周波陽，崔家武，張興福，張永毅

目前廣東工業(yè)大學(xué)已入選 “廣東省高水平大學(xué)重點建設(shè)高?！?這對學(xué)校的人才培養(yǎng)、學(xué)科建設(shè)、科學(xué)研究3個方面提出了嚴格要求。高校實驗室不僅是對學(xué)生進行綜合素質(zhì)教育的重要陣地和培養(yǎng)新世紀創(chuàng)新人才的搖籃,同時也是學(xué)科建設(shè)、科學(xué)研究的重要基地[1-3]。因此,加強高校實驗室管理與建設(shè),是將學(xué)校建設(shè)成高水平教學(xué)研究型大學(xué)的必然要求[4]。

學(xué)校于2003年設(shè)立了測繪工程專業(yè),是廣東省最早開設(shè)該專業(yè)的本科高校,并于2015年增設(shè)“測繪科學(xué)與技術(shù)”一級碩士點,目前也是廣東省唯一的。學(xué)校的測量實驗室包含工程測量、控制測量和3S技術(shù)3個部分,其中工程測量實驗室主要承擔(dān)土木工程、道路橋梁與渡河工程、地下城市空間工程、工程管理、交通運輸、給水排水科學(xué)與工程、土地資源管理、環(huán)境工程8個專業(yè)的 “工程測量”的實驗教學(xué)和課程實習(xí),而控制測量實驗室和3S技術(shù)實驗室承擔(dān)測繪工程本專業(yè)的實驗教學(xué)和課程實習(xí),測量實驗室每年約承擔(dān)25個班級的實驗教學(xué)和課程實習(xí),年均實驗總時長為362小時,實習(xí)總時長為42周,任務(wù)較為繁重。本文結(jié)合實驗室的現(xiàn)狀和測繪行業(yè)的發(fā)展趨勢,提出幾點建議,以期提升工作效率,助力高水平大學(xué)建設(shè)。

1 實驗室管理現(xiàn)狀分析

隨著學(xué)校的高速發(fā)展,特別是進入 “廣東省高水平大學(xué)重點建設(shè)高校”以來,學(xué)校對各實驗室的資金投入逐漸加大,測量實驗室的儀器設(shè)備的種類和數(shù)量也越來越多,但測量實驗室也存在一些問題和不足,本文將結(jié)合實驗室的現(xiàn)狀進行具體闡述。

1.1 器材質(zhì)量低，精密儀器臺套數(shù)不足

實驗室的設(shè)備采購需上報學(xué)校的實驗室與設(shè)備管理處,由學(xué)校進行統(tǒng)一招標。目前,儀器采購仍存在著 “只追求量不重視質(zhì)”的觀念,比如針對教學(xué)設(shè)備,按照學(xué)校規(guī)定只能采購國產(chǎn)儀器。每年測量實驗室累計要承擔(dān)42周的實習(xí)和大量的實驗教學(xué)任務(wù),普通測量儀器,如水準儀和全站儀的使用率較高,這些設(shè)備幾乎全是國產(chǎn)的。國產(chǎn)儀器普遍價格低廉,存在精度低、穩(wěn)定性低的問題,在實驗教學(xué)與課程實習(xí)過程中使用此類儀器往往不能取得理想的結(jié)果,而且在使用過程中小毛病不斷,頻繁地送檢和維修不僅需要大量經(jīng)費,而且實驗室管理人員的大量時間也消耗在儀器報修與經(jīng)費報銷上；相反,在生產(chǎn)實踐中,一般采用進口儀器。這一現(xiàn)象容易造成教學(xué)與社會實踐脫節(jié)。

高精度高穩(wěn)定性的進口儀器較少,這一情況在高校實驗室普遍存在。測量實驗室目前有徠卡TC1610、徠卡 TCA1800、 拓普康 IS201、Trimble 5700共4臺精密儀器,臺套數(shù)較少,同時也存在使用率過低的問題。由于財力限制,精密儀器設(shè)備的購置經(jīng)費得不到保障,導(dǎo)致購買的儀器設(shè)備的臺套數(shù)不足或精度達不到要求。一方面,儀器的臺套數(shù)不足,導(dǎo)致與之相關(guān)的實驗課程只能是演示實驗；另一方面,臺套數(shù)不足或儀器的精度不夠,與之相關(guān)的科研項目無法展開,沒有與此相關(guān)的科研任務(wù)做保證,精密儀器的使用率很難提高,容易形成惡性循環(huán)。同時,由于精密儀器設(shè)備的專業(yè)性特強,往往需要比普通儀器更多的維護費用,在沒有專項撥款時,精密儀器無法多開機,從而影響利用率。

