龍海洋，夏彬偉，姜永東，郭坤勇，錢文斌

（重慶大學(xué)a.煤礦災(zāi)害動(dòng)力學(xué)與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；b.資源與安全學(xué)院，重慶 400030）

0 引言

高校實(shí)驗(yàn)室是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)、科研創(chuàng)新等活動(dòng)的重要平臺(tái)［1］，承擔(dān)著人才培養(yǎng)、科研攻關(guān)、文化傳播等重要任務(wù)，在當(dāng)前“雙一流”建設(shè)中，已成為各高校教學(xué)與科研建設(shè)的重中之重。教育部于2018 年發(fā)布的《關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》中明確指出：要“開展智慧課堂、智慧實(shí)驗(yàn)室、智慧校園建設(shè)，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代技術(shù)在教學(xué)和管理中的應(yīng)用［2］”。

實(shí)驗(yàn)室管理涉及日常運(yùn)行、大型儀器共享、對(duì)外開放等，管理平臺(tái)的建設(shè)能夠?yàn)閷?shí)驗(yàn)室高效、穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。當(dāng)前，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧管理平臺(tái)已成為高校實(shí)驗(yàn)室日常管理的重要工具［3-4］，通過管理平臺(tái)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)科研儀器、實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)地等公共資源的智能化、可視化管理與使用，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室資源在科研攻關(guān)、人才培養(yǎng)、社會(huì)服務(wù)等方面的價(jià)值。

1 平臺(tái)構(gòu)建目標(biāo)

煤礦災(zāi)害動(dòng)力學(xué)與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室于2011年獲科技部批準(zhǔn)建設(shè)，圍繞煤礦生產(chǎn)建設(shè)中急需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題，重點(diǎn)開展煤礦災(zāi)害動(dòng)力學(xué)與控制領(lǐng)域基礎(chǔ)及應(yīng)用基礎(chǔ)研究。實(shí)驗(yàn)室擁有大型儀器200 余臺(tái)套，實(shí)現(xiàn)科研儀器的高效共享，是實(shí)驗(yàn)室管理的重要工作，同時(shí)還面臨日常安全監(jiān)管等諸多難題。實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新管理體制，完善運(yùn)行機(jī)制，結(jié)合自身日常運(yùn)行管理、科研儀器使用等情況，已開展了智慧管理平臺(tái)的相關(guān)建設(shè)工作，其建設(shè)目標(biāo)如下：

（1）采用模塊化設(shè)計(jì)。以建立一套高效、穩(wěn)定、開放的信息化管理體系為總體目標(biāo)，可根據(jù)不同需求、不同權(quán)限靈活配置。

（2）重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)大型儀器的開放共享管理。大型儀器作為實(shí)驗(yàn)室的戰(zhàn)略基礎(chǔ)，其開放共享程度、使用效率，關(guān)乎科研產(chǎn)出的質(zhì)與量［5-6］。突破科研儀器課題組制，統(tǒng)籌資源，將大型儀器集中管理，運(yùn)用信息化手段，實(shí)現(xiàn)儀器預(yù)約共享；同時(shí)，充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)使用機(jī)時(shí)、運(yùn)行狀態(tài)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，提高儀器使用效率。

（3）借助信息化監(jiān)管手段，助力實(shí)驗(yàn)室安全建設(shè)。安全重于泰山，要緊繃實(shí)驗(yàn)室安全這根弦。在建立完善各項(xiàng)規(guī)章制度的基礎(chǔ)上，充分運(yùn)用信息化管理手段，為實(shí)驗(yàn)室安全保駕護(hù)航［7-8］。

（4）實(shí)現(xiàn)日常工作的集中化、流程化管理。實(shí)驗(yàn)室作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)、科研創(chuàng)新的主戰(zhàn)場(chǎng)，涉及實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地預(yù)約審批，師資信息的維護(hù)更新，對(duì)外開放管理；同時(shí)，還需對(duì)科研成果、科研項(xiàng)目等數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤統(tǒng)計(jì)，以支撐學(xué)科評(píng)估與實(shí)驗(yàn)室考核等重要工作［9-10］。實(shí)驗(yàn)室日常工作繁雜，涉及數(shù)據(jù)量大，時(shí)間跨度較長(zhǎng)，為此實(shí)現(xiàn)集中化、信息化管理，對(duì)提高管理效率尤為重要。

