基于模糊綜合評(píng)價(jià)的高校實(shí)驗(yàn)室安全狀態(tài)研究

敬小非 王文和 段玉龍 邱浩 張銳 劉上

摘 ?要：根據(jù)目前我國高校實(shí)驗(yàn)室安全隱患增多的現(xiàn)狀，針對(duì)不同的高校實(shí)驗(yàn)室類型，借鑒各學(xué)者關(guān)于高校實(shí)驗(yàn)室安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的研究成果，建立了適用于目前高校實(shí)驗(yàn)室的安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。通過構(gòu)建基于層次分析法的高校實(shí)驗(yàn)室安全模糊綜合評(píng)價(jià)模型，對(duì)重慶科技學(xué)院安全工程實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行安全評(píng)價(jià)，驗(yàn)證該模糊綜合評(píng)價(jià)模型的科學(xué)性，并獲得客觀的評(píng)價(jià)結(jié)果。

關(guān)鍵詞：高校實(shí)驗(yàn)室;安全評(píng)價(jià);層次分析法;模糊綜合評(píng)價(jià)模型

中圖分類號(hào)：G640 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2019）13-0070-03

Abstract： According to the current situation of increasing potential safety hazards in laboratories of colleges and universities in China， according to different types of laboratories in colleges and universities， and drawing on the research results of various scholars on the safety evaluation index system of laboratories in colleges and universities， a safety evaluation index system suitable for laboratories in colleges and universities is established. By constructing a fuzzy comprehensive evaluation model of laboratory safety in colleges and universities based on analytic hierarchy process， Chongqing Science and Technology is studied. The safety evaluation was carried out in the Safety Engineering Laboratory of the Academy of Sciences to verify the scientificity of the fuzzy comprehensive evaluation model and obtain objective evaluation results.

Keywords： university laboratory; safety evaluation; analytic hierarchy process; fuzzy comprehensive evaluation model

引言

眾所周知，實(shí)驗(yàn)室是科學(xué)的搖籃，是科學(xué)研究的基地，也是科技發(fā)展的源泉。近年來實(shí)驗(yàn)室安全事故頻發(fā)，2018年12月26日，北京交通大學(xué)市政環(huán)境工程系學(xué)生在學(xué)校東校區(qū)2號(hào)樓環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行垃圾滲濾液污水處理科研實(shí)驗(yàn)期間，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場發(fā)生爆炸，事故造成3名參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生死亡。實(shí)驗(yàn)室事故原因錯(cuò)綜復(fù)雜，造成的人員財(cái)產(chǎn)損失也愈演愈烈，這歸因于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)備多樣化，環(huán)境復(fù)雜化。為盡量減少實(shí)驗(yàn)室事故的發(fā)生，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室安全管理和構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室安全評(píng)價(jià)模型對(duì)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境安全進(jìn)行及時(shí)評(píng)價(jià)，對(duì)于降低學(xué)校實(shí)驗(yàn)室財(cái)產(chǎn)損失和減少人員傷亡具有重要的意義。

一、實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

評(píng)價(jià)指標(biāo)的篩選是模糊綜合評(píng)價(jià)內(nèi)容的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，對(duì)于評(píng)價(jià)的結(jié)果及其精度具有很大的影響。實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)又包含很多子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)包含很多因素[1]，而且同一層因素之間相互影響，因此高校實(shí)驗(yàn)室環(huán)境安全歸屬于多因素多層次問題。本文構(gòu)建高校實(shí)驗(yàn)室的安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的因素，按照實(shí)際性原則，將從大量高校實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境實(shí)際存在的因素以及眾多高校實(shí)驗(yàn)室環(huán)境影響指標(biāo)體系中篩選而出。影響實(shí)驗(yàn)室環(huán)境安全的安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系因素是由其中以馮建躍教授[2]關(guān)于“高校實(shí)驗(yàn)室安全檢查指標(biāo)體系的研究”的文章為主題建立高校實(shí)驗(yàn)室的安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立將遵循科學(xué)性、全面性，可行性原則。該體系包括九個(gè)一級(jí)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)，其中九個(gè)一級(jí)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)又分成24個(gè)二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)，如圖1所示。

二、實(shí)驗(yàn)室安全評(píng)價(jià)模型的建立

（一）評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算

建立模糊綜合評(píng)價(jià)模型主要分為五個(gè)步驟分別是評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立、各個(gè)評(píng)價(jià)因素的權(quán)重獲取、評(píng)價(jià)集合的建立、模糊算子的選擇、綜合隸屬度的計(jì)算和綜合得分[3]。首先是安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立;其次是評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定，安全評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定的方法很多，例如德爾菲法（專家打分法）[4]（此類方法主觀性比較大）、定性和定量相結(jié)合的層次分析法等。鑒于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境安全問題具有多因素多層次的性質(zhì)，本文將采用專家打分法對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重計(jì)算。

（二）評(píng)價(jià)集合的建立

1. 評(píng)價(jià)集合是評(píng)價(jià)主體通過對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象作出評(píng)價(jià)結(jié)果的集合，評(píng)價(jià)對(duì)象即n種被評(píng)價(jià)對(duì)象所組成的集合稱之為目標(biāo)集合S=（s1，s2，s3，…sn）。

2. 各個(gè)評(píng)價(jià)因素所組成的集合稱為因素集合U=（u1，u2，u3，…un）。

3. 對(duì)于事物評(píng)價(jià)的優(yōu)勝劣汰，我們通常用等級(jí)來表達(dá)，這些等級(jí)組成的集合稱為評(píng)語集合V=（v1，v2，v3，…vm）。