1.2 儀器檢定和維修嚴重依賴儀器廠商

測量實驗和實習(xí)最常用的儀器是水準儀和全站儀,目前用于常規(guī)實驗和實習(xí)的水準儀有60臺,全站儀有40臺。水準儀最常見的問題是十字絲傾斜、i角超標；全站儀最常見的問題是管水準氣泡偏心、對中器偏心、制動螺旋失靈、微動螺旋失靈、豎盤指標差超標及2C超標。其中,水準儀的十字絲傾斜、全站儀的管水準氣泡偏心和對中器偏心的校正較為簡單,可以由實驗室管理人員完成；其他問題則需要專業(yè)維修人員利用專業(yè)維修設(shè)備進行校正,即將儀器返廠維護。理論上,每一次實習(xí)之前都需對儀器進行檢驗和校正；實際操作過程中,因?qū)嵙?xí)時間十分緊湊、儀器臺套數(shù)不足,實驗室管理人員只會對存在明顯問題的儀器返廠維護,其他儀器則在學(xué)期末的空檔時間和寒暑假進行集中維護。

1.3 儀器管理依賴紙質(zhì)文檔

測量實驗室依托于土木與交通工程學(xué)院和實驗室與設(shè)備管理處。實驗室與設(shè)備管理處統(tǒng)籌管理學(xué)校所有的儀器設(shè)備,并建立了數(shù)字化數(shù)據(jù)庫,包含項目與采購信息管理信息系統(tǒng)、儀器管理系統(tǒng)、大型儀器管理系統(tǒng)、維修管理系統(tǒng)。然而實驗室的管理與建設(shè)是一項龐大的系統(tǒng)工程,而且每個專業(yè)實驗室都有各自的特色,學(xué)校的管理系統(tǒng)并不能面面俱到,如目前測量實驗室的儀器借還就不能體現(xiàn)在學(xué)校的管理系統(tǒng)中。

測量實驗室儀器的借出和歸還、問題儀器的送修和返還、大型儀器使用記錄都采用紙質(zhì)登記,這種儀器設(shè)備管理模式較為落后,不僅不環(huán)保,而且在查詢相關(guān)的使用記錄時較為繁瑣,效率低下。

2 創(chuàng)新管理模式

實驗室建設(shè)和管理水平的高低,會直接影響到實驗教學(xué)的質(zhì)量和辦學(xué)效益。為了更好地服務(wù)于教學(xué)與科研,應(yīng)該對現(xiàn)有的實驗室管理模式進行改革,建立一個行之有效的管理模式和管理體系,使實驗室的儀器設(shè)備最大限度地發(fā)揮作用,實現(xiàn)實驗室的管理現(xiàn)代化,設(shè)備運轉(zhuǎn)高效化。

2.1 合理配置進口儀器與國產(chǎn)儀器的比例

測繪科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展日新月異,李德仁院士指出,測繪學(xué)科已經(jīng)從 “大測繪”邁向 “新地理信息”時代[5-7]。為培養(yǎng)學(xué)生的研發(fā)創(chuàng)新意識和實踐能力,除了要不斷保持教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)性、前沿性和先進性外,也必須加大創(chuàng)新性實驗和新技術(shù)新設(shè)備實驗的比例[8-9]。因此,測繪實驗設(shè)備和實驗技術(shù)也要結(jié)合學(xué)科發(fā)展,與國際前沿緊密結(jié)合。合理增加徠卡、天寶、拓普康等國外品牌儀器的配置比例,一方面可以豐富實驗室的儀器種類,擴展學(xué)生的國際視野,有利于培養(yǎng)創(chuàng)新性人才；另一方面,也有利于相關(guān)科研活動和科學(xué)研究的開展。

因進口儀器較為昂貴,不可能大批量采購,可采用如下方法緩解這一問題,如在測繪工程本專業(yè)的數(shù)字測圖、二等水準測量等實習(xí)過程中,學(xué)生50人,分為10個小組,可將實習(xí)基地分成2個部分,5個小組采用國產(chǎn)儀器進行測量,另5個小組采用進口儀器測量,然后再互換測區(qū)和儀器。采用這一方法,可使得采購進口儀器的臺套數(shù)減半。目前測量實驗室配置有2臺高精度進口電子水準儀、3臺徠卡TC402型全站儀,臺套數(shù)不滿足2個實習(xí)的要求,另需采購3臺以上進口電子水準儀、2臺以上進口全站儀。此外,Trimble Net R9型GPS接收機、進口三維激光掃描儀、進口無人機等已列入學(xué)校高水平建設(shè)實驗室儀器采購計劃。

