李 焓， 姚 佳

(成都理工大学 教务处，四川 成都610059)

0 引 言

近年来，随着我国高等教育事业的蓬勃发展，高校实验室的种类和数量不断增多，实验室的教学、科研活动日趋频繁，实验室的人员集中度和流动性也相应增加，实验室安全事故时有发生［1］，因此，加强高校实验室安管理，提高实验室安全监管能力，是各高校全乃至整个社会值得深入研究和探讨的重要研究课题［2］。实验室安全管理综合评价是实验室建设与管理的一个重要内容［3］。在对实验室进行安全管理评价时，所涉及到的指标项较多，并且其等级标准存在模糊性，不确定性，使得在数据处理时都存在一些不确定性问题［4］。

集对分析是赵克勤于1989 年首次提出的，是一种研究不确定性的数学方法，在分析处理多目标不确定性问题时具有较强的适用性［5］。基于熵权的五元联系数集对模型是在集对分析理论和熵权法的基础上提出的一种综合评价方法，它从多目标之间的联系度与转化的同一度、差异度和对立度描述各个目标之间的相关性，并通过信息熵确定指标权重，进而进行客观评价［6］。本文试图将基于熵权的五元联系数集对模型引入到实验室安全管理展开综合评价中，并通过运用实例进行了分析。结果表明，该方法是一种有效的、可靠的评价方法。

1 五元联系数评价模型

1.1 五元联系数评价模型

在实验室安全管理评价时，把实际考评结果作为集合A，考评等级标准看作集合B，通过比较A 集合和B 集合，找出它们同、异、反的联系度，就可以对各实验室安生管理进行比较分析，从而判断所属等级。

根据上面的思想，现对实验室安全管理五元联系数集对模型进行构建。

(1)构建集对H(Al，Bk)。选择具有代表的评价指标，将样本评价指标的实测值xl(l =1，2，…，m，m为评价指标数)看成一个集合Al，将相应的标准计为另一集合Bk(k =1，2，…，n;n 为评价等级)，其集合Al，Bk构成集对H(Al，Bk)。

(2)构造五元联系数。有五元联系数μAl～Bk描述集对H(Al，Bk)的关系:

式中，al、bl，1、bl，2、bl，3、cl分别表示指标xl与该指标的Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级标准的联系度。

(3)构造联系度表达式。在评价指标体系中将其等级划分为5 个等级时，将涉及到4 个等级边界值，因为边界值具有模糊性，所以若单因子评价落入该级的范围视为同一，落入相邻的等级视为差异，落入相隔的等级范围视为对立，即通过差异度分量解决等级边界模糊性的问题［7］。由于在实验室安全管理中所涉及的指标都是效益性的指标(即越大越好型指标)，所以本文采用效益型的联系度表达式［8］:

式中，s1、s2、s3、s4为评价指标的门限值。

1.2 熵权法确定指标权重

熵权法是一种在综合考虑各因素所提供信息量的基础上，计算一个综合指标的数学方法［9］，它主要是根据各指标传递给决策者的信息量大小来确定其权数。因此可以用信息熵评价所获系统信息的有序度及效用，即由评价指标值构成的判断矩阵来确定指标权重，其具体计算步骤如下:

(1)根据标准化矩阵计算第i 项指标的熵值ei:

式中，zij(i=1，2，…，n;j =1，2，…，m)为第j 个评价指标的第j 个评价对象具体量值xij进行标准化处理后的结果，k 的取值为:k=，且有0 ＜ei＜1。

(2)计算第i 个指标的差异性系数gi

(3)对差异性系数进行归一化处理

得到熵权权重向量ω=(ω1，ω2，…，ωn)。

1.3 综合关联度及评价等级

(1)通过联系度表达式计算出各指标的联系度μAl～Bk，再结合各评价指标的权重，计算出综合联系度。

式中:ωl为第l 个指标的权重。

(2)等级判定。采用置信度准则来确定其评价等级。

式中:f1，f2，…，fK，为联系度分量，其参数的意义理解为f1为隶属于1 级标准的可能程度;f2为隶属于2 级标准的可能程度;fK为隶属于K 级标准的可能程度［10］;λ 为置信度，范围为［0.5，0.7］，对于给定的λ，当hK＞λ 且hK－1≤λ 时，则评价结果属于级。

2 实例分析

为了验证该模型在实验室安全管理综合评价中的有效性，笔者在现有实验室管理评价体系的研究基础上［11-16］，依据科学性、针对性和可操作性的原则，设计出本次实验室安全管理的评价体系，该指标体系包含21 个指标项，各指标具体内容见表1。

