清潔生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與應(yīng)用

清潔生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與應(yīng)用

余沁園，彭軻，劉剛

(重慶新顏科技咨詢有限公司， 重慶401147)

摘要：清潔生產(chǎn)是一種預(yù)防污染的環(huán)境戰(zhàn)略，而開(kāi)展清潔生產(chǎn)審核、實(shí)施清潔生產(chǎn)方案則是提升企業(yè)清潔生產(chǎn)水平、提高資源利用效率和從源頭削減污染物的有效手段[1]。該文介紹了一種基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)表模型和導(dǎo)入規(guī)則，用于從清潔生產(chǎn)審核報(bào)告中提取清潔生產(chǎn)方案，經(jīng)數(shù)據(jù)抽取、轉(zhuǎn)換、裝載和清洗等步驟構(gòu)建清潔生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)。同時(shí)，借助軟件開(kāi)發(fā)工具，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)方案的查詢和多樣性呈現(xiàn)，為工業(yè)企業(yè)和咨詢機(jī)構(gòu)開(kāi)展清潔生產(chǎn)審核、實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗提供技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：清潔生產(chǎn)；數(shù)據(jù)庫(kù)；污染預(yù)防

收稿日期：2015-05-25

作者簡(jiǎn)介：余沁園(1973—)，男(羌族)，四川北川人，工程師，碩士，研究方向?yàn)榍鍧嵣a(chǎn)、環(huán)境信息化，E-mail：yuqinyuan@hotmail.com

中圖分類號(hào)：X38

DOI: 10.14068/j.ceia.2015.04.024

在清潔生產(chǎn)審核過(guò)程中，工業(yè)企業(yè)通常會(huì)產(chǎn)生和實(shí)施不同類型的清潔生產(chǎn)方案。這些方案有的花錢多，有的花錢少或者不花錢，有的側(cè)重于工藝技術(shù)改造，有的側(cè)重于加強(qiáng)管理或提高員工技能，然而都可以幫助企業(yè)提高資源利用效率，從源頭削減污染物的產(chǎn)生，有一定的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。清潔生產(chǎn)審核咨詢機(jī)構(gòu)如果注重基礎(chǔ)資料采集的完整性和準(zhǔn)確性[2]，以及清潔生產(chǎn)方案的有效收集和積累，則可為后續(xù)的其他清潔生產(chǎn)審核項(xiàng)目提供幫助，而構(gòu)建有特色的清潔生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)則是實(shí)現(xiàn)知識(shí)積累最基礎(chǔ)也最重要的工作。

2009年，重慶新顏科技咨詢有限公司承擔(dān)了“重慶清潔生產(chǎn)技術(shù)支撐平臺(tái)”的建設(shè)，至今從審核過(guò)的200多個(gè)清潔生產(chǎn)項(xiàng)目中收集和積累了5000多項(xiàng)清潔生產(chǎn)方案，經(jīng)數(shù)據(jù)清洗、整理后導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)，初步形成了涵蓋汽摩、機(jī)械、化工、醫(yī)藥、建材等多個(gè)行業(yè)的清潔生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)。

1數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)造

清潔生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)選用全球應(yīng)用最廣泛使用的開(kāi)源數(shù)據(jù)庫(kù)MySQL，運(yùn)行于Linux操作系統(tǒng)之上。清潔生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)配置為關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，其E-R模型比較明晰，最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)表為清潔生產(chǎn)方案表(solutions)，字段設(shè)置如表1所示。

表 1　數(shù)據(jù)表字段設(shè)置

其中，“項(xiàng)目編號(hào)”和“方案編號(hào)”構(gòu)成數(shù)據(jù)表的主關(guān)鍵字。按清潔生產(chǎn)審核的有關(guān)規(guī)范，“方案類別”共分8類，包括：提高員工素質(zhì)或完善激勵(lì)機(jī)制、加強(qiáng)管理、資源能源節(jié)約或原輔材料替代、優(yōu)化過(guò)程控制或完善計(jì)量、回收利用廢棄物或削減污染物、更新或維護(hù)設(shè)備、技術(shù)工藝改造、改進(jìn)產(chǎn)品或包裝物?！胺桨笭顟B(tài)”共分3類，包括：已實(shí)施、正在實(shí)施和計(jì)劃實(shí)施。“方案規(guī)?！惫卜?類，包括：中/高費(fèi)方案和無(wú)/低費(fèi)方案。

2數(shù)據(jù)清洗和整理

從形式上看，清潔生產(chǎn)方案的主要數(shù)據(jù)來(lái)源是咨詢機(jī)構(gòu)編制的《清潔生產(chǎn)審核報(bào)告》。然而，由于報(bào)告本身是非結(jié)構(gòu)化的文本格式(多為MS Word格式)，其中與清潔生產(chǎn)方案有關(guān)的匯總表的樣式隨編制人員不同而有一定差異，使數(shù)據(jù)的抽取比較困難。同時(shí)，文本格式的表格數(shù)據(jù)存在段落符號(hào)不一致，中、英文符號(hào)不統(tǒng)一，半角全角符號(hào)混用，以及在Windows系列操作系統(tǒng)下數(shù)據(jù)編碼格式與數(shù)據(jù)庫(kù)裝載工具要求有差異等問(wèn)題，因此在進(jìn)行數(shù)據(jù)裝載時(shí)常常存在關(guān)鍵數(shù)據(jù)的導(dǎo)入異常中斷，以及部分?jǐn)?shù)據(jù)冗余、重復(fù)、缺失等問(wèn)題。

