【安全很重要】基于知识图谱的国内实验室安全管理研究的可视化分析！
2021-12-27 06:56 来源: 高数之下再无人
原标题：【安全很重要】基于知识图谱的国内实验室安全管理研究的可视化分析！
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基于知识图谱的国内实验室安全管理研究的可视化分析
肖慧娟 1 杜婕 2 张旻 3
（三明医学科技职业学院经济与管理系 福建三明 365000）
稿件编号：2021-04-0220
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实验室是培养专门人才，开展科学研究、实现技术革新的重要场所，是科技创新和综合素质教育的实践基地 [1] 。随着国家经济实力的大幅提升、科研科技能力的不断增强和教育事业的日益发展，实验室的安全管理随之面临许多新的挑战和压力。实验内工作的人员不仅有博士、硕士研究生，还有参与大创、毕业论文的本科生，随着研究生扩招，实验室人流密度加大，安全管理压力随之加大。随着多学科交叉研究的深入，实验室涵盖的专业、技术、仪器等愈发复杂。如若管理不善极易引发触电、机械伤害、电离辐射、生物污染、感染、爆炸与火灾等事故。文章通过CiteSpace绘制的知识图谱进行可视化分析，用定性和定量相结合的方式探查国内实验室安全管理的研究现状，并探究其发展趋势，为国内实验室安全管理的研究与实践提供参考。
1 研究方法与数据采集
知识图谱作为知识分析与管理的计量工具，利用可视化方法来显示事物之间的内在关联并揭示事物动态发展规律 [2]。因此，研究者运用知识图谱得到可视化知识域，系统地构建知识资源的相互关系，作出更全面的总结和分组，提供更有深度的研究趋势。在中国知网上以“实验室安全管理”为主题词，来源类别为全部期刊，检索时间截止至2021年8月16日，获得检索记录3371条，由此可见国内实验室安全管理的研究具有较高的活跃度。为使得分析结果更具权威性和代表性，来源类别选取的数据库为“北大核心”、“CSSCI”和“CSCD”，共获检索记录808条。通过人工复检和研判，删去书评、通知、会议、报道等不相关文献，最后共得771篇文献，进而以此建立研究样本，运用CiteSpace绘制成知识图谱，进行深入剖析。
2 结果与分析
2.1 年发文量
通过对年发文量进行统计分析可知（见图1），2003年至2007年发文量低于10篇；2008年之后，年发文量开始激增，个别年份略有下降，但整体呈逐年上升态势。究其原因一是随着国家对科研工作及科学教育的不断重视和投入，实验室的建设和发展得到了巨大推动，实验室的安全管理问题也愈发突显和重要；二是频发的安全事故已严重威胁科研人员的生命并带来巨大损失，引起了社会的重视，国家对实验室安全管理提出了更高的要求。
2.2 研究机构分布
由图2可知，关于实验室安全管理的发文合作频次位居前列的研究机构分别是“北京大学实验室与设备管理部”“浙江大学实验室与设备管理处”和“上海交通大学资产管理与实验室处”，表明这些机构近年来在实验室安全管理方面的探讨与实践成果颇丰。从研究机构类型分布来看，大多数研究在高校内进行，说明高校是实验室安全管理研究的核心力量；多数高校独立发文或校内跨学院进行交流，跨院校之间的学术论文较少（如“北京大学实验室与设备管理部等合作”“南京大学化学化工学院等合作”和“中国石油大学（华东）机电工程学院等合作”）。
2.3 作者分布及合作情况
通过对发文作者的分析，国内实验室安全管理研究发文量≥5篇的作者共有23人，其中发文最多的作者是福州大学阳富强，共12篇，该学者从2017年起，对实验室安全管理进行持续研究（见表1）。发文量≥5 篇的作者集中在浙江大学、北京大学、上海交通大学、清华大学、吉林大学等高校。
通过分析国内实验室安全管理的研究作者共现知识图谱发现（见图3），在国内实验室安全管理的研究合作网络中，第一组合作网络以冯建跃（浙江大学）、张志强（北京大学）、李恩敬（北京大学）、彭华松（上海交通大学）、黄开胜（清华大学）、艾德生（清华大学）等为核心，其中冯建跃分别与张志强、张银珠、阮俊、金海萍、杜奕等合作，形成高产作者网，可见其在实验室安全管理研究领域具有重要影响力。多位作者形成的合作网络主要以学校为平台，针对各自实验室的特点展开实验室安全管理的探索和实践，如吉林大学孟庆繁等、清华大学的黄开胜、艾德生、郭英姿等。同时，从作者的合作情况来看，实验室安全管理的研究存在跨校及校企间的交流。
