基于DHGF法的高校實(shí)驗(yàn)動物中心安全風(fēng)險(xiǎn)評價

馬 倩， 王朝霞

(上海交通大學(xué) 實(shí)驗(yàn)動物中心，上海 200240)

0 引 言

近年來，國內(nèi)外高校實(shí)驗(yàn)室安全事故時有發(fā)生，引起社會各界的高度關(guān)注[1]。動物實(shí)驗(yàn)是生、農(nóng)、醫(yī)、藥及交叉學(xué)科開展研究的必要方法，我國實(shí)驗(yàn)動物行業(yè)發(fā)展相對滯后，實(shí)驗(yàn)動物飼養(yǎng)和管理過程中存在許多安全風(fēng)險(xiǎn)，生物安全風(fēng)險(xiǎn)更是高于一般實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)動物源性的感染是危害實(shí)驗(yàn)人員以及公共安全的嚴(yán)重問題[2]。國內(nèi)各高校生、農(nóng)、醫(yī)、藥學(xué)科正在蓬勃發(fā)展，對實(shí)驗(yàn)動物的需求也日益擴(kuò)大，因此保障高校實(shí)驗(yàn)動物使用安全對于科研成果產(chǎn)出、師生身心健康、社會公共安全、集體財(cái)產(chǎn)安全等都至關(guān)重要[3-5]。

目前高校實(shí)驗(yàn)室的安全風(fēng)險(xiǎn)評估過程存在宏觀性、主觀性、針對性不強(qiáng)、局限于定性分析等不足之處，不能對其安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行具體、客觀、精確地評價[6]，且高校實(shí)驗(yàn)動物中心存在的安全風(fēng)險(xiǎn)有其獨(dú)特性，不僅包含一般實(shí)驗(yàn)室的安全風(fēng)險(xiǎn)，還具有一些實(shí)驗(yàn)動物源性的生物風(fēng)險(xiǎn)，高校安全檢查表內(nèi)容通常與實(shí)驗(yàn)動物使用匹配度不高，針對性不強(qiáng)。

DHGF集成法將比較常用的德爾菲法、層次分析法、灰色關(guān)聯(lián)分析法、模糊綜合評判法的優(yōu)點(diǎn)和適用性結(jié)合起來，是一種將實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)理論相結(jié)合、從定性到定量的科學(xué)評價方法，能增加評價的準(zhǔn)確性[7]。該方法廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、物流等各個行業(yè)的評價體系，高校工作者也逐漸將該法運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)室的安全管理評價[8-9]。

1 DHGF集成法簡介

1.1 確定評價指標(biāo)

收集資料制定評價指標(biāo)體系草案，通過德爾菲法[10]，進(jìn)行指標(biāo)體系的篩選。

(1) 向?qū)＜艺髟円庖姟２捎?級分等評分法，各個指標(biāo)由5個數(shù)字表示其重要程度，“9”表示絕對重要，“7”表示很重要，“5”表示比較重要，“3”表示一般重要，“1”表示不重要。問卷中給出具體的指標(biāo)及評價要點(diǎn)，通過問卷向?qū)＜易稍儯M(jìn)而對指標(biāo)體系進(jìn)行修訂。

(2) 指標(biāo)重要值計(jì)算。公式如下：

(1)

式中：y為指標(biāo)重要值;ci為評分等級賦值;ai為等i級評分等級人數(shù);N為專家數(shù)量。

(3) 指標(biāo)篩選。當(dāng)參與評價的專家都認(rèn)為該指標(biāo)“很重要”時，對應(yīng)的重要值為7，此時認(rèn)為該指標(biāo)入選指標(biāo)體系，低于7的則不進(jìn)入指標(biāo)體系。

(4) 確定評價指標(biāo)體系。確定安全風(fēng)險(xiǎn)評價指標(biāo)體系集D(n代表指標(biāo)個數(shù))：

D={D1,D2,…,Dn}

(2)

1.2 確定指標(biāo)權(quán)重

綜合專家對各指標(biāo)的重要程度的判斷，采用層次分析法[11]，得出判斷矩陣，求出指標(biāo)權(quán)重集W，進(jìn)行歸一化處理，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)權(quán)重分配是否合理：

