應用層次分析法構建高校實驗室安全管理評估指標體系研究

林其彪 胡聯升 巫升斌

(福州大學至誠學院，福建 福州 350002)

近幾年，高校實驗室安全事故時有發生，造成人員受傷、死亡事故不等，每次事故發生都引起社會高度關注，如2018年，北京交通大學發生環境工程實驗室爆炸事故，導致3名學生死亡，2015年，清華大學化學系實驗室發生火災爆炸事故，導致1名博士后死亡。由于高校實驗室設備設施專業化程度高，實驗人員和管理人員的技術水平、能力參差不齊，給危險源識別和安全隱患排查管理帶來難度[1-2]。因此，構建一套科學、全面的評價指標體系，對于客觀評價高校實驗室安全管理績效具有重要的現實意義。

1 評價指標體系構建

1.1 指標體系構建原則

本文將高校實驗室管理作為一個整體，將屬性內容細分為兩個層次，并通過專家修正，以確保指標覆蓋評價對象的基本屬性內容。為提升高校實驗室安全管理評價的有效性和可靠性，在構建指標體系過程中遵循以下原則[3]：①科學性原則，主要是指避免主觀選用指標，確保指標的可靠性和合理性，同時形成的指標體系具有較好的完整性和代表性；②系統性原則，以研究對象的范圍、屬性和內涵作為界定的依據，將研究對象作為一個系統進行分析，得到一個具有確定屬性的邏輯結構；③啟發性原則，通過系統分析，充分識別研究對象的內容，提醒使用者注意不足，并限制錯誤行為。

1.2 指標體系框架

根據高校實驗室的管理特點，結合高校實驗室現狀，將高校實驗室以項目屬性展開管理，將其分為安全控制、費用控制、進度控制和質量控制等4個模塊[4-5]。其中安全控制是對實驗室危險源、安全隱患采取安全、應急措施，包括高校實驗室的危險源識別、量化，人員安全教育與培訓，安全管理制度建設以及應急管理等內容；費用控制是從費用支出控制角度，對實驗室資源配置開展安全合理評估，包括高校實驗室財政預算制度，課題、采購、驗收費用的追蹤管理等[6]；進度控制是為了保障實驗室運行穩健有序，預防出現干擾事件，包括實驗室試驗方案設計和關鍵節點控制等內容；質量控制是為了確保實驗室安全運行積極向好，而采取的質量評估管控措施，包括建立管理組織機構，設立考核獎懲制度等內容。具體三級指標詳見圖1。

圖1 高校實驗室安全管理評價指標體系

2 層次分析法及其步驟

層次分析法(Analytical Hierarchy Process，簡稱 AHP)[7-8]是美國T.L.Saaty教授于20 世紀 70 年代提出的一種定性和定量相結合分析研究系統的方法。結合本文應用AHP分析系統問題思路：首先是把研究對象按邏輯關系進行分層分解，形成上下從屬關系，下層指標最大程度地涵蓋上層指標的含義，并保持指標的相互獨立性；再者，對每一層指標進行對比分析，確定影響上層指標相對重要程度，并依據主觀判斷進行量化；最后，通過綜合計算各層指標因素相對重要性的權值，將量化結果作為評估方案權重指標體系。

2.1 構造判斷矩陣

以U1～U4層指標作為一級指標，構造判斷矩陣。該矩陣中的左上角為準則U，將最左側列中的Ui(0≤i≤4)分別與頂行Ui進行比較，比較時采用“1～9”刻度作為重要程度量化值，“9”代表極度重要，“9”～“1”則重要程度遞減，逐漸遞減到“1”(同等重要)，其倒數為重要程度相反的表達。判斷矩陣見表1，其他指標的判斷矩陣依此類推。該矩陣滿足xii=1，xij=1/xji，其中i≠j。

表1 判斷矩陣

2.2 權重及一致性檢驗

Ui對應的權重，是根據判斷矩陣求出的特征向量。具體方程如下：

XW=λmaxW

(1)

式中，X為構造的矩陣，W的分量w1,w2,w3,w4就是對應的相對重要程度，即權重系數。權重的計算步驟如下。

①將矩陣每一列正規化，即：

(2)

②將正規化后的判斷矩陣按行相加，即：

(3)

(4)

得到的W=[w1,w2,w3,w4]T即為特征向量。

④確定最大特征根λmax,即：

(5)

式中,(XW)i表示向量XW的第i個分量。

⑤檢驗一致性，就是計算一致性指標CI，計算公式如下：

(6)

顯然,指標數量越多，越難以控制一致性指標值，因此引入平均隨機一致性指標CR,按下式計算：

(7)

當CR<0.10時，表示矩陣滿足一致性要求，即主觀判斷數據可信。其中RI值如表2所示。

表2 一致性指標系數RI值

其他指標權重值計算依此類推。

3 評價過程

3.1 指標權重計算

本文研究選取福州某高校實驗室作為對象，該實驗室通過技術改造，將上世紀90年代搭建的實驗室進行升級，滿足應用型本科大學公共課程實驗和專業實踐課程實驗需要。利用本文構建的指標體系，對該校實驗室管理進行評估。

該調查針對5名從事實驗室管理、管理年限超過5年的人員展開。在填寫調查表時，筆者對指標進行解釋說明，并充分征詢被調查人員的意見。依照以上的計算公式，對回收的調查表進行整理計算。指標權重計算結果如表3所示。

表3 指標權重

3.2 數據調查

針對該獨立高校管理現狀，使用該指標體系，引入4～1整數刻度，表明指標表現情況為“優、良、中、差”，將管理現狀進行分等級評估，識別目標層、準則層和指標層的指標表現情況[9]。該調查收集了5份調查表，對現場情況進行打分，數據整理計算如表4所示。

表4 某高校實驗室管理現狀情況表

對于獨立學院而言，實驗室主要賦予的安全功能是為了維持正常運行，相較于公辦高校實驗室，其指標危險源辨識和人員培養表現最差，僅為2.0；配備安全員、保險制度、運行費用管理、安全費用投入及管理、里程碑事件控制、設立考核制度等可能導致安全費用增加的環節被弱化。在之后提高安全管理水平應加強這8項指標表現情況，有助于補齊安全管理短板。

4 結論

采用AHP層次分析法確定各級指標因素相對應權重，發現高校實驗室安全管理的主要影響因素為安全隱患排查及控制、設立管理組織機構、危險源辨識、安全管理體系構建、實驗室安全文化建設。

考慮高校實驗室的特殊功能是學生實驗能力培養平臺，準則層因素以安全控制最為重要，其次是質量控制、費用控制和進度控制。在未來實驗室運行管理中，應更加注重實驗室風險的消除與控制，保證實驗過程人員和財產的安全、可靠。

高校實驗室是一個復雜的管理對象，管理因素雜且多變，在僅靠經驗進行管理，難以達到高效和可靠的水平。通過對某獨立高校實驗室管理現狀進行量化評估，大部分指標落在2～3之間，總體得分為2.6，處于“中”到“良”之間，偏向良好。其中安全規范化程度得分為3.3，危險品存儲使用制度為3.2，安全隱患排查及控制和安全管理體系構建都為3.1，是表現超過3分的4項指標，這為該校實驗室一直保持零傷亡事故提供有力佐證。與該校實驗室管理狀況具有較好的耦合度，較為可靠地反映近年實驗室管理情況。