4. 確定評(píng)價(jià)權(quán)重W=（？覣1，？覣2，？覣3，…？覣n），各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重已由層次分析法計(jì)算得出。

5. 評(píng)價(jià)矩陣R其中rij是指多個(gè)評(píng)價(jià)主體對(duì)某個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象在第i個(gè)評(píng)價(jià)因素做出第j等級(jí)的評(píng)定，評(píng)價(jià)指標(biāo)i=1，2…n;評(píng)價(jià)等級(jí)j=1，2…m;評(píng)價(jià)矩陣為：

R=r11 r12 … r1mr21 r22 … r2m ? rn1 rn2 rn3 rnm，（0≤rij≤1） （1）

6. 計(jì)算模糊評(píng)價(jià)結(jié)果得出綜合隸度向量。

？滋=W·R（2）

（三）隸屬度的計(jì)算

計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)的隸屬度，本文將采用等比重法確定單因素隸屬度，直接由專家對(duì)被評(píng)價(jià)因素進(jìn)行評(píng)價(jià)打分，并將隸屬于五個(gè)等級(jí)的人數(shù)的頻率作為該因素的隸屬度。

（四）模糊算子的選擇

在模糊數(shù)學(xué)中對(duì)于模糊合成計(jì)算有無窮多種，但是對(duì)于高校實(shí)驗(yàn)室安全評(píng)價(jià)來言，由于影響高校實(shí)驗(yàn)室的因素眾多需要充分考慮各種因素的影響，更加全面的反應(yīng)各單因素評(píng)價(jià)的信息，所以選擇加權(quán)平均型算子進(jìn)行計(jì)算。

（五）綜合隸屬度向量和綜合得分

通過計(jì)算評(píng)價(jià)矩陣，得綜合隸屬度向量，綜合隸屬度向量可以直觀反映出實(shí)驗(yàn)室處于哪個(gè)等級(jí)，但因評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重大同小異，如果同時(shí)對(duì)多個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行評(píng)價(jià)就可能出現(xiàn)多個(gè)實(shí)驗(yàn)室處于同一等級(jí)，為了對(duì)比區(qū)分處于同一等級(jí)實(shí)驗(yàn)室安全環(huán)境，對(duì)每個(gè)等級(jí)賦值不同的分?jǐn)?shù)，通過計(jì)算得到實(shí)驗(yàn)室的綜合得分，這樣既有利于直觀的看出實(shí)驗(yàn)室環(huán)境所屬的等級(jí)，又可以對(duì)比處于同一等級(jí)實(shí)驗(yàn)室安全環(huán)境質(zhì)量差別[5]。

三、實(shí)例應(yīng)用

重慶科技學(xué)院安全工程實(shí)驗(yàn)中心是重慶市安全工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)基地的重要實(shí)踐平臺(tái)，同時(shí)也是重慶市安全生產(chǎn)科技支撐體系的重要科技研發(fā)、安全監(jiān)測社會(huì)服務(wù)平臺(tái)。目前實(shí)驗(yàn)室已建成安全工程、消防工程兩個(gè)專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室及安全人機(jī)工程、危險(xiǎn)化學(xué)品、防火防爆、特種設(shè)備安全、應(yīng)急救援、非礦山安全、職業(yè)危害檢測與鑒定等專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。安全工程實(shí)驗(yàn)中心承擔(dān)本科、研究生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)、實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)方面發(fā)揮著重要的平臺(tái)支撐作用。實(shí)驗(yàn)中心在響應(yīng)學(xué)院“十二五”發(fā)展規(guī)劃承擔(dān)人才培養(yǎng)、社會(huì)服務(wù)的同時(shí)，保證實(shí)驗(yàn)室的安全運(yùn)行更是重中之重[6]。以重慶科技學(xué)院安全工程實(shí)驗(yàn)室為例，將評(píng)價(jià)指標(biāo)分為四個(gè)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)V=（V1，V2，V3，V4），即V=（A，B，C，D），其中A、B、C、D分別代表優(yōu)秀、良好、一般、差，對(duì)重慶科技學(xué)院實(shí)驗(yàn)室環(huán)境安全進(jìn)行評(píng)分，其中優(yōu)100分、較好85分、一般70分、差55分。最后通過計(jì)算安全學(xué)院實(shí)驗(yàn)室的安全系數(shù)所處的等級(jí)。隸屬度由在安全管理體系和安全科學(xué)工程類比較權(quán)威的專家評(píng)分獲得，如表1所示。

根據(jù)公式（2）計(jì)算得一級(jí)指標(biāo)隸屬度：

S1=[0.64850 0.27550 0.07400 0.00000]

經(jīng)過計(jì)算得綜合評(píng)分為93.45，由模糊數(shù)學(xué)最大隸屬度原則可知該學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境為優(yōu)秀，根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的補(bǔ)充原則，當(dāng)綜合隸屬度大于0.5需向后調(diào)一個(gè)等級(jí)所以該學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境為良好。

四、結(jié)束語

本研究通過構(gòu)建基于層次分析法的模糊綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)實(shí)驗(yàn)室安全環(huán)境進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，得出該實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境屬于良好狀態(tài)。評(píng)價(jià)結(jié)果客觀、可靠、而且該方法簡便可操作性較強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境因素比較復(fù)雜，如何科學(xué)客觀的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境一直是實(shí)驗(yàn)室安全評(píng)價(jià)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，通過運(yùn)用這種方法評(píng)價(jià)重慶科技學(xué)院實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，為重慶科技學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室管理提供更加科學(xué)的依據(jù)，并有助于重慶科技學(xué)院完善實(shí)驗(yàn)室管理體系。

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