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摘 要：实验室是进行学术技能实践的重要场所，存在多种安全隐患，需要切实进行安全管理。传统的实验室安全管理主要依赖于人工和简单的监控设备，无法形成全局性管理系统，无法有效避免突发性安全事件的发生。随着科技的发展，数据融合和物联网技术开始应用到实验室安全管理中，实验设备、药剂、人员、实验室环境指标等因素都能集中整合为逻辑信息，从而帮助管理人员更快更好地管控实验室物品、监测实验室环境数据、预防实验室事故的发生。
关键词：数据融合;物联网;实验室安全
引言：实验室安全管理是一个整体概念，其中包括多个互相关联的管理模块，某一模块所产生的数据会为其他模块的提供决策参考。想要达到一定的实验室安全标准就需要将安全管理模块整合成系统，而数据融合和物联网技术正好能够实现这种将人员、设备、环境、数据等因素链接起来的效果。利用数据融合和物联网技术进行实验室安全管理能有效优化管理效果，但目前这方面的技术落地实践经验有限，需要进一步推进高新技术与实验室安全需求的融合。
一、实验室安全管理现状
我国实验室主要分布在专业科研单位和高校之中，实验室安全管理整体上存在管理质量良莠不齐、管理过程依赖人工、管理专业化水平不佳、管理方式不规范等问题。特别是高校实验室面临着人员流动性大、实验人员专业化程度欠佳等情况，安全管理具有一定的复杂性。但同时这些场所又有较高的安全要求，这就意味着传统的安全管理模式已经不适应当下的实验室管理需求，需要利用新兴技术来革新管理系统，实现实验室安全管理的数据化、自动化、智能化。但当前实验室安全管理系统主要是由第三方技术提供商完成，负责技术落地的人员缺少对于自然学科专业知识的了解，设计出的系统没有很好地体现实验室的独特性，实验室安全管理需求得不到完整地体现。
二、利用数据融合及物聯网技术进行实验室安全管理的优势
1. 联动管理安全模块，实现实验室安全信息逻辑化
实验室安全会受到人员、设备、环境等因素的影响，通过数据融合及物联网技术能够将这些数据整合为系统，方便管理者进行统筹安排。比如，危险化学药品就可以利用数据融合实现全生命周期的监管，包括库存统计和采购需求计算、使用药品的人员信息登记、利用RFID技术实现智能试剂柜的数据联动等。同时使用IP Camera进行实验室图像监控，并利用智能系统标定设备的位置和状态以丰富文字登记信息的内容，能有效建立起立体化的安全管理网络，实现实时监控。
2. 智能输出安全决策，实现实验室安全管理自动化
实验室仪器和试剂的保存对环境湿度、温度、光照等条件的要求比较高，这些指标的变化会对实验结果和实验安全造成较大的影响，需要利用精密的检测仪器来提供环境参数数据，确保实验的有效进展。利用数据融合和物联网技术，安全系统能够自动对超越阈值的要素进行自动化调控，比如温度高于标准值时系统进行自动调温。相较于依赖人工介入的传统安全管理来说，更加高效也更加便捷。
三、基于数据融合及物联网技术的实验室安全管理建设方案
1.定位实验室安全管理需求，搭建有针对性的管理系统
不同类型的实验室存在不同的安全管理需求，需要具体问题具体分析。比如，高校实验室需要应对流动人员多、设备及试剂库存量大、设备使用信息复杂等情况，需要在搭建管理系统时利用Zigbee网络和RFID技术来实现人员和设备的出入管理。而科研单位人流量较少，有一些药剂的危害性强，则需要注意在管理系统中考虑废弃物处置合规性、环保性的相关问题。
为搭建有针对性的实验室安全管理系统，技术提供商需要与实验室管理人员和使用者进行有效的沟通，明确定位实验室安全管控的节点，找到适合运用数据融合物联网技术的环节，更合理地设置系统自动反应阈值和数据库模式，更好地实现系统固有可靠性和智能化，从而为后续的安全管理提供基础性平台。
2.明确实验室安全管理重点，强化核心的安全管理模块