2.4 发文期刊分布
通过对实验室安全管理研究的期刊进行统计分析（见表2），发文篇数遥遥领先的期刊分别是《实验技术与管理》（367篇，占比为47.60%）和《实验室研究与探索》（258篇，占比为33.46%）。刊载篇数≥5的期刊共9个（679篇），占比为88.07％，作为实验室安全管理的研究者，可经常性浏览和重点关注上述期刊所刊的论文，以便更集中有效地了解相关研究进展。
3 研究热点
关键词是用于表达研究领域和论文的主题内容，关键词频繁出现反映出该领域的研究趋势 [3]。以关键词为节点，选择Pathfinder进行剪切，运行CiteSpace软件，通过共现分析得到国内实验室安全管理的关键词共现图谱（图4）。由图4观察可以发现，国内实验室安全管理的关键词共现图谱的网络结构密度较大，实验室安全管理的研究方向呈现出多元性，研究成果丰富和有层次。关键节点（中介中心性＞0.1）表明了该领域的研究热点 [2]，实验室安全管理文献高频关键词（见表3）：安全管理、实验室安全、实验室、高校实验室、安全教育、生物安全、实验室安全管理、化学实验室等，构成了实验室安全管理的关键节点。国内有关实验室安全管理的研究集中在安全管理、实验室安全、实验室建设、安全教育等方面。
关键词聚类分析图谱可以呈现国内实验室安全管理硏究的全貌，见图5。在此类知识图谱中，同一聚类中的词语关联度高，聚类前的序号愈小表示聚类所含的关键词愈多。结合关键词共现以及聚类分析，文章主要从安全管理体系的构建、安全教育的研究和安全管理的信息化建设这三个方面对既有文献进行综述。
一是安全管理体系的建立。研究人员对安全管理体系的构建多数是以“问题-对策”的研究范式展开讨论，总结归纳文献中存在的问题，集中在如下几个方面：①相关法律法规落实不到位；②组织体系不健全；③管理制度不完善；④教育培训不深入；⑤安全文化不入心；⑥基础设施陈旧弱；⑦风险管控不精细；⑧废弃物管理不善；⑨安全检查轻结果；⑩防控监督不到位；⑪应急预案不充分；⑫激励机制不完备。根据实验室安全管理所面临的这些问题，研究人员也提出了对应的解决方案，如①依法依规制定管理办法和实施细则，针对不断升级的安全需求及时修订法律规制，弥补漏洞并加强落实措施 [4] ；②加强安全组织建设，依据国家法律法规构建“党政同责”为核心，“三级九阶”模式的安全责任体系，强化履职担当 [5-6]；③以综合治理的角度出发，完善实验室安全管理制度，严格制订与规范执行标准 [5] ；④强化教育培训体系，举办常规及特殊安全培训 [6]；⑤推进教学改革创新，传承绿色安全文化 [7]；⑥加大投入，引入科学化、智慧化安全设施，打造绿色安全环境 [8]；⑦针对安全风险点，构建“分区分类”的精准防控体系，实施“分级掌控危险源头，分级化解安全风险，分级排查消除隐患”办法提升管理的精细度 [9-10]。⑧废弃物处理设备及存放建筑的设计应符合相关标准，应配备充足的处理设备和防护品，工作人员需依照法律法规妥善处置 [11]；⑨安全检查形成闭环体系，做到查则追究，追究必严 [12]；⑩充分运用信息技术，实施动态安全监控，并完善“安全巡查、安全考核、安全群防”机制 [13]；⑪因地制宜地定制应急预案，通过有效安全演练进行检查和调整 [14]；⑫完善条件保障体系，探索从内到外的激励制度[ 15]。
二是安全教育的研究。安全教育的研究主要集中在培训体系的建设、教学模式的探索、平台系统的搭建、多元技术的引入和国内外经验的借鉴。①培训体系的建设：吴浩等借鉴GROW模型提出多对象、多方案、多过程的安全教育体系，应用于高校化工类实验室的管理 [16]；黄萍等采用STAMP模型系统分析4类潜在不安全控制行为及其发生过程 [17] ；陆紫生等建立博弈模型，研究其博弈策略变化及ESS策略用于实验室安全教育制度建设 [18]；骆晶晶等运用B/S模式系统架构强化高校实验室的安全教育考试的监管以及切实提升安全教育的综合考查 [19]；郭泉辉等实施EHS管理系统探索新常态下高校化工实验室安全管理 [20]；徐菊美等运用ABET认证加强培养学生的责任意识，在实验室安全教育上推动改革 [21]；童星等提出针对我国生物医学的安全培训可借鉴美国罗格斯肿瘤研究所的HCCS培训以及实验室安全/生物安全/血源性病原体培养培训 [22]。