2 平臺(tái)組成與功能

平臺(tái)基于瀏覽器/服務(wù)器（B/S）的構(gòu)架模式，運(yùn)用ASP.NET技術(shù)，采用模塊化設(shè)計(jì)手段，來實(shí)現(xiàn)集實(shí)驗(yàn)室管理、儀器預(yù)約、門禁監(jiān)控等功能于一體的網(wǎng)絡(luò)化綜合管理平臺(tái)的開發(fā)，系統(tǒng)構(gòu)建如圖1 所示。

圖1 平臺(tái)構(gòu)建

（1）系統(tǒng)設(shè)置。管理平臺(tái)采用基于用戶權(quán)限的模塊化設(shè)計(jì)，其參數(shù)設(shè)置決定了管理平臺(tái)的靈活性、擴(kuò)展性。包含院系、樓棟、班級(jí)等基本信息設(shè)置；也包含用戶角色設(shè)置、用戶管理、用戶注冊(cè)與審核等用戶參數(shù)設(shè)置。其中師生信息數(shù)據(jù)的管理與維護(hù)是系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的核心。

超級(jí)管理員，完成基本信息設(shè)置后，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)際情況，預(yù)設(shè)教師、實(shí)驗(yàn)管理、項(xiàng)目管理、用房管理等不同角色，并對(duì)相關(guān)角色可使用的功能進(jìn)行設(shè)置，實(shí)現(xiàn)基于角色的權(quán)限管理。

（2）資產(chǎn)管理。儀器資產(chǎn)體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室科研建設(shè)水平，對(duì)其實(shí)現(xiàn)全生命周期的集成化、信息化管理，可避免重復(fù)購置，促進(jìn)資源共享［11］。

資產(chǎn)信息化管理包含采購申請(qǐng)與審批，建賬入庫、資產(chǎn)管理、資產(chǎn)查詢、數(shù)據(jù)報(bào)表等功能。資產(chǎn)的后續(xù)管理還涉及資產(chǎn)變更、借用、歸還、維修、報(bào)廢等事項(xiàng)。

（3）儀器預(yù)約?？蒲袃x器作為高?！半p一流”建設(shè)的核心支撐，是科研創(chuàng)新、科技攻關(guān)的核心動(dòng)力。然而，由于資源配置不均，傳統(tǒng)模式的課題組管理，以及相對(duì)落后的人工預(yù)約，難以充分發(fā)揮大型實(shí)驗(yàn)儀器在科研、教學(xué)、社會(huì)服務(wù)的價(jià)值［12］。運(yùn)行信息化手段，開展儀器有償共享，是高?？蒲袃x器管理的必然選擇。

儀器預(yù)約模塊，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見圖2。管理人員在開放管理中對(duì)儀器信息、參數(shù)功能、注意事項(xiàng)等基礎(chǔ)信息進(jìn)行設(shè)置發(fā)布。初次開展實(shí)驗(yàn)的師生，需先進(jìn)行操作與安全培訓(xùn)，培訓(xùn)通過后，方可獲得實(shí)驗(yàn)預(yù)約的權(quán)限。

圖2 儀器預(yù)約功能結(jié)構(gòu)

師生登錄運(yùn)行平臺(tái)，查閱儀器開放狀態(tài)，填報(bào)如圖3 所示的預(yù)約信息并提交實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)約。儀器管理教師對(duì)實(shí)驗(yàn)方案等信息進(jìn)行審核，即完成實(shí)驗(yàn)預(yù)約。實(shí)驗(yàn)開展后，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)報(bào)告，進(jìn)行歸檔，并按照收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，完成儀器收費(fèi)管理。

圖3 儀器預(yù)約信息

（4）門禁監(jiān)控。高校實(shí)驗(yàn)室作為科研創(chuàng)新的關(guān)鍵場(chǎng)地，配置有分析測(cè)試類、自主研制類等大型儀器，涉及高溫、高壓、強(qiáng)電、氣源等特殊復(fù)雜環(huán)境；同時(shí)，涉及院內(nèi)外眾多師生，人員復(fù)雜，流動(dòng)性大，這對(duì)實(shí)驗(yàn)室安全建設(shè)提出了更高的要求［13］。