对于易制毒、易燃易爆、易挥发、易燃烧的试验药剂需要进行严密监控，具体体现在两个方面：一是严防人员滥用、盗用试验药剂，需要强化对于药剂使用信息的登记，这可以利用大数据存储和计算来实现，在应用大集成的基础上对试剂柜、试剂库存量和试剂使用情况进行立体化远程监控;二是保持实验室温度、湿度、亮度等环境指标恒定，预防极端值影响药剂的稳定性，这可以利用传感技术和M2M平台来实现。特别是，物联网技术能够实现无线长距离的智能化物件信息互动，并允许管理者实现个性化的安全管控。通过M2M平台用户鉴权、数据路由等有效管理模式，能够优化危险药剂的管理效果，避免人为不确定性因素，从而真正提升实验室物品的安全管控指数。
3. 实现安全管理自动化，进行安全阈值应急处置
智能化实验室安全管理强调要降低对管理人员的依赖，重点环节应交由信息系统来自动检测、分析，甚至是在人为干预之前化解危机。比如，在实验室中装置温度和湿度传感器，利用4G网络传输环境因素数据至PC端。管理人员提前在系统中设置阈值，一旦环境数据超过标准值便会自动预警并进行相应地自动调节。想要实现这种自动化就需要深度使用物联网技术，将所有实验室设备转换为智能化物件，方便设备自动传输数据来帮助系统进行决策。比如，利用无线网技术将加湿器和除湿器连接进信息系统，在湿度失衡时通过自动化分析和决策开启机器进行湿度平衡，并在湿度达标时自动停动机器。既能够解决实验室安全的问题，同时又兼顾考虑了成本和效率。这样自动化、智能化实验室安全管理系统解放了人力，能够尽量避免实验物品变质、浪费、安全事故的发生。
结语：
数据融合和物联网技术强调设备物品之间的信息转换、交流、自动化反应，对于实验室安全管理来说有极大的优越性。在利用这些新兴技术搭建实验室安全管理系统时，需要正确定位实验室特性和安全管理需求，平衡好成本预算和系统呈现效果之间的关系，对于安全监管要点进行有针对性的设计，并合理使用数据融合和物联网技术进行安全管理的创新。只有实验室安全管理实现自动化、智能化，才能确保实验环境符合标准，实验过程平稳有序。
参考文献：
[1]刘卫兵.物联网视域下高校实验室安全智能化管理研究[J].计算机产品与流通，2019（12）：162.
[2]李伟，朱凯，张玉刚，裴志伟.大数据背景下的高校实验室安全管理[J].实验教学与仪器，2019，36（11）：73-74.
[3]季文文，任永琼.基于物联网的计算机实验室智能化管理系统研究[J].计算机产品与流通，2019（06）：146-147.
作者简介：
马蓉（1978年10月），女，青海西宁人，回族，2010年毕业于青海师范大学计算机科学与应用，硕士，副教授，主要从事信息技术及大数据。
基金项目：青海大学实验教育教学研究项目（SY201903）。
关键词：数据融合;物联网;实验室安全
引言：实验室安全管理是一个整体概念，其中包括多个互相关联的管理模块，某一模块所产生的数据会为其他模块的提供决策参考。想要达到一定的实验室安全标准就需要将安全管理模块整合成系统，而数据融合和物联网技术正好能够实现这种将人员、设备、环境、数据等因素链接起来的效果。利用数据融合和物联网技术进行实验室安全管理能有效优化管理效果，但目前这方面的技术落地实践经验有限，需要进一步推进高新技术与实验室安全需求的融合。
一、实验室安全管理现状
我国实验室主要分布在专业科研单位和高校之中，实验室安全管理整体上存在管理质量良莠不齐、管理过程依赖人工、管理专业化水平不佳、管理方式不规范等问题。特别是高校实验室面临着人员流动性大、实验人员专业化程度欠佳等情况，安全管理具有一定的复杂性。但同时这些场所又有较高的安全要求，这就意味着传统的安全管理模式已经不适应当下的实验室管理需求，需要利用新兴技术来革新管理系统，实现实验室安全管理的数据化、自动化、智能化。但当前实验室安全管理系统主要是由第三方技术提供商完成，负责技术落地的人员缺少对于自然学科专业知识的了解，设计出的系统没有很好地体现实验室的独特性，实验室安全管理需求得不到完整地体现。
二、利用数据融合及物聯网技术进行实验室安全管理的优势
1. 联动管理安全模块，实现实验室安全信息逻辑化
实验室安全会受到人员、设备、环境等因素的影响，通过数据融合及物联网技术能够将这些数据整合为系统，方便管理者进行统筹安排。比如，危险化学药品就可以利用数据融合实现全生命周期的监管，包括库存统计和采购需求计算、使用药品的人员信息登记、利用RFID技术实现智能试剂柜的数据联动等。同时使用IP Camera进行实验室图像监控，并利用智能系统标定设备的位置和状态以丰富文字登记信息的内容，能有效建立起立体化的安全管理网络，实现实时监控。