2.2 檢驗校正場的建設(shè)

做好儀器設(shè)備的維修和保養(yǎng)工作,定期對儀器設(shè)備進行檢驗和校正,可使儀器設(shè)備長期處于完好可用狀態(tài),不僅可以保障實驗教學(xué)和實習(xí)工作的順利實施,而且可以延長儀器的使用壽命,以達到挖掘潛力、節(jié)約經(jīng)費、提高使用效益的目的[10]。

加快測量儀器檢驗校正場的建設(shè),并在實驗教學(xué)和課程實習(xí)中增加儀器檢驗校正的內(nèi)容,不僅在一定程度上避免儀器設(shè)備的損壞,而且可以增強學(xué)生的動手能力和綜合素質(zhì),為培養(yǎng)高層次的本科生奠定了堅實的基礎(chǔ)。測量實驗室配置了成功牌大地測量儀器檢驗校正臺如圖1所示,可以完成水準儀i角的檢校和全站儀豎盤指標差及2C的檢校；在實驗室中架設(shè)了強制對中墩如圖2所示,可以進行全站儀乘常數(shù)、加常數(shù)的檢校；在實驗室樓頂布設(shè)了GPS接收機檢校場,可以進行GPS接收機相位中心的檢定。目前,儀器檢校場的建設(shè)已初有成效,文獻 [11]與文獻 [12]為取得的部分成果,圖3和圖4為相關(guān)的檢?，F(xiàn)場。

圖1 平行光管檢驗臺

圖2 強制對中墩

圖3 水準儀和全站儀檢?，F(xiàn)場

圖4 GPS接收機相位中心檢定現(xiàn)場

2.3 自主開發(fā)數(shù)字化實驗室管理系統(tǒng)，實行基于校園網(wǎng)的實驗室信息管理運行模式

實驗室已采購一臺服務(wù)器DELL PowerEdge R730,以此為載體,自主研發(fā)了實驗室電子管理系統(tǒng),其主體結(jié)構(gòu)如圖5所示。系統(tǒng)預(yù)留外部借口,實行基于校園網(wǎng)的實驗室信息管理運行模式,對實驗室進行半智能化管理,具備以下3個方面的功能。

1)儀器管理子系統(tǒng)：建立儀器設(shè)備的電子檔案,包含儀器名稱、儀器編號、出廠號、設(shè)備原值、出廠地、維修記錄、使用記錄、規(guī)定使用年限等,系統(tǒng)能夠新建、編輯、刪除、查找相關(guān)的檔案記錄。對于超出規(guī)定使用年限的儀器,系統(tǒng)發(fā)送該儀器的信息到管理人員的郵箱,提醒管理人員實施報廢手續(xù)。

2)儀器借還子系統(tǒng)：學(xué)生必須刷校園卡才能實現(xiàn)儀器的借出,同時系統(tǒng)也會依據(jù)學(xué)生領(lǐng)取的儀器型號向?qū)W生的郵箱發(fā)送該儀器的電子版說明書；學(xué)生必須刷校園卡才能實現(xiàn)儀器的歸還,同時實驗室管理人員要對儀器設(shè)備進行檢查,如有不正?，F(xiàn)象,要進行相關(guān)的責(zé)任認定和追究,并在系統(tǒng)中對該臺儀器進行標識,以便及時維護。

3)儀器調(diào)校和維修子系統(tǒng)：對狀態(tài)標識為“需檢?！钡膬x器,建立檢校記錄,內(nèi)容包括檢校項目、檢校日期、檢校人；對狀態(tài)標識為 “損壞”的儀器,建立維修記錄,內(nèi)容包括維修項目、維修單位、價格、發(fā)票號碼、送修日期、返回日期等。

圖5 實驗室信息管理系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)

3 結(jié)束語

測繪學(xué)科是一門實踐性較強的學(xué)科,測量實驗室是測繪實驗教學(xué)和科學(xué)研究的基地。為了打造創(chuàng)新性實驗平臺,學(xué)校的測量實驗室不僅要在儀器配置、檢校場建設(shè)、信息管理平臺的設(shè)計等方面做出努力,還需要進一步完善實驗室的規(guī)章制度,加強儀器設(shè)備管理,同時也要提升管理人員的科研和管理素質(zhì),這樣才能更好地為實驗教學(xué)和科研工作服務(wù)。

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