一种基于数据分析的实验室安全流程监管系统的制作方法

本发明涉及实验室安全监管，尤其涉及一种基于数据分析的实验室安全流程监管系统。

背景技术：

1、现在一些科研机构和公司企业都有自己完善的实验室，并且可能一个单位拥有多个实验室，实验室即进行实验的场所，实验室是科学的摇篮，是科学研究的基地，科技发展的源泉，对科技发展起着非常重要的作用，实验室按归属可分为三类：第一类是从属于大学或者是由大学代管的实验室；第二类实验室属于国家机构，有的甚至是国际机构；第三类实验室直接归属于工业企业部门，为工业技术的开发与研究服务；

2、其中，对实验室的实时监控成了目前实验室安全流程管理中普遍遇到的问题，一般企业都是需要实验室人员时刻巡视实验室，了解实验室的设备情况和实验数据，但是，实验室人员不可能时刻巡视实验室，对实验室的设备情况和人员进入情况都不能及时的进行实时监控，对实验室人员实时了解实验室情况带来不便，且无法对监控、预警以及可视进行安全监管，进而降低实验室的整体安全性，且不利于对实验室安全流程进行合理监管反馈预警，同时存在实验室异常使用情况；

3、针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于数据分析的实验室安全流程监管系统，去解决上述提出的技术缺陷，本发明通过监控、预警以及可视三个角度进行分析，以提高实验室安全流程监管的严谨性和监管预警性能，避免出现实验室异常使用的情况，降低实验室异常使用风险，同时有助于提高实验室安全监管流程的合理性和管理及时性，且通过信息反馈的方式对监管预警流程进行合理、有针对性的优化管理，以便在监控预警正常的前提下，有助于提高实验室使用认证流程的监管效果。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于数据分析的实验室安全流程监管系统，包括安全监管平台、数据采集单元、流程监管单元、安全反馈单元、融合评估单元、可视风险单元以及后端管理单元；

3、当安全监管平台生成运管指令时，将运管指令发送至数据采集单元，数据采集单元在接收到运管指令后，立即采集实验室监控设备的监控数据，监控数据包括运行特征值和安全传输值，并将监控数据发送至流程监管单元，流程监管单元在接收到监控数据后，立即对监控数据进行有效监管评估反馈分析和图像辅助评估操作，将得到的正常信号发送至安全反馈单元，将得到的异常信号经融合评估单元发送至后端管理单元；

4、安全反馈单元在接收到正常信号后，立即采集实验室的预警数据，预警数据包括指示风险值和线路阻碍值，并对预警数据进行预警监管评估分析，将得到的运行信号发送至融合评估单元，将得到的告警信号经融合评估单元发送至后端管理单元；

5、融合评估单元在接收到运行信号后，立即进行数据融合风险反馈操作，将得到的安全信号发送至可视风险单元，将得到的低级优化信号和高低优化信号发送至后端管理单元；

6、可视风险单元在接收到安全信号后，立即采集实验室的画面数据，画面数据包括显示风险值和人员面部特征图像，并对画面数据进行安全监管预警分析，将得到的无效信号、通过信号以及未通过信号发送至后端管理单元；

7、优选的，所述流程监管单元的有效监管评估反馈分析过程如下：

8、采集到实验室监控设备开始运行时刻到结束运行时刻之间的时长，并将其标记为时间阈值，将时间阈值划分为i个子时间段，i为大于零的自然数，获取到各个子时间段内监控设备的运行特征值，运行特征值表示运行特征参数所对应数值超出预设阈值的部分之和，运行特征参数包括异响偏离值、供电波动偏离值，异响偏离值表示异响特征曲线与x轴所围成的面积超出预设阈值的部分，供电波动偏离值表示供电电压特征曲线中最大波峰值和最小波谷值之间的差值超出预设阈值的部分；

9、获取到各个子时间段内监控设备的安全传输值，安全传输值表示画面传输时长超出预设时长阈值的部分，再与显示画面卡顿次数经数据归一化处理后得到的积值，画面传输时长表示开始传输时刻到显示画面时刻之间的时长与传输距离之间的比值，将运行特征值和安全传输值分别标号为yti和aqi。

10、优选的，所述流程监管单元的图像辅助评估操作过程如下：

11、根据公式得到各个子时间段的监管风险评估系数，其中，a1和a2分别为运行特征值和安全传输值的预设比例因子系数，a1和a2均为大于零的正数，a3为预设修正因子系数，取值为1.291，pi为各个子时间段的监管风险评估系数，以子时间段的个数为x轴，以监管风险评估系数pi为y轴建立直角坐标系，通过描点的方式绘制监管风险评估系数曲线，同时在该坐标系中绘制预设监管风险评估系数阈值曲线，进而获取到监管风险评估系数曲线位于预设监管风险评估系数阈值曲线上方线段长度和上方线段与预设监管风险评估系数阈值曲线所围成的面积，并分别标记为长度风险值和面积风险值，并将长度风险值和面积风险值经数据归一化处理后得到的积值标记为监管评估值，将监管评估值与其内部录入存储的预设监管评估值阈值进行比对分析：

