新能源及环保专业数据库的建立和数据库服务网站建设李栋梁梁德青樊栓狮苏秋成(中国科学院广州能源研究所广州510640)摘要阐述了新能源与环保专业数据库建立的意义,介绍了数据库总体结构框架、系统平台选择、功能模块设计与实现、网站开发及实现数据共享方法和思路,并展望了新能源与环保专业数据库的应用前景。关键词新能源数据库网站建设1.引言近十几年来,数据库技术在我国的科研领域已经获得了广泛应用,建立了许多具有支持科研和开发能力的科学数据库,并且已经广泛应用于科学研究和科技开发中[1]。我国具有丰富的新能源和可再生能源资源。据统计,太阳能年辐照总量大于502万千焦/平方米、年日照时数在2200小时以上的地区约占我国国土面积的三分之二以上,具有良好的开发条件和应用价值[2]。另外,天然气水合物作为一种新型高效能源,现在已经得到越来越多科技工作者的重视,它比平时使用的天然气更干净,开采时只需将固体天然气水合物升温减压就可以释放出大量甲烷气体,使用方便,热值高,洁净且无污染。勘查已表明,我国南海海域的天然气水合物的资源量约为700亿吨,相当于目前我国石油、天然气资源量的1/2[3]。新能源和可再生能源还包括风能,生物质能,潮汐能、波浪能、潮流能、温差能源,可用作能源的固体废弃物等。这些新能源都具有很大的开发潜力。新能源与可再生能源的开发利用,是解决经济发展带来的能源——环境问题的有效途径,是我国社会经济可持续发展的主要保证。新能源和可再生能源产业发展“十五”规划中提到加强信息交流,支持建立一些全国性和区域性的新能源和可再生能源信息网站,通过信息传播,引导产业发展[4]。新能源与可再生能源的研究,需要大批的、不断更新的高质量基础数据和数据库的支持,目前我国尚无统一的具有权威性的国家新能源与可再生能源数据库,有关数据零散存储在各行业部门,数据缺乏统一规范、及时维护和更新,数据共享程度很低[5]。能源数据库的建设不仅能促进学科发展,还将对国民经济产生直接的、重要的作用。由于新能源数据库的重要意义,有必要重视它的建设和发展,防止因课题结束,经费短缺,导致系统无法维护正常运行的困难局面。应当采取积极的维护和再开发策略,使数据库在使用过程中不断总结经验,拓宽再开发思路,在服务中生存和发展。广州能源所在二十多年的新能源研究过程中积累了大量的科学实验数据和文献资料,为新能源及环保专业数据库的建立提供了强有力的保证。新能源及环保专业数据库将全面收集行业相关信息、整理、存储、维护历史数据和现有数据,并进行及时的动态更新,推动数据共享,为我国新能源与可再生能源的开发利用提供高质量的科学数据和决策支持。联系人:梁德青,020-87057669E-mail:liangdq@ms.giec.ac.cn第一作者:李栋梁,1976年生,男,云南大理人,广州能源研究所硕士研究生。2.数据库的设计和软硬件选择方案2.1新能源数据的特点新能源与可再生能源数据具有以下特点:(1)数据内容多样,涵盖面广,时间序列长;(2)新能源数据既有实验的excel数据、视频数据,又有文献的文本数据、图像数据、海洋能电站发电数据等,格式多样,精度不一。由于本数据库的数据涉及农业、林业、气象、水电、能源等多个行业部门,数据的获取途径和存储方式各异;(3)有些数据具有空间特征,例如我国各种新能源的空间分布,具有很强的空间分布规律,需要有一定的空间表达方式;而有些数据具有很强的时间特征,例如水合物的生成/分解动力学数据,这些数据在同一个实验中具有很大的相关性。2.2新能源数据库结构新能源及环保专业数据库规划有6个方面的数据内容,分别是水合物数据库、生物质能利用数据数据库、固体废弃物利用数据库、海洋能利用数据库、太阳能利用数据库和文献情报数据库。数据库结构和关系图1所示。图1新能源及环保专业数据库结构2.3系统的软硬件选择方案2.3.1软件选择操作系统:Windows2003ServerClient/server关系数据库:Microsoft的SQLserver2000Web服务器:Windows2003Server自带的IIS6.0网站开发:ASP2.3.2硬件配置服务器:DELL服务器输入设备:扫描仪输出设备:打印机,刻录机网络基础设施:千兆网卡,局域网接入Intenet3.网站的建设和数据共享的实现3.1网站的模块和结构为了让数据库能够更好地为科研和生产服务,数据库必须进行上网服务。而一个好的数据库服务网站必须具有用户管理、数据管理、数据查询和数据输出等功能。另外为了跟国际接轨,扩大网站服务范围,还必须开发相应的英文版。数据库网站的结构如图2所示。图2网站各功能模块和结构3.3.1数据输入数据的输入包括数据格式转换和数据录入两部分内容.水合物数据主要是相平衡数据(不同物质,不同组分,不同压力和温度,不同抑制剂和添加剂等)、水合物热物性数据(导热系数、密度、分解焓、摩尔热容、定容比热)、生成/分解动力学数据、视频数据(生成过程、燃烧特性)等;生物质能数据主要包括特点数据(传统生物质稻壳、薪柴、植物性废弃物、动物粪便等;现代生物质能源作物、木材加工废弃物、城市废物等)、基础数据(元素、工业分析、热值;热重、差热分析;热解、燃烧特性;动力学数据;物理性质)、理论研究数据(直接燃烧、气化理论;液化理论;固化理论、焦油处理;生物化学、数学模型)、应用技术数据(气化炉的设计及运行;气化多联产技术;液化技术和设备;固化技术和设备;发酵技术和设备;炭化技术和设备;薪炭林种植和能源作物;灰的综合利用;混合燃料系统应用技术)、经济参数数据(投资构成;成本构成;赢利能力;风险来源)、环境评价数据(污染物排放量、CO2排放量、堆放及储存的污染)等[6],还有其他的太阳能、海洋能等数据。