智慧管理平臺(tái)建設(shè)，借助現(xiàn)代化管理手段，引入智能門禁以及室內(nèi)外全方位視頻監(jiān)控技術(shù)，將門禁權(quán)限與預(yù)約管理有機(jī)結(jié)合，建立預(yù)防為主，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程管控，并做到可全程追溯，為實(shí)驗(yàn)室安全運(yùn)行保駕護(hù)航。

（5）同屏傳輸。高校實(shí)驗(yàn)室涉及的科研儀器種類多，不同的儀器操作規(guī)范、步驟截然不同。為更好地實(shí)現(xiàn)過程管控，實(shí)現(xiàn)問題溯源，在完善的視頻基礎(chǔ)上，引入同屏傳輸系統(tǒng)，將儀器操作界面實(shí)時(shí)傳輸至運(yùn)行管理中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過程的實(shí)時(shí)監(jiān)視、記錄。

（6）實(shí)驗(yàn)室管理。實(shí)驗(yàn)室管理主要包含實(shí)驗(yàn)室開放、實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍、科研成果、日常運(yùn)行等管理。智慧管理平臺(tái)的建設(shè)，在不斷完善管理制度的基礎(chǔ)上，借助信息化手段，切實(shí)推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室管理的制度化、規(guī)范化、信息化，確保實(shí)驗(yàn)室安全穩(wěn)定運(yùn)行，提升教學(xué)科研服務(wù)水平與效率［14］。

（7）智能終端。通過信息門戶網(wǎng)頁，實(shí)現(xiàn)智慧平臺(tái)的訪問、管理、維護(hù)等操作，同時(shí)開發(fā)移動(dòng)客戶端，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程移動(dòng)辦公。手機(jī)客戶端包含門禁管理、實(shí)驗(yàn)預(yù)約與審批、信息查詢等功能。

設(shè)置專門的運(yùn)行監(jiān)控中心，配備12 個(gè)液晶顯示屏，實(shí)現(xiàn)集中管控。同時(shí)，各實(shí)驗(yàn)室設(shè)置終端電子顯示課牌，同步顯示儀器信息、預(yù)約狀態(tài)、實(shí)驗(yàn)室開放、日常動(dòng)態(tài)等信息（見圖4）。

圖4 實(shí)驗(yàn)室管理中心

3 平臺(tái)建設(shè)成效

國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室于2018 年逐步開展智慧實(shí)驗(yàn)室建設(shè)工作，儀器共享、實(shí)驗(yàn)室開放、日常管理等方面均效果顯著。

（1）大型儀器共享能力提升，科研支撐成果豐碩。學(xué)校切實(shí)推進(jìn)大型儀器共享，是落實(shí)科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，支撐“雙一流”建設(shè)的重要舉措［15］。通過智慧管理平臺(tái)的建設(shè)，在儀器共享方面，統(tǒng)籌資源配置，通過儀器在線預(yù)約功能，實(shí)現(xiàn)“透明化”管理，簡(jiǎn)化了預(yù)約流程，提升了儀器共享效率。

2018～2020 年期間，在學(xué)校大型儀器考核中，高溫高壓三軸巖石實(shí)驗(yàn)機(jī)等儀器，先后獲得15 個(gè)“優(yōu)秀機(jī)組”稱號(hào)，支撐實(shí)驗(yàn)人員開展實(shí)驗(yàn)教改3 項(xiàng)。同時(shí)按照有償共享的原則，在支撐校內(nèi)科研攻關(guān)的同時(shí)，先后為武漢大學(xué)、四川大學(xué)等科研院提供科研服務(wù)，3 年累積共享收費(fèi)約60 余萬元，為儀器的運(yùn)行維護(hù)提供了強(qiáng)有力的經(jīng)費(fèi)保障。

（2）實(shí)驗(yàn)室開放力度加大，人才培養(yǎng)作用顯著。通過智慧實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)的建設(shè)，對(duì)外開放質(zhì)量、服務(wù)水平顯著提升，實(shí)驗(yàn)室已成為學(xué)校對(duì)外開放的首選平臺(tái)，越來越多的青少年、企事業(yè)學(xué)者走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，切實(shí)履行了國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對(duì)外開放的職責(zé)。