12、若监管评估值与预设监管评估值阈值之间的比值小于1，则生成正常信号；

13、若监管评估值与预设监管评估值阈值之间的比值大于等于1，则生成异常信号。

14、优选的，所述安全反馈单元的预警监管评估分析过程如下：

15、s1：获取到时间阈值内实验室的指示风险值，指示风险值表示风险指示预警设备的总个数，风险指示预警设备表示指示预警设备的异响均值超出预设异响均值的部分，再与灯光亮度低于预设灯光亮度的部分经数据归一化处理后得到的积值超出预设阈值所对应的指示预警设备；

16、s2：获取到时间阈值内实验室的线路阻碍值，线路阻碍值表示线路参数所对应数值超出预设阈值的部分之和，线路参数包括线路运行温度风险值、无功功率均值，线路运行温度风险值表示运行温度特征曲线位于预设运行温度特征曲线上方线段长度与上方线段所对应时长经数据归一化处理后得到的比值；

17、s3：将指示风险值和线路阻碍值与其内部录入存储的预设指示风险值阈值和预设线路阻碍值阈值进行比对分析：

18、若指示风险值小于预设指示风险值阈值，且线路阻碍值小于预设线路阻碍值阈值，则生成运行信号；

19、若指示风险值大于等于预设指示风险值阈值，或线路阻碍值大于等于预设线路阻碍值阈值，则生成告警信号。

20、优选的，所述融合评估单元的数据融合风险反馈操作过程如下：

21、t1：获取到运行信号所对应的指示风险值和线路阻碍值，同时获取到正常信号所对应的监管评估值，将指示风险值、线路阻碍值以及监管评估值分别标号为zx、za以及jp；

22、t2：根据公式得到安全性能评估系数，其中，f1、f2以及f3分别为指示风险值、线路阻碍值以及监管评估值的预设权重因子系数，f1、f2以及f3均为大于零的正数，f4为预设容错因子系数，取值为2.116，r为安全性能评估系数，并将安全性能评估系数r与其内部录入存储的预设安全性能评估系数阈值进行比对分析：

23、若安全性能评估系数r小于等于预设安全性能评估系数阈值，则生成安全信号；

24、若安全性能评估系数r大于预设安全性能评估系数阈值，则生成反馈指令，当生成反馈指令时，获取到反馈指令所对应安全性能评估系数r大于预设安全性能评估系数阈值的部分，并将反馈指令所对应安全性能评估系数r大于预设安全性能评估系数阈值的部分标记为优化性能值，同时获取到实验室设备的维护间隔时长均值，进而将优化性能值与维护间隔时长均值经数据归一化处理后得到的比值标记为优化管理值，并将优化管理值与其内部录入存储的预设优化管理值阈值进行比对分析：

25、若优化管理值小于预设优化管理值阈值，则生成低级优化信号；

26、若优化管理值大于等于预设优化管理值阈值，则生成高低优化信号。

27、优选的，所述可视风险单元的安全监管预警分析过程如下：

28、获取到时间阈值内监控显示设备的显示风险值，显示风险值表示显示画面卡顿时长超出预设卡顿时长阈值的部分，再与显示画面缺失面积与显示画面总面积之比经数据归一化处理后得到的积值，并将显示风险值与其内部录入存储的预设显示风险值阈值进行比对分析：

29、若显示风险值大于等于预设显示风险值阈值，则生成无效信号；

30、若显示风险值小于预设显示风险值阈值，则生成有效信号，当生成有效信号后，立即获取到时间阈值内监控显示设备显示画面中所有的人员面部特征图像，并将人员面部特征图像与其实验室使用申请通过的授权人员面部特征图像进行比对分析：

31、若人员面部特征图像属于授权人员面部特征图像，则生成通过信号，并将通过信号发送至后端管理单元，后端管理单元在接收到通过信号后，立即在通过一栏展示通过信号所对应人员面部特征图像和人员基本信息，人员基本信息包括身份证后四位、姓名、性别；

32、若人员面部特征图像不属于授权人员面部特征图像，则生成未通过信号。

33、本发明的有益效果如下：

34、(1)本发明通过监控、预警以及可视三个角度进行分析，以提高实验室安全流程监管的严谨性和监管预警性能，避免出现实验室异常使用的情况，降低实验室异常使用风险，同时有助于提高实验室安全监管流程的合理性和管理及时性，且通过信息反馈的方式对监管预警流程进行合理、有针对性的优化管理，以便在监控和预警正常的前提下，有助于提高实验室使用认证流程的监管效果；

35、(2)本发明通过对监控数据进行有效监管评估反馈分析，以判断实验室监控设备是否正常运行，以保证实验室的安全监管预警效果，同时有助于提高实验室的安全管理合理性，在监控正常的前提下，对预警数据进行预警监管评估分析，以判断实验室内指示预警设备是否正常运行，以保证实验室的安全预警性能和预警及时性，且在数据连锁下对实验室整体监管预警性能进行分析，以保证后续实验室管控预警性，以及对画面数据进行安全监管预警分析，以便对进入实验室进行权限认证，以提高实验室的使用安全性，同时有助于提高实验室安全流程监管的严谨性。