W={W1,W2,…,Wn}

(3)

1.3 灰色理論求灰色權(quán)值

(1) 確定評價等級。對評價對象的評價結(jié)果進(jìn)行等級劃分，Vp(p=1,2,…,k)表示第p個評價等級的標(biāo)準(zhǔn)值，該標(biāo)準(zhǔn)值越高，表示安全性約高，反之危險(xiǎn)性越高。建立評價等級：

V={V1,V2,…,Vk}

(4)

式中，k表示等級的數(shù)量。

(2) 確定評價樣本量矩陣。評價者根據(jù)評價指標(biāo)體系，綜合被評價對象的實(shí)際情況，對各指標(biāo)給出評價數(shù)據(jù)，構(gòu)成樣本量矩陣。假設(shè)有m位評價者參與評價，評價指標(biāo)有n個，若第i(i=1,2,…,m)位評價者對第l(l=1,2,…,n)個指標(biāo)的評價樣本為dil，所有的評價數(shù)據(jù)構(gòu)成樣本量矩陣D：

(5)

(3) 確定評價灰類及權(quán)矩陣。基于灰色關(guān)聯(lián)分析[12]，確定評估灰類，包括評價灰類的等級數(shù)、灰數(shù)及白化權(quán)函數(shù)。灰類根據(jù)評價等級，通過定性分析確定。常見的白化權(quán)函數(shù)有下述3種：

上限測度函數(shù)。灰數(shù)?∈[d1,∞)，白化權(quán)函數(shù)如下：

(6)

中間測度函數(shù)。灰數(shù)?∈[0,d1,2d1]，白化權(quán)函數(shù)如下：

(7)

下限測度函數(shù)。灰數(shù)?∈[0,d1,d2]，白化權(quán)函數(shù)如下：

(8)

式中，d1、d2為閾值，即白化權(quán)函數(shù)的拐點(diǎn)值。

(4) 確定灰色統(tǒng)計(jì)數(shù)。根據(jù)白化權(quán)函數(shù)求得對應(yīng)于第p個評價標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)fp(dil)，然后計(jì)算出灰色統(tǒng)計(jì)數(shù)nlp及總灰色統(tǒng)計(jì)數(shù)nl：

(9)

(10)

(5) 構(gòu)造灰色評價權(quán)值及權(quán)矩陣。匯總m個評價數(shù)據(jù)對于第l(l=1,2,…,n)個評價指標(biāo)歸屬于第p(p=1,2,…,k)個評價標(biāo)準(zhǔn)的灰色權(quán)值rlp，構(gòu)造矩陣R：

(11)

(12)

1.4 模糊綜合評判

根據(jù)評價指標(biāo)矩陣和灰色權(quán)矩陣可得模糊綜合評判矩陣B，公式如下：

B=W×R=

(13)

綜合評價指標(biāo)的等級矩陣V，根據(jù)最大隸屬原則，得出綜合評價結(jié)果Z，公式如下：

Z=B×VT

(14)

2 實(shí)驗(yàn)動物中心安全風(fēng)險(xiǎn)評價指標(biāo)體系構(gòu)建

2.1 構(gòu)建原則[13]

(1) 規(guī)范性原則。選取指標(biāo)應(yīng)符合國內(nèi)外行業(yè)規(guī)范，為進(jìn)一步應(yīng)用提供可能。

(2) 科學(xué)性原則。本著合理、客觀的角度，科學(xué)選取能真實(shí)反映評價對象潛在安全風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)內(nèi)容。

(3) 系統(tǒng)性原則。通過設(shè)置合理的結(jié)構(gòu)和數(shù)量關(guān)系，涵蓋最為重要若干方面，詳細(xì)、全面反映整體特征。