2018～2020 年期間，支撐院內(nèi)外學(xué)生開展SRTP、國(guó)創(chuàng)、競(jìng)賽等項(xiàng)目60 余項(xiàng)，已承擔(dān)重慶市青少年雛鷹計(jì)劃4 項(xiàng)，連續(xù)3 年承擔(dān)全國(guó)青少年高?？茖W(xué)營(yíng)活動(dòng)。

（3）運(yùn)行效率明顯提高，安全管理體系逐步完善。國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室年度報(bào)告等考評(píng)材料，涉及科研項(xiàng)目、文章、成果等眾多支撐數(shù)據(jù)，通過科研成果等管理系統(tǒng)的建設(shè)，大大提高了日常管理效率。

基于實(shí)驗(yàn)預(yù)約的門禁管理模式，保障了實(shí)驗(yàn)室的安全運(yùn)行。學(xué)生實(shí)驗(yàn)預(yù)約成功后，方可憑校園卡在預(yù)約時(shí)段進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開展實(shí)驗(yàn)研究。在不斷完善安全管理機(jī)制的基礎(chǔ)上，儀器預(yù)約、智能門禁、視頻監(jiān)控與同屏傳輸四位一體建設(shè)，保障實(shí)驗(yàn)室安全、有序運(yùn)行，為實(shí)驗(yàn)室安全保駕護(hù)航。

4 平臺(tái)進(jìn)一步建設(shè)的思考

（1）制定建設(shè)目標(biāo)，確保高效有序開展。高校實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)有教學(xué)型、科研型、綜合服務(wù)型等之分，建設(shè)重點(diǎn)各有千秋。教學(xué)型實(shí)驗(yàn)室重點(diǎn)在于以學(xué)生為中心的課前選課、課中管控、課后考核歸檔等功能的實(shí)現(xiàn)；科研型實(shí)驗(yàn)室則偏重于大型儀器的開放共享，實(shí)現(xiàn)在線預(yù)約審批、實(shí)驗(yàn)過程管控、實(shí)驗(yàn)后運(yùn)行歸檔、實(shí)驗(yàn)收費(fèi)等流程化高效管理［16］。同時(shí)工科、理科、醫(yī)學(xué)等不同類型實(shí)驗(yàn)室的差異性顯著，智慧實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)的建設(shè)，務(wù)必明確目標(biāo)與功能，方可有序開展。

（2）學(xué)校統(tǒng)籌建設(shè)，提高建設(shè)效益。在“雙一流”建設(shè)背景下，高校借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，相繼開展智慧校園、智慧實(shí)驗(yàn)室等信息化平臺(tái)建設(shè)。然而，智慧管理平臺(tái)需與資產(chǎn)處、教務(wù)處、信息中心等部門實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，方可更好地實(shí)現(xiàn)智慧化、信息化管理；另一方面，高校實(shí)驗(yàn)室眾多，分屬不同學(xué)院，所以從學(xué)校層面出發(fā)，共同開展校、院兩級(jí)構(gòu)架模式的智慧管理平臺(tái)建設(shè)，統(tǒng)籌全校資源，全面提升教學(xué)質(zhì)量、管理服務(wù)水平、完善儀器共享體系。

（3）運(yùn)用平臺(tái)大數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)，助力實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。借助管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)功能，實(shí)時(shí)掌握科研儀器使用情況、實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行狀態(tài)等信息，為后期儀器裝備購置、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與開放等提供數(shù)據(jù)支撐。

5 結(jié)語

借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息化管理等手段，開展智慧實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)，將智能門禁、儀器預(yù)約、安全監(jiān)控等功能集于一體，實(shí)現(xiàn)教學(xué)科研、日常開放等管理的流程化、規(guī)范化與信息化；實(shí)現(xiàn)資源統(tǒng)籌配置，提高科研儀器共享效率，增加科研產(chǎn)出；改善師生科研條件，提升管理服務(wù)水平；完善安全監(jiān)管體系，助力實(shí)驗(yàn)室安全建設(shè)。

·名人名言·

最有價(jià)值的知識(shí)是關(guān)于方法的知識(shí)。

——達(dá)爾文