可燃性粉塵數(shù)據(jù)庫建設與應用

張 琰 姜 楠 呂 東 郭 蕊

1.公安部天津消防研究所 2.天津市紅橋區(qū)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局

粉塵燃爆事故數(shù)見不鮮。昆山鋁粉爆炸事故余波未平，溫州、臺灣等地又相繼發(fā)生粉塵爆炸事故[1]。此外，隨著各類新材料在各個行業(yè)的廣泛應用，新材料廠商生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵物質門類繁多，危險性差異較大，消防管理部門對各類可燃性粉塵的危險性認識尚不全面，對涉粉塵企業(yè)和場所的消防監(jiān)督和管理存在盲區(qū)。只有了解各類粉塵的危險性參數(shù)，明晰隱患存在和事故后果，消防監(jiān)督管理工作才能有的放矢，防患未然。

目前國內一些機構已經(jīng)開展了可燃性粉塵危險性參數(shù)數(shù)據(jù)庫的搭建，如東北大學和青島安工院進行了相關工作[2]，另外一些地方政府部門也制定了《工貿行業(yè)重點可燃性粉塵目錄》，但已建的數(shù)據(jù)庫涵蓋范圍小并且不夠全面，甚至對于事故多發(fā)的可燃粉塵的相關數(shù)據(jù)依然欠缺，如諸多金屬粉塵最小點火能（MIE）和爆炸下限（LEL）等關鍵參數(shù)缺失。由此可見，建立一套豐富完備的服務于消防行業(yè)的可燃性粉塵危險性數(shù)據(jù)庫十分必要[3]。為解決該問題，可以通過有效整合可燃粉塵危險性參數(shù)，建立和完善可燃粉塵火災危險性數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

1 總體設計

1.1 數(shù)據(jù)來源

本研究采用的可燃粉塵燃爆參數(shù)通過試驗測定和搜集整理兩種方式獲得，擬采用國際和國內可燃性粉塵相關測試標準，如VD12263.1、GB/T 16425-1996、GB/T 16426-1996、GB/T 16428-1996等，對部分可燃性粉塵進行火災危險性測試，研究粉塵的爆炸下限、最大爆炸壓力、最大爆炸壓力上升速率、最大爆炸指數(shù)、MIE、粉塵云最低引燃溫度和粉塵層最低引燃溫度等參數(shù)。搜集的數(shù)據(jù)主要參照美國、英國和德國有關機構公布的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)真實性和科學性比較可靠。本研究的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)量豐富，粉塵門類齊全，包括工業(yè)生產(chǎn)和日常使用涉及的所有粉塵門類，如金屬類粉塵、無機粉塵、有機化合物粉塵等。

1.2 平臺和編程語言選擇

本研究以SQL和PHP作為數(shù)據(jù)庫編程語言，采用Apache作為服務器，以MYSQL為數(shù)據(jù)庫工具，利用HTML語言編寫網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫軟件，將已知可燃粉塵火災危險性參數(shù)錄入數(shù)據(jù)庫，服務器統(tǒng)一管理、客戶端分布式多模式檢索；此外，梳理和分析可燃性粉塵爆炸事故數(shù)據(jù)，并納入可燃粉塵數(shù)據(jù)庫，為消防監(jiān)督管理、消防科研工作以及涉粉塵企業(yè)提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

1.3 技術路線

本軟件主要有以下幾方面的功能：多模式查詢、添加和刪除可燃粉塵燃爆參數(shù)。本軟件支持模糊查詢，具有強大的檢索功能，相關功能主要包含：根據(jù)粉塵中文名稱和英文名稱查詢燃爆參數(shù)、根據(jù)粉塵燃爆參數(shù)范圍查詢相應的粉塵門類。本研究涉及的粉塵燃爆參數(shù)包含粉塵云最低著火溫度、粉塵層最低著火溫度、粉塵最小點火能、爆炸下限、最大爆炸壓力、最大爆炸壓力上升速率、爆炸指數(shù)，具體的總體設計圖，如圖1。