(4) 可操作性原則。簡繁適中，評價簡單可行。直觀、清晰，保證評價過程順利進(jìn)行。

(5) 客觀可比性原則。具備普遍適用性和橫向可比性，應(yīng)選取大多數(shù)評價對象存在的指標(biāo)體系。

2.2 指標(biāo)體系初步構(gòu)建

實(shí)驗(yàn)動物中心安全管理工作涉及面廣，內(nèi)容繁多，參照構(gòu)建原則，收集文獻(xiàn)資料、行業(yè)規(guī)范，結(jié)合國內(nèi)實(shí)驗(yàn)動物設(shè)施現(xiàn)狀及實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)[14-17]，歸納形成《實(shí)驗(yàn)動物中心安全風(fēng)險(xiǎn)評價指標(biāo)體系(草案)》，其中1級指標(biāo)5個，2級指標(biāo)18個，3級指標(biāo)50個。

2.3 指標(biāo)體系修訂

通過問卷形式征詢專家意見，根據(jù)式(1)求各指標(biāo)重要值，重要值≥7，該指標(biāo)入選指標(biāo)體系，<7的則不進(jìn)入指標(biāo)體系。修訂后形成指標(biāo)體系(見表1)：

參照表1，確定高校實(shí)驗(yàn)動物中心評價指標(biāo)體系集含元素50個：

D={D1,D2,…,D50}

3 DHGF法在高校實(shí)驗(yàn)動物中心安全風(fēng)險(xiǎn)評價體系中應(yīng)用

應(yīng)用上述算法對實(shí)驗(yàn)動物中心安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行系統(tǒng)評價，分析評價對象所面臨的風(fēng)險(xiǎn)狀況，并檢驗(yàn)評價模型的應(yīng)用能力。

3.1 層次分析法計(jì)算指標(biāo)權(quán)重

(1) 指標(biāo)體系分為3級。按照綜合專家意見，對各級指標(biāo)中的各指標(biāo)的重要程度，構(gòu)建判斷矩陣，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果均符合一致性要求，計(jì)算得到總權(quán)重集：

表1 高校實(shí)驗(yàn)動物中心安全風(fēng)險(xiǎn)評價指標(biāo)體系(修訂)

硬件設(shè)施及設(shè)備管理A5屏障設(shè)施B17結(jié)構(gòu)布局、建筑材料C45HVAC系統(tǒng)C46應(yīng)急動力與照明系統(tǒng)C47實(shí)驗(yàn)動物飼養(yǎng)設(shè)施設(shè)備B18IVC、隔離包等動物飼養(yǎng)設(shè)備的使用C48高壓滅菌器等壓力容器的使用C49換籠站、墊料傾倒臺、生物安全柜等防護(hù)性設(shè)備C50

W={W1,W2,…,W50}={0.074 0，0.024 7，0.024 7，0.004 3，0.001 8，0.010 5，0.020 9，0.008 6，0.003 5，0.016 6，0.006 8，0.040 4，0.003 7，0.001 2，0.003 7，0.003 0，0.001 0，0.001 0，0.022 3，0.007 4，0.005 2，0.005 2，0.001 7，0.010 9，0.010 9，0.003 6，0.013 9，0.005 7，0.033 9，0.019 9，0.059 8，0.059 8，0.014 8，0.036 3，0.088 3，0.034 9，0.104 6，0.005 3，0.015 8，0.005 3，0.015 8，0.040 0，0.006 7，0.016 5，0.011 3，0.033 8，0.033 8，0.006 9，0.016 7，0.002 8}

(2) 各級指標(biāo)權(quán)重分析。對各級指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行分析(見表2)，1級指標(biāo)中“實(shí)驗(yàn)動物微生物控制及感染性物質(zhì)管理”所占權(quán)重最高，說明在實(shí)驗(yàn)動物中心的安全管理過程中，要尤其重視此項(xiàng)工作內(nèi)容，防控生物安全風(fēng)險(xiǎn)。“菌毒種的安全操作”“疑似感染性動物及廢棄物處理”“各工作區(qū)域操作程序”“滅菌設(shè)備的使用”“滅菌效果驗(yàn)證及評價”“安全檢查整改與落實(shí)”“試劑柜或?qū)Ｓ脗}庫”“生物醫(yī)療垃圾、銳器盒處理”這8個指標(biāo)的權(quán)重就占到了52%(按權(quán)重大小順序排列)，其中5項(xiàng)為“實(shí)驗(yàn)動物微生物控制及感染性物質(zhì)管理”下級指標(biāo)，2項(xiàng)為“安全規(guī)章制度”下級指標(biāo)(見表1)，充分說明這兩項(xiàng)工作的重要性。