2. 智能输出安全决策，实现实验室安全管理自动化
实验室仪器和试剂的保存对环境湿度、温度、光照等条件的要求比较高，这些指标的变化会对实验结果和实验安全造成较大的影响，需要利用精密的检测仪器来提供环境参数数据，确保实验的有效进展。利用数据融合和物联网技术，安全系统能够自动对超越阈值的要素进行自动化调控，比如温度高于标准值时系统进行自动调温。相较于依赖人工介入的传统安全管理来说，更加高效也更加便捷。
三、基于数据融合及物联网技术的实验室安全管理建设方案
1.定位实验室安全管理需求，搭建有针对性的管理系统
不同类型的实验室存在不同的安全管理需求，需要具体问题具体分析。比如，高校实验室需要应对流动人员多、设备及试剂库存量大、设备使用信息复杂等情况，需要在搭建管理系统时利用Zigbee网络和RFID技术来实现人员和设备的出入管理。而科研单位人流量较少，有一些药剂的危害性强，则需要注意在管理系统中考虑废弃物处置合规性、环保性的相关问题。
为搭建有针对性的实验室安全管理系统，技术提供商需要与实验室管理人员和使用者进行有效的沟通，明确定位实验室安全管控的节点，找到适合运用数据融合物联网技术的环节，更合理地设置系统自动反应阈值和数据库模式，更好地实现系统固有可靠性和智能化，从而为后续的安全管理提供基础性平台。
2.明确实验室安全管理重点，强化核心的安全管理模块
对于易制毒、易燃易爆、易挥发、易燃烧的试验药剂需要进行严密监控，具体体现在两个方面：一是严防人员滥用、盗用试验药剂，需要强化对于药剂使用信息的登记，这可以利用大数据存储和计算来实现，在应用大集成的基础上对试剂柜、试剂库存量和试剂使用情况进行立体化远程监控;二是保持实验室温度、湿度、亮度等环境指标恒定，预防极端值影响药剂的稳定性，这可以利用传感技术和M2M平台来实现。特别是，物联网技术能够实现无线长距离的智能化物件信息互动，并允许管理者实现个性化的安全管控。通过M2M平台用户鉴权、数据路由等有效管理模式，能够优化危险药剂的管理效果，避免人为不确定性因素，从而真正提升实验室物品的安全管控指数。
3. 实现安全管理自动化，进行安全阈值应急处置
智能化实验室安全管理强调要降低对管理人员的依赖，重点环节应交由信息系统来自动检测、分析，甚至是在人为干预之前化解危机。比如，在实验室中装置温度和湿度传感器，利用4G网络传输环境因素数据至PC端。管理人员提前在系统中设置阈值，一旦环境数据超过标准值便会自动预警并进行相应地自动调节。想要实现这种自动化就需要深度使用物联网技术，将所有实验室设备转换为智能化物件，方便设备自动传输数据来帮助系统进行决策。比如，利用无线网技术将加湿器和除湿器连接进信息系统，在湿度失衡时通过自动化分析和决策开启机器进行湿度平衡，并在湿度达标时自动停动机器。既能够解决实验室安全的问题，同时又兼顾考虑了成本和效率。这样自动化、智能化实验室安全管理系统解放了人力，能够尽量避免实验物品变质、浪费、安全事故的发生。
结语：
数据融合和物联网技术强调设备物品之间的信息转换、交流、自动化反应，对于实验室安全管理来说有极大的优越性。在利用这些新兴技术搭建实验室安全管理系统时，需要正确定位实验室特性和安全管理需求，平衡好成本预算和系统呈现效果之间的关系，对于安全监管要点进行有针对性的设计，并合理使用数据融合和物联网技术进行安全管理的创新。只有实验室安全管理实现自动化、智能化，才能确保实验环境符合标准，实验过程平稳有序。
参考文献：
[1]刘卫兵.物联网视域下高校实验室安全智能化管理研究[J].计算机产品与流通，2019（12）：162.
[2]李伟，朱凯，张玉刚，裴志伟.大数据背景下的高校实验室安全管理[J].实验教学与仪器，2019，36（11）：73-74.
[3]季文文，任永琼.基于物联网的计算机实验室智能化管理系统研究[J].计算机产品与流通，2019（06）：146-147.
作者简介：
马蓉（1978年10月），女，青海西宁人，回族，2010年毕业于青海师范大学计算机科学与应用，硕士，副教授，主要从事信息技术及大数据。
基金项目：青海大学实验教育教学研究项目（SY201903）。