圖1 總體設計圖

2 詳細設計

2.1 檢查條目編號

可燃粉塵燃爆參數(shù)數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫中共有四個數(shù)據(jù)表，分別是英國、德國、美國和本項目組測試數(shù)據(jù)。每個數(shù)據(jù)表中的條目也很多，粉塵種類繁多，可燃粉塵的燃爆參數(shù)也較多，包括粉塵中文名稱、英文名稱、粉塵層最低著火溫度、粒徑、粉塵云最低著火溫度、粉塵最小點火能、爆炸下限、最大爆炸壓力、最大爆炸壓力上升速率和爆炸指數(shù)。為了能單獨識別每一條目，方便數(shù)據(jù)表檢查條目的修改、添加、刪除，需要給每個檢索條目賦予唯一的編號，本軟件中稱“條目編號”，用來作為本軟件數(shù)據(jù)庫表的主鍵和外鍵。

2.2 數(shù)據(jù)庫設計

由序號充當主鍵，中文名稱、英文名稱、粉塵層最低著火溫度、粒徑、粉塵云最低著火溫度、粉塵最小點火能、爆炸下限、最大爆炸壓力、最大爆炸壓力上升速率和爆炸指數(shù)作為外鍵，形成關系型數(shù)據(jù)庫，見下表。

表 各個參數(shù)字段數(shù)據(jù)庫格式

2.3 檢索功能設計

軟件用戶進入主頁面，單擊“粉塵爆炸性參數(shù)數(shù)據(jù)庫”按鈕，便可進行可燃粉塵燃爆參數(shù)的查詢，用戶可以查詢數(shù)據(jù)來源，包括英國、德國和美國的數(shù)據(jù)，此外還擴展了本項目組測試的實驗數(shù)據(jù)，選擇好數(shù)據(jù)來源后，可以選擇兩種查詢方式，分別是按照粉塵的名稱進行查詢和按照粉塵爆炸性參數(shù)的范圍進行查詢。按照粉塵名稱查詢可以通過中文和英文名稱進行；查詢爆炸性參數(shù)時可以選擇粉塵層最低著火溫度、粉塵云最低著火溫度、粉塵最小點火能等7個指標進行查詢。計算機將輸入的粉塵名稱或燃爆參數(shù)范圍返回到數(shù)據(jù)庫中進行查詢，并將查詢到的結果以表格的形式輸出在頁面上。為確保數(shù)據(jù)庫參數(shù)的準確性，本軟件不在軟件前端設置增添和刪除操作，以防止用戶輸入不準確的參數(shù)進而干擾數(shù)據(jù)庫參數(shù)的準確性。本軟件只允許軟件管理者進行數(shù)據(jù)庫的增添、修改和刪除操作。

2.4 外觀設計

軟件采用MYSQL搭建數(shù)據(jù)庫和采用Dream Weaver CS3作為網(wǎng)頁開發(fā)方法工具，方便后期進一步的開發(fā)和維護，其主頁，如圖2。

圖2 軟件主頁

3 可燃粉塵數(shù)據(jù)庫應用實例

進入軟件主頁后，單擊左側的“粉塵爆炸性參數(shù)數(shù)據(jù)庫”按鈕，進入檢索界面，然后選擇數(shù)據(jù)庫來源按鈕，本次演示選擇“英國”數(shù)據(jù)庫，查詢以“粉塵云最低著火溫度”在600～650℃范圍內所有的可燃粉塵種類，在“參數(shù)下限值”輸入600，在“參數(shù)上限值”輸入650后點擊提交按鈕，檢索結果，如圖3。數(shù)據(jù)庫查詢的響應時間為0.01s。

4 結論

圖3 檢索結果

本文設計研發(fā)了可燃性粉塵數(shù)據(jù)庫軟件，數(shù)據(jù)量豐富，粉塵門類齊全，具有強大的檢索功能，為消防科研工作者提供數(shù)據(jù)支持，該數(shù)據(jù)庫軟件也有助于粉塵爆炸事故調查和事故后處理。本文中建立的粉塵危險性數(shù)據(jù)庫可作為一個子模塊整合到國家危化品數(shù)據(jù)庫中，成為國家基礎火災數(shù)據(jù)庫的一部分，為消防信息化建設提供極重要依據(jù)和基礎數(shù)據(jù)。

[1] 應志剛,蔡文行.粉塵爆炸的特點與防控[J].消防科學與技術,2013,32(3)：247-251

[2] 苗楠.粉塵爆炸性參數(shù)測試實驗平臺研究[D].沈陽：東北大學,2011.

[3] 呂東,李晉,任常興.人員密集場所消防安全狀況評估軟件的設計[J].安全,2010,31(12)：15-17.