數(shù)據(jù)的不規(guī)范，是建立清潔生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)的難點(diǎn)。要解決這個(gè)問(wèn)題、確保數(shù)據(jù)裝載成功，就需要在獲取清潔生產(chǎn)方案后進(jìn)行數(shù)據(jù)的抽取、轉(zhuǎn)換和裝載(數(shù)據(jù)ETL，即Extract, Transform & Load)，通常如果缺乏專業(yè)的數(shù)據(jù)ETL工具，則利用幾個(gè)常見(jiàn)工具也可完成，主要包括以下工作步驟：

(1)新建一個(gè)MS Excel工作表。從《清潔生產(chǎn)審核報(bào)告》“方案的產(chǎn)生和篩選”一章中拷貝清潔生產(chǎn)方案分類匯總表，并從“方案的實(shí)施”一章中拷貝已實(shí)施的清潔生產(chǎn)方案成果匯總表和正在實(shí)施以及計(jì)劃實(shí)施的清潔生產(chǎn)方案匯總表至Excel工作表，并按表 1內(nèi)容進(jìn)行數(shù)據(jù)列標(biāo)題和內(nèi)容調(diào)整；

(2)在Excel工作表中，將半角逗號(hào)“,”全部替換為全角逗號(hào)“，”，并將半角雙引號(hào)“”替換為全角雙引號(hào)“”；

(3)將文件另存為.csv文件(逗號(hào)分隔符文件)；

(4)再用Excel重新打開(kāi).csv文件，將所有數(shù)字類型的字段格式全部改為“常規(guī)”；

(5)在Excel中，將數(shù)字中的千分號(hào)全部刪除，并確保所有單元格中的軟回車字符全部刪除，然后保存文件；

(6)用Word打開(kāi).csv文件，將連續(xù)兩個(gè)半角逗號(hào)“,,”替換為“,NULL,”；

(7)重復(fù)上一步驟，確保所有“,,”全部被替換為“,NULL,”；

(8)利用替換功能將“空格+逗號(hào)”替換為“逗號(hào)”，并利用高級(jí)替換功能將段落標(biāo)記“,^P”替換為“,NULL^P”，保存文件；

(9)將.csv文件用Notepad打開(kāi)，另存為solutions.csv文件，記住選擇編碼為“utf”。

數(shù)據(jù)按上述步驟清洗、完善之后，再用數(shù)據(jù)庫(kù)管理工具(比如phpMyAdmin)導(dǎo)入solutions.csv文件，記住選擇“Ignore duplicate rows”，字段分隔符選擇逗號(hào)“,”。導(dǎo)入和裝載作業(yè)完成后，初步建立了清潔生產(chǎn)方案數(shù)據(jù)庫(kù)。

值得注意的是，如果在清潔生產(chǎn)審核過(guò)程中善于使用Excel等軟件工具，則可以從Excel中直接進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和清洗，跳過(guò)上述步驟(1)，簡(jiǎn)化工作。

3數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用

MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)的一大優(yōu)勢(shì)是有多種數(shù)據(jù)操縱平臺(tái)可供選擇，流行且簡(jiǎn)易的平臺(tái)選擇為L(zhǎng)AMP(Linux操作系統(tǒng)+Apache服務(wù)器+MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)+PHP編程語(yǔ)言)，因此筆者選擇PHP程序語(yǔ)言和Smarty模板引擎開(kāi)發(fā)了“方案查詢”功能。

目前，可以實(shí)現(xiàn)以下5種形式的方案查詢：

(1)按投資額查詢

(2)按方案種類查詢

(3)按行業(yè)查詢

(4)按企業(yè)查詢

(5)按組合查詢

PHP程序方面，首先是連接數(shù)據(jù)庫(kù)，關(guān)鍵語(yǔ)句如下：

$connection=mysql_connect($db_host,$db_username,$db_password);

if (!$connection)

die(“Could not connect to the database:
”.mysql_error());

mysql_select_db($db_database, $connection);

然后是構(gòu)造SQL查詢(以組合查詢?yōu)槔?，關(guān)鍵語(yǔ)句如下：

$sql=“select abbreviation, seq_no, name, environment, economic, investment from $db_table where $strCond limit $iStartRecord, $nRecordsPerPage”;

$result=mysql_query($sql,$connection);

if (!$result)

die(“could not get results from the table:$db_table
query condition is: ”.$strCond);

while($result_row=mysql_fetch_array($result))

$arrResult[]=$result_row;

mysql_close($connection);