这些数据中有的需要进行转换,有的需要扫描。3.3.2系统维护系统的维护工作包括增添数据、修改数据、删除数据等基本操作。系统提供了2种维护方式:①在SQLserer2000中,在“企业管理器”中实现对数据库的各种操作;②利用网站的“数据维护”模块,在管理员入口中选择数据维护进行维护。在这些友好的界面中实现可视化数据管理。前者是熟习数据库操作的系统管理员使用的方式,而后者主要针对一般的操作人员。3.3.3检索查询在网站的各个子数据库界面下,通过结构化查询语言(StructureQueryLanguage,SQL)实现数据库的检索、查询。SQL是一种非程序性的语法描述,专门针对关系型数据库处理时所用的语言。用户输入查询的关键词,系统在ASP程序的导引下指向特定数据库的特定记录或记录组,然后返回到结果显示界面上。3.3.5系统安全系统安全性是系统建设的又一重要问题。本系统从3个层次加以考虑:(a)登录认证,将用户划分为3个级别,系统管理员、授权用户和普通用户.不同级别的用户拥有不同的权限。如系统管理员可以对数据库进行全部的操作,而普通用户只能对公开数据进行浏览、查询和样品数据下载,而不能添加、修改数据等;(b)操作提示,在用户进行修改数据库内容时,系统会进行提示,确认后方执行操作,同时还提供“撤消”功能,防止用户的误操作;(c)数据备份,管理员定期对数据进行备份,确保数据安全。3.2数据共享的实现ASP是Microsoft提出的一种比较新的应用程序开发环境。开发者利用Active脚本语言组合HTML代码,这些脚本可以利用本地服务器或远程服务器上运行的组件来存取数据库。ASP有别于传统网页技术之处是:在服务器端执行脚本程序及ActiveX服务组件。ASP的运行效率不低于ISAPI,但其交互性和灵活性都优于CGI和ISAPI,这是因为ASP是一种具有运算能力的网页,它在运行时可以根据不同的使用环境及参数产生不同的HTML输出。ASP页面要经过ASP解释器执行后产生HTML结果再传回浏览器,所以当用户浏览一个ASP页面时,实际上是由IIS服务器“执行”该页面之后,才传回HTML结果。ASP解释器是以ISAPI应用程序的形式集成于IIS(如图3)[7]。图3基于ASP的浏览器/SQL服务器响应过程通过用户在浏览器中点击相应的功能,服务器传回相应的执行结果,从而实现了数据的共享。4.结论和展望新能源及环保专业数据库,以现有数据为主体,利用信息化手段,把新能源领域中的天然气水合物、太阳能、海洋能、生物质能、地热能、固体废弃物等现有资料和数据进行整合、归类使之便于查询,从而为新能源及环保事业科研、管理和决策提供数据共享服务的数字化平台。而Windows2003Server+SQLServer2000+ASP+IIS是一个解决新能源与环保专业数据库的数据共享的一个很好的方法。新能源及环保专业数据库从2003年12月到2004年3月网站主页访问量已经达到了1300多人次,为科研和生产提供了一定的指导作用,该数据库的数据正在进一步录入,网站也在完善中。参考文献[1]庄幸、蒋镇平,中国能源数据库的发展,中国能源,1995.2[2]赵媛、赵慧,我国太阳能资源及其开发利用,经济地理,1998.1[3]金庆焕,天然气水合物-未来的新能源,中国工程科学,2000.11[4]新能源和可再生能源产业发展“十五”规划,节能信息,2003.2[5]江东、孟松、王建华,新能源与可再生能源数据库设计集成甘肃科学学报2003.1[6]阴秀丽、张伟铭、吴创之,建立我国生物质能数据库系统,新能源,2000.1[7]傅秀芬、翁泽涛,Web数据库动态发布开发工具的研究与实现,暨南大学学报:自然科学与医学版,1999.5TheCreationofDatabaseforNewEnergyResourceandEnvironmentalProtectionandTheBuildingoftheWebSiteLiDongliang,LiangDeqing,FanShuanshi(GuangzhouInstituteofEnergyandConversion,CAS,Guangzhou,510640)Abstract:Thispaperexpatiatedthesignificanceofnewenergyresourcesandenvironmentalprotectiondatabase;introducedtheframeworkandfunctionmodulesofthedatabase,themethodandreasonofthebuildingofthewebsite;alsoprospectedtheapplicationofthedatabase.Keywords:newenergyresources;Database;thebuildingofWebsite