīng)用到實驗室的水電數(shù)字化管理中來，這也是大學(xué)教育改革務(wù)實的先進(jìn)方向，體現(xiàn)校務(wù)管理的正能量。

2 實驗室水電的全面?zhèn)鞲袘?yīng)用

實驗室實現(xiàn)節(jié)水耗能智能性管理，應(yīng)該首先采用傳感器技術(shù)，在每個水龍頭及耗電房間加裝監(jiān)控傳感頭。管道自來水的翼輪式微型傳感單元（以磁電霍爾元件的脈沖信號輸出）目前市場價格相當(dāng)?shù)土?5元/個），質(zhì)量穩(wěn)定可靠，已開始應(yīng)用在一些工業(yè)現(xiàn)場。因此，學(xué)校實驗室的每個水龍頭的管道上配接這樣的傳感器是相當(dāng)合適的。讓它隨時靈敏地監(jiān)測實驗室用水情況，并在夜晚無人值守情況下預(yù)警水的泄漏，可隨時將數(shù)字信號傳輸?shù)竭h(yuǎn)程服務(wù)器。經(jīng)過多次試驗，證明效果較好。

同理，實驗室中耗電量的瞬時及累積計測，也可以采用智能電量表，實現(xiàn)電能消耗的記錄。這種智能電量儀表目前也很普及（100元/個），儀表的通信串口能自動完成數(shù)字電量的信號輸出，并能將電能數(shù)據(jù)實現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸。

總之，將每個實驗室的耗水耗電數(shù)據(jù)挖掘出來，才能實現(xiàn)耗水耗電的細(xì)化管理。

3 大樓樓層單元的自動監(jiān)測

據(jù)粗略統(tǒng)計，蘇州科技大學(xué)實驗大樓每個樓層單元設(shè)有20多個實驗室（包括廁所），作為樓層體系單元，可以實施統(tǒng)一的智能化自動監(jiān)測管理，策劃采用國產(chǎn)PLC模塊裝置（可編程控制器），進(jìn)行傳感器的信號接入。對于各個實驗室水龍頭的傳感信號數(shù)據(jù)，可以用有線布局接入到PLC的各個輸入口，每個樓層可采用一套PLC裝置進(jìn)行智能化管理，PLC能依據(jù)設(shè)定程序自動晝夜運(yùn)行，以編號方式采集到各節(jié)點自來水流量的信息數(shù)據(jù)，并能將這些數(shù)據(jù)處理后存儲起來，可以每日定時將數(shù)據(jù)通過GPRS短信的方式，自動迅速傳輸?shù)竭h(yuǎn)端服務(wù)器。

4 監(jiān)控發(fā)現(xiàn)異變的水龍頭數(shù)據(jù)

傳感器的安裝可以挖掘耗費(fèi)水電的數(shù)據(jù)，進(jìn)行科學(xué)管理。另一方面，可避免突發(fā)事故，應(yīng)急災(zāi)難。某實驗室一旦出現(xiàn)滴跑漏的水浪費(fèi)現(xiàn)象，水龍頭流量數(shù)據(jù)會發(fā)生異變。如夜晚或中午期間，傳感的水流仍然在活動，流量依然在遞增，突發(fā)出現(xiàn)不正常現(xiàn)象，遠(yuǎn)程計算機(jī)會及時捕捉到這些不正常的數(shù)據(jù)信息，及時預(yù)警跟蹤，對實驗室提出質(zhì)疑和重點檢查，有利于積極開展教學(xué)設(shè)備安全維護(hù)工作。當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重的自來水災(zāi)難事故，傳感器數(shù)據(jù)特別異常，已經(jīng)超越預(yù)設(shè)紅線，PLC自動控制器自動關(guān)閉實驗室的電磁水閥，及時切斷供水，達(dá)到智能控制安全維護(hù)的目的。

5 實驗室的細(xì)化記錄和大數(shù)據(jù)分析

遠(yuǎn)程服務(wù)器每日不斷收到各個編號的實驗室耗水用電的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行快速數(shù)據(jù)分析。計算機(jī)采用大數(shù)據(jù)的聚類分析方法，在空間上找出與其他實驗室不同的異常現(xiàn)象，在時間上查出數(shù)據(jù)異變的耗水用電問題。這種智慧的細(xì)化計量管理，找到了科學(xué)水電管理的考量標(biāo)準(zhǔn)，也為我國教育改革及進(jìn)一步的開放實驗室打下基礎(chǔ)。