最后，將查詢結(jié)果的表現(xiàn)與邏輯分離。這樣做有兩個(gè)好處，一是使用同樣的代碼可為不同的目標(biāo)生成數(shù)據(jù)，二是應(yīng)用程序設(shè)計(jì)人員可與開(kāi)發(fā)人員獨(dú)立工作[3]。筆者選用Smarty模板引擎對(duì)查詢結(jié)果進(jìn)行規(guī)整和修飾，可實(shí)現(xiàn)分頁(yè)顯示，代碼不再贅述。

比如，筆者正在協(xié)助一家機(jī)械企業(yè)開(kāi)展清潔生產(chǎn)審核，想查找一下與之有關(guān)的中/高費(fèi)清潔生產(chǎn)方案，于是以投資額為“50萬(wàn)元-500萬(wàn)元”，方案類別為“技術(shù)工藝改造”和“更新或維護(hù)設(shè)備”，以及所屬行業(yè)為“摩托、汽車和機(jī)械”進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)查詢，如圖1所示。

圖1　數(shù)據(jù)查詢界面 Fig.1　Data query interface

可以查詢到多條清潔生產(chǎn)方案，查詢結(jié)果如圖2所示。

圖2　數(shù)據(jù)查詢結(jié)果 Fig.2　Data query result

由于正在審核的這家工業(yè)企業(yè)正好擁有一條自泳線，現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)存在的資源浪費(fèi)和環(huán)境問(wèn)題較多，于是點(diǎn)擊查詢結(jié)果中的第1個(gè)項(xiàng)方案“自泳線改陰極電泳線”，則可以查看詳細(xì)情況，如圖3所示。

圖3　數(shù)據(jù)查詢結(jié)果詳情 Fig.3　Details of data query results

從中可以查看“長(zhǎng)安xx”公司實(shí)施該方案的簡(jiǎn)介、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益等描述，以及具體投資額、節(jié)電量等定量數(shù)據(jù)，對(duì)于筆者有重要的啟迪作用。

此外，將清潔生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)作為外部數(shù)據(jù)源與Excel等電子表格工具結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)Web發(fā)布數(shù)據(jù)透視圖。圖4是按“行業(yè)”和“方案類別”發(fā)布的清潔生產(chǎn)方案在“節(jié)約天然氣”績(jī)效方面的數(shù)據(jù)匯總透視圖。

圖4　數(shù)據(jù)透視圖 Fig.4　Data perspective chart

4結(jié)論

選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)清洗、整理方法，可以快速構(gòu)建清潔生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)，從而將清潔生產(chǎn)審核過(guò)程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，特別是清潔生產(chǎn)方案等予以整理和應(yīng)用，一方面便于探尋和積累有價(jià)值的行業(yè)清潔生產(chǎn)方案，另一方面也有助于提高清潔生產(chǎn)審核效率、快速提供有針對(duì)性的方案，做到事半功倍。

清潔生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用范圍很廣，可以為技術(shù)和管理工作提供更多、更好的支撐。除了進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)據(jù)裝載和查詢效率，以及完善基于Web的數(shù)據(jù)透視表和數(shù)據(jù)透視圖功能，筆者還在挖掘和嘗試實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的豐富性和多樣性的其他方法，這也是今后值得努力的方向之一。

清潔生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)目前僅由筆者所在咨詢機(jī)構(gòu)進(jìn)行維護(hù)和使用，應(yīng)用普及率還不高，若有關(guān)主管部門予以協(xié)調(diào)和支持，則有望推廣至全社會(huì)使用，為廣大工業(yè)企業(yè)節(jié)能減排作出更大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)(References)：

[1]國(guó)家環(huán)境保護(hù)局. 企業(yè)清潔生產(chǎn)審計(jì)手冊(cè)[M]. 北京: 中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社, 1996.

[2]余沁園, 彭軻. 清潔生產(chǎn)審核中基礎(chǔ)資料的采集[J]. 三峽環(huán)境與生態(tài), 2009, 2(4): 53-59.

[3]W Jason Gilmore. PHP與MySQL程序設(shè)計(jì)[M]. 朱濤江, 譯. 北京:人民郵電出版社, 2009.

Establishment and Application of Cleaner Production Database

YU Qin-yuan, PENG Ke, LIU Gang

(Chongqing New Look Technology Consulting Co., Ltd., Chongqing 401147, China)

Abstract:Cleaner production is a pollution-prevention oriented environmental strategy. Cleaner production assessment (CPA) and implementation of corresponding solutions are efficient and effective ways of elevating cleaner production level, optimizing resource utilization, and cutting pollutants from the source. This article introduces a relational-database based table model and import rules, by which cleaner production solutions are extracted from the CPA report, and database is built through data extraction, conversion, loading, and cleaning. At the same time, with proper software development tools, the query and diversity display of cleaner production solutions can be realized. In this way, it can provide technical support for industrial enterprises and consulting organizations to carry out CPA, save energy and reduce consumption.

Key words: cleaner production; database; pollution prevention