表2 3級指標(biāo)綜合權(quán)重系數(shù)排序

3.2 對我校實(shí)驗(yàn)動物中心安全管理進(jìn)行評價

(1) 確定評價等級。將對實(shí)驗(yàn)動物中心安全管理工作的評價結(jié)果等級劃分為：優(yōu)秀、良好、一般、差。評價等級越高，表示風(fēng)險(xiǎn)越低。建立評價等級：

V={9，7，5，3}

(2) 確定評價樣本量矩陣。邀請4位專家對50個指標(biāo)進(jìn)行評價打分，構(gòu)成樣本量矩陣D：

(3) 確定評價灰類及權(quán)矩陣。根據(jù)式(9)、(10)求出灰色統(tǒng)計(jì)數(shù)nlp及總灰色統(tǒng)計(jì)數(shù)nl，對應(yīng)于第1個灰類的統(tǒng)計(jì)數(shù)為：

n11=f1(9)+f1(8)+f1(10)+f1(9)=3.89，同理求得，n12=2.86,n13=0.8,n14=0。

對于指標(biāo)D1的總灰色統(tǒng)計(jì)數(shù)為：

n1=n11+n12+n13+n14=7.55

(4) 構(gòu)造灰色評價權(quán)矩陣。根據(jù)式(11)求解灰色權(quán)值，r11=n11/n1=0.515 4，r13=0.378 6,r13=0.106 0,r14=0,同理逐一計(jì)算，可構(gòu)造權(quán)矩陣R(略)。

(5) 根據(jù)評價指標(biāo)矩陣和灰色權(quán)矩陣進(jìn)行模糊綜合評價。由式(13)得出綜合評價矩陣B：

B=W×R=[0.519 9 0.376 0 0.104 1 0]

由式(14)得出綜合評價結(jié)果如下：

Z=B×VT=7.831 7≥7

評價結(jié)果7.831 7，介于7～9之間，上海交通大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心安全風(fēng)險(xiǎn)狀況判定為良好。

4 結(jié) 語

結(jié)合高校實(shí)驗(yàn)動物中心實(shí)際存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，參考相關(guān)條例及行業(yè)法規(guī)，通過專家調(diào)研，建立了高校實(shí)驗(yàn)動物中心安全風(fēng)險(xiǎn)評價模型，將DHGF法運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)動物中心的安全風(fēng)險(xiǎn)評價中，建立了評價指標(biāo)體系，在參考專家意見的基礎(chǔ)上，把定性評價轉(zhuǎn)變?yōu)槎吭u價，增加了評價的準(zhǔn)確性、客觀性。

實(shí)驗(yàn)動物中心安全管理工作雖然事項(xiàng)繁多，但通過對3級指標(biāo)綜合權(quán)重系數(shù)的分析，可以判斷出各項(xiàng)工作的重要性，按照指標(biāo)的重要性排序的先后順序來進(jìn)行安全工作，能更好的分清主次，抓住關(guān)鍵問題和工作重點(diǎn)，同時對資源進(jìn)行合理分配。

以實(shí)驗(yàn)動物中心作為實(shí)例，運(yùn)用該方法對其安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價，結(jié)果表明評價對象安全風(fēng)險(xiǎn)評價結(jié)果在7～9之間，安全管理情況良好，與實(shí)際情況相符，說明基于DHGF法構(gòu)建高校實(shí)驗(yàn)動物中心安全風(fēng)險(xiǎn)評價體系是可行的。該評價體系可以為實(shí)驗(yàn)動物中心安全風(fēng)險(xiǎn)防控工作提供參考，也可以作為其他單位實(shí)驗(yàn)動物設(shè)施安全評價的參考案例，同時該方法可以廣泛應(yīng)用到其他行業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)評估工作中。