表1 2013 学年某高校教学实验室安全管理综合指标

利用该指标体系，分别选取“物理实验室”、“电工实验室”、“化学实验室”、“机械实验室”作为评价对象，且各指标项的实测值详见表1。现利用所建模型进行具体分析如下:

(1)评价等级划分。在评价之前，首先将实验室安全管理评价等级划分为Ⅰ～Ⅴ级五个评价等级，五个等级的单因素评价标准临界值s1，s2，s3，s4，构成5个区间(∞，8］，(8，6］，(6，4］，(4，2］，(2，－∞)，每个区间分别对应“高”(Ⅰ级)、“较高”(Ⅱ级)、“中等”(Ⅲ级)、“较低”(Ⅳ级)、“低”(Ⅴ级)5 个等级。

(2)计算联系度。依据联系度表达式，根据各指标的实测值计算各指标对应各等级的联系度分量(详细计算结果省略)。

(3)指标权重确定。将表2 中各实验室相应指标实测量值进行标准化处理后，利用熵权法确定其指标权重ω=(ω1，ω2，…，ω21)，得各指标权重值，结果见表1 中的权重列。

(4)计算综合联系度。利用式(5)综合联系度计算公式μA～B，计算出各实验室的综合关联度量，结果见表2。

(5)结果分析。依据表2 中各实验室的综合联系度μA～B计算结果，根据置信度原则，取λ=0.5，则h1=f1=0.552;h2=f1=0.563，h3=f1+f2=0.516，h4=f1=0.686，得各实验室评价所属等级分别为:Ⅰ(高)，Ⅰ(高)，Ⅱ(较高)，Ⅰ(高)。再根据同一等级的不同联系度值的大小，进一步对其4 个实验室的安全管理状况进行综合排序，结果为:h4＞h2＞h1＞h3。

表2 综合关联度计算结果及所属等级

将该评价结果与模糊综合评价法的评价结果进行对比(见表3)，两种评价分析方法所得的结果相吻合。进一步证明了该模型在实验室安全管理评价的可行性、可靠性。

3 结 语

基于集对理论，建立起高校实验室安全管理综合评价的五元联系数集对模型，从而为高校实验室安全管理综合评价找到一种定量分析的新方法。同时将信息论中的熵权理论运用到指标权重计算，有效地减少评价过程中的主观性，提高了实验室安全管理综合评价的客观性。最后通过实例进行对比分析，进一步证明了利用该模型在实验室安全管理综合评价的适用性和可行性，为实验室安全管理综合评价提供了新的参考方法。

表3 评价结果比较

［1］ 贾贤龙.高等学校实验室安全现状分析与对策［J］. 实验室研究与探索，2013，30(12):193-195.

［2］ 朱娟蓉.强化高校实验室安全管理工作的对策［J］. 实验室研究与探索，2013，32(6):430-433.

［3］ 武晓峰，闻星火.高校实验室安全工作的分析与思考［J］.实验室研究与探索，2013，31(8):81-87.

［4］ 陆琳睿，吴伊萍，陈 祺.基于BP 神经网络的高校实验室安全评价模型及应用［J］.实验室研究与探索，2013，32(2):214-218.

［5］ 赵克勤.集对分析及其初步应用［M］.杭州:浙江科学技术出版社，2000.

［6］ 李文宾，姚阿漫.基于熵权的五元联系数在地下水水质评价中的应用［J］.水资源与水工程学报，2013，24(2):118-120.

［7］ 王文圣，金菊良，丁 晶，等.水资源系统评价新方法集对评价法［J］.中国科学(E 辑:技术科学)，2009，39(9):1529-1534.

［8］ 冯莉莉，高军省.基于六元联系数的水质综合评价模型［J］.灌溉排水学报，2011，30(1):121-124.

［9］ 熊竣熙，薛 晋，赵冬梅. 基于模糊综合评价的高铁工程施工质量风险分析［J］.工程管理学报，2012，26(2):42-45.

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［12］ 蔡仕衡，江 琦，胡 驰，等.高校实验室安全管理体系建设的探讨［J］.实验技术与管理，2012，29(11):203-210.

［13］ 蔡毅飞，薛 来. 化学实验室环境－安全模糊评价模型的研究［J］.实验技术与管理，2012，29(7):199-204.

［14］ 刘春柱. 高校实验室安全现状与管理对策［J］. 实验室科学，2006，8(4):89-92.

［15］ 叶秉良，汪进前，李五一，等.高校实验室安全管理体系构建与实践［J］.实验室研究与探索，2011，30(8):419-421.

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