可燃性粉尘数据库建设与应用

张 琰 姜 楠 吕 东 郭 蕊

1.公安部天津消防研究所 2.天津市红桥区安全生产监督管理局

粉尘燃爆事故数见不鲜。昆山铝粉爆炸事故余波未平，温州、台湾等地又相继发生粉尘爆炸事故[1]。此外，随着各类新材料在各个行业的广泛应用，新材料厂商生产过程中产生的粉尘物质门类繁多，危险性差异较大，消防管理部门对各类可燃性粉尘的危险性认识尚不全面，对涉粉尘企业和场所的消防监督和管理存在盲区。只有了解各类粉尘的危险性参数，明晰隐患存在和事故后果，消防监督管理工作才能有的放矢，防患未然。

目前国内一些机构已经开展了可燃性粉尘危险性参数数据库的搭建，如东北大学和青岛安工院进行了相关工作[2]，另外一些地方政府部门也制定了《工贸行业重点可燃性粉尘目录》，但已建的数据库涵盖范围小并且不够全面，甚至对于事故多发的可燃粉尘的相关数据依然欠缺，如诸多金属粉尘最小点火能（MIE）和爆炸下限（LEL）等关键参数缺失。由此可见，建立一套丰富完备的服务于消防行业的可燃性粉尘危险性数据库十分必要[3]。为解决该问题，可以通过有效整合可燃粉尘危险性参数，建立和完善可燃粉尘火灾危险性数据库系统。

1 总体设计

1.1 数据来源

本研究采用的可燃粉尘燃爆参数通过试验测定和搜集整理两种方式获得，拟采用国际和国内可燃性粉尘相关测试标准，如VD12263.1、GB/T 16425-1996、GB/T 16426-1996、GB/T 16428-1996等，对部分可燃性粉尘进行火灾危险性测试，研究粉尘的爆炸下限、最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率、最大爆炸指数、MIE、粉尘云最低引燃温度和粉尘层最低引燃温度等参数。搜集的数据主要参照美国、英国和德国有关机构公布的数据，数据真实性和科学性比较可靠。本研究的数据库数据量丰富，粉尘门类齐全，包括工业生产和日常使用涉及的所有粉尘门类，如金属类粉尘、无机粉尘、有机化合物粉尘等。

1.2 平台和编程语言选择

本研究以SQL和PHP作为数据库编程语言，采用Apache作为服务器，以MYSQL为数据库工具，利用HTML语言编写网络数据库软件，将已知可燃粉尘火灾危险性参数录入数据库，服务器统一管理、客户端分布式多模式检索；此外，梳理和分析可燃性粉尘爆炸事故数据，并纳入可燃粉尘数据库，为消防监督管理、消防科研工作以及涉粉尘企业提供可靠的数据支持。

1.3 技术路线

本软件主要有以下几方面的功能：多模式查询、添加和删除可燃粉尘燃爆参数。本软件支持模糊查询，具有强大的检索功能，相关功能主要包含：根据粉尘中文名称和英文名称查询燃爆参数、根据粉尘燃爆参数范围查询相应的粉尘门类。本研究涉及的粉尘燃爆参数包含粉尘云最低着火温度、粉尘层最低着火温度、粉尘最小点火能、爆炸下限、最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率、爆炸指数，具体的总体设计图，如图1。

图1 总体设计图

2 详细设计

2.1 检查条目编号

可燃粉尘燃爆参数数据库中，数据库中共有四个数据表，分别是英国、德国、美国和本项目组测试数据。每个数据表中的条目也很多，粉尘种类繁多，可燃粉尘的燃爆参数也较多，包括粉尘中文名称、英文名称、粉尘层最低着火温度、粒径、粉尘云最低着火温度、粉尘最小点火能、爆炸下限、最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率和爆炸指数。为了能单独识别每一条目，方便数据表检查条目的修改、添加、删除，需要给每个检索条目赋予唯一的编号，本软件中称“条目编号”，用来作为本软件数据库表的主键和外键。

2.2 数据库设计

由序号充当主键，中文名称、英文名称、粉尘层最低着火温度、粒径、粉尘云最低着火温度、粉尘最小点火能、爆炸下限、最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率和爆炸指数作为外键，形成关系型数据库，见下表。

表 各个参数字段数据库格式

2.3 检索功能设计

软件用户进入主页面，单击“粉尘爆炸性参数数据库”按钮，便可进行可燃粉尘燃爆参数的查询，用户可以查询数据来源，包括英国、德国和美国的数据，此外还扩展了本项目组测试的实验数据，选择好数据来源后，可以选择两种查询方式，分别是按照粉尘的名称进行查询和按照粉尘爆炸性参数的范围进行查询。按照粉尘名称查询可以通过中文和英文名称进行；查询爆炸性参数时可以选择粉尘层最低着火温度、粉尘云最低着火温度、粉尘最小点火能等7个指标进行查询。计算机将输入的粉尘名称或燃爆参数范围返回到数据库中进行查询，并将查询到的结果以表格的形式输出在页面上。为确保数据库参数的准确性，本软件不在软件前端设置增添和删除操作，以防止用户输入不准确的参数进而干扰数据库参数的准确性。本软件只允许软件管理者进行数据库的增添、修改和删除操作。

2.4 外观设计

软件采用MYSQL搭建数据库和采用Dream Weaver CS3作为网页开发方法工具，方便后期进一步的开发和维护，其主页，如图2。

图2 软件主页

3 可燃粉尘数据库应用实例

进入软件主页后，单击左侧的“粉尘爆炸性参数数据库”按钮，进入检索界面，然后选择数据库来源按钮，本次演示选择“英国”数据库，查询以“粉尘云最低着火温度”在600～650℃范围内所有的可燃粉尘种类，在“参数下限值”输入600，在“参数上限值”输入650后点击提交按钮，检索结果，如图3。数据库查询的响应时间为0.01s。

4 结论

图3 检索结果

本文设计研发了可燃性粉尘数据库软件，数据量丰富，粉尘门类齐全，具有强大的检索功能，为消防科研工作者提供数据支持，该数据库软件也有助于粉尘爆炸事故调查和事故后处理。本文中建立的粉尘危险性数据库可作为一个子模块整合到国家危化品数据库中，成为国家基础火灾数据库的一部分，为消防信息化建设提供极重要依据和基础数据。

[1] 应志刚,蔡文行.粉尘爆炸的特点与防控[J].消防科学与技术,2013,32(3)：247-251

[2] 苗楠.粉尘爆炸性参数测试实验平台研究[D].沈阳：东北大学,2011.

[3] 吕东,李晋,任常兴.人员密集场所消防安全状况评估软件的设计[J].安全,2010,31(12)：15-17.