②教学模式的探索：邓春花等将课程模块1到4进行反向课程矩阵设计，促使学生主动学习，真正掌握电类实验室的安全使用规范 [23]；阮俊等注重实验室安全案例的警示作用，提升安全教育的实效性 [24]；于月华等强调安全教育不应流于形式，应加强安全事故的应急演练，用实操实战锤炼应急处置能力 [25]；秦川丽等优化MOOC资源及补充自建资源，通过设计混合式教学模式打破化学实验安全知识教学的时空障碍 [26]。教学模式的积极探索，丰富了安全教育的操作性，增加了方法的灵活性，提升了理论的完整性。③平台系统的搭建：目前研究者多在实验室安全教育软件、实验室安全准入平台、安全教育考试系统等方面进行探索。④多元技术的引入：研究者充分结合多元的技术丰富教育方式，如使用微信小程序构建高校实验室安全教育平台 [27]；采用微信公众号和抖音短视频开设安全教育栏目 [28]；将RFID与二维码技术引入危险化学品的管理中，实行从购买到废气处理的全过程监管 [29]；运用微课和慕课形式丰富实验室安全教育资源 [30]；利用红外热成像技术发现不规范操作带来的潜在风险，使安全教育生动化、直观化 [31]。⑤国内外经验的借鉴：多名研究者通过对国内外高校的进行座谈调研、问卷调查、抽样调查、实地走访等方式，总结了国内外实验室安全管理方面的经验和不足，对积极改善实验室安全管理工作具有借鉴价值。
三是安全管理的信息化建设。信息化对各领域的高质量发展起到了催化作用，信息化助力实验室安全管理，极大地提高了管理效率并为其带来新的变革。实验室安全管理的信息化主要应用于实验室材料管理、仪器设备管理、检测试验、安全监测预警、风险评估等方面。在安全管理信息化的理论研究方面，陈淑洁等利用云概念在云视域下创建安全体系新模型以解决原系统独立分散、功能重叠等不足之处 [32]。路贵斌等提出实验室的信息化建设是减少安全管理中信息不对称的有效手段 [33]。研究者在加强实验室安全管理理论创新的同时，也在不断丰富信息化技术在该领域的实践应用，主要包括亓文涛等利用网络平台作为支撑，从信息技术层面实现实验室安全文化体系的构建 [34]；韩团军等设计了基于LORA的远程分布式实验室管理系统，以改进实验室安全预警系统在组网、传输和功耗上的不足 [35]；王虹等建设“智慧校园”，提升实验室信息化管理的交互性、开放性和共享性 [36]；刘婷婷等利用信息化管理手段规范危化品的领用 [37]；袁伟斌等以互联网技术为支撑，对风险点实施分类分级动态监管，实现精准防控 [38]。还有一批研究者通过自主研制在安全管理信息化系统，为实验室安全管理提质增效，注入了新动能，如谢虎等设计了实验室安全快速跟踪反馈系统防范安全隐患及事故发生 [39]；孙淑强等积极创新，探索研发一套智能监测系统，以机防辅助人防，对安全隐患以及环境安全监测，并做应急处理，同时在用电上进行精细化管理，达到节能目的 [40]；史蓓蕾等运用数种传感器、网络，通过PLC编程与FameView 组态软件构建了实验室的安防监测系统 [41] 。国内研究人员通过积极运用信息化手段推进管理的精细化和创新的持续性，着力提升实验室安全管理的规范化、制度化、信息化、动态化、科学化、开放化和个性化，打造出更加灵活的柔性管理环境。
4 结论与展望
文章通过CiteSpace绘制的知识图谱对实验室安全管理进行可视化分析，得出以下结论：①实验室安全管理的研究论文整体呈逐年增长趋势，且仍是未来持续关注的热点。②实验室安全管理研究的主要力量集中在高校。③《实验技术与管理》与《实验室研究与探索》为论文主要发表期刊。④“安全管理”“实验室安全”“实验室”“高校实验室”“安全教育”等是实验室安全管理的重要关键词，结合关键词共现以及聚类分析，国内实验室安全管理主要在“安全管理体系的构建”“安全教育的研究”和“安全管理的信息化建设”这三个方面的研究尤为突出。⑤实验室安全管理的标准化推进难点主要体现在标准化理念的渗透不到位、不彻底；开展实验室安全管理标准化的相关实验技术队伍不健全；标准化基础建设的经费投入不充分；对实验室安全管理相关标准或执行办法的贯彻落实不彻底等。
依据目前国内实验室安全管理的发展客观事实，其未来阶段的建设发展可考虑如下两个方面：①将实验室安全管理的理念研究、服务模式、资源建设和素养提升等与信息化深度融合，不断拓展信息系统建设范围及应用深度；②实验室安全标准化建设已纳入国家标准化工程，仍需进一步研究和完善我国实验室安全管理的标准化体系，不断探索实验室安全管理标准化建设之路。
参 考 文 献
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