6 智慧實驗室管理的投入產(chǎn)出分析

目前，學(xué)校沒有制定措施對基層專業(yè)（院、系）的水電額度進(jìn)行限制，也沒有頒布各種獎懲規(guī)定，導(dǎo)致某些基層領(lǐng)導(dǎo)不把水電浪費(fèi)當(dāng)回事，并且普遍存在一些錯誤觀念，如：“浪費(fèi)一點兒有何關(guān)系？”假如從大學(xué)管理的投入產(chǎn)出分析，水電問題也是大學(xué)實驗室不可避免的重要基礎(chǔ)問題，只有智慧型地管好它，才能搞好高校教育、大學(xué)科研及開放實驗室的改革。

智慧管理的經(jīng)濟(jì)核算 仔細(xì)分析實驗大樓數(shù)十個實驗房間（包括廁所）的水電物聯(lián)網(wǎng)管理，其軟硬件的資金投放不是很大，只需花費(fèi)幾萬元經(jīng)費(fèi)即能有效改造整座大樓工程，這些經(jīng)費(fèi)比一年的水電浪費(fèi)資金少很多。但是很多基層領(lǐng)導(dǎo)不會經(jīng)濟(jì)核算，不關(guān)心這種精細(xì)的技術(shù)改造，平時反而熱衷于將財力放在大樓的裝潢上。這種經(jīng)濟(jì)的不對稱投入現(xiàn)象不應(yīng)再出現(xiàn)。

智慧管理激發(fā)師生厲行節(jié)約觀念 今后實現(xiàn)每個實驗室節(jié)水減耗的定量管理，一定會促進(jìn)師生在各個環(huán)節(jié)的節(jié)約工作，一定會更加關(guān)注設(shè)備的使用及維護(hù)，一定會避免突發(fā)事故的發(fā)生。師生細(xì)心關(guān)注水電耗用記錄及獎懲的激勵制度，當(dāng)然也就促進(jìn)了實驗室節(jié)水減耗發(fā)展。從學(xué)校方面來說，各個大樓的水電數(shù)據(jù)匯總，可以從物聯(lián)網(wǎng)的統(tǒng)籌信息高度進(jìn)行大數(shù)據(jù)聚類分析，實施全局性學(xué)校水務(wù)平衡及能耗規(guī)劃。

智能管理促進(jìn)實驗設(shè)備的改進(jìn) 實驗室水務(wù)及能耗進(jìn)行定量有效管理，可以提高師生杜絕浪費(fèi)的觀念，促進(jìn)大家對耗水費(fèi)電的實驗設(shè)備進(jìn)行有效改進(jìn)。如蘇州科技大學(xué)環(huán)保實驗大樓，普遍進(jìn)行水污染參數(shù)COD的測定實驗，實驗中的回流加熱要采用自來水連續(xù)幾小時的冷卻，為此將白白流走許多自來水，而且學(xué)生人手一套實驗裝置，浪費(fèi)相當(dāng)驚人。

學(xué)校教師發(fā)明創(chuàng)造一種COD實驗裝置，采用先進(jìn)的風(fēng)冷技術(shù)取代自來水冷卻，并能達(dá)到很好的實驗效果。但這種教育發(fā)明措施長期閑置、不被重視，被人們認(rèn)為是可用可不用的多余改造。這種情況確實耐人尋味，大學(xué)節(jié)水節(jié)電改造措施真的難以推廣嗎？所以，一旦學(xué)校環(huán)保樓今后實施物聯(lián)網(wǎng)智慧管理和嚴(yán)厲的獎懲制度，這種浪費(fèi)水的現(xiàn)象勢必會被制止。

7 結(jié)束語

大學(xué)實驗室面向教育教學(xué)、科學(xué)研究和實驗開放，它的建設(shè)任務(wù)極其繁重。智慧型的水電管理是基礎(chǔ)性數(shù)字化的定量工作，當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（全面?zhèn)鞲小⒕W(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)應(yīng)用）的應(yīng)用能夠改換其面貌，改進(jìn)其工作。對此進(jìn)一步呼吁，實驗室的水電管理技術(shù)改進(jìn)應(yīng)該納入大學(xué)管理的重要內(nèi)容，大學(xué)實驗室無人關(guān)注的水電浪費(fèi)應(yīng)該迅速制止，科學(xué)的節(jié)水減耗措施應(yīng)當(dāng)積極實施。

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