中国安全科学学报

中国应急科学自主知识体系:构建逻辑与实践路径

佟瑞鹏, 王乾, 李昕阳, 邓盈祺, 郝彬鑫

2026, 36(6): 1-8. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.0164

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为实现应急管理体系和能力现代化,系统阐述应急科学的学科体系、学术体系和话语体系,围绕应急科学的理论、方法和实践知识,探究中国应急科学自主知识体系的构建逻辑和实践路径。结果表明:中国应急科学自主知识体系的构建逻辑以学科体系为根基、学术体系为核心、话语体系为纽带。其中,学科体系的核心概念分为学科本体、管理体系和应急行为3种范畴,研究路径涵盖政治-社会、组织-制度和工程-技术3种范式。应急科学学术体系包括应急科学自主知识生产的演进逻辑、理论框架和前沿方法,演进阶段分为经验借鉴阶段、实践反思阶段、理论重塑阶段和体系构建阶段,理论框架包括情景推演、系统建模和理念凝练3种维度,研究方法涵盖多方法融合应用与智能化信息技术。应急科学话语体系具有问题导向、系统思维、实践指引的叙事特征,中国应急科学在全球应急治理理念、合作机构和知识生产上作出重要话语贡献。未来图景上,韧性治理与智慧应急共同构成应急科学自主知识体系的实践路径。

预警信息发布传播动力学模型仿真

石玉恒, 乔媛, 纪学玮, 吴兵祥, 高亚运, 姜江

2026, 36(6): 9-14. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.0363

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为解决当前预警信息传播时效性不足、覆盖度不全的问题,以预警信息发布工作为实例,基于动力系统理论,建立融合强干预机制的社会传播动力学模型;通过定量研究预警信息发布分级,揭示预警信息自发传播和强干预耦合传播机制;运用数值仿真分析初始传播者数量、再生系数等关键参数对传播效果的影响。结果表明:所构建的模型的低级别预警存在传播规模极限,而高级别预警通过强制干预可实现全员覆盖,再生系数R₀>1是信息扩散的判据。湮灭速率提高8倍可使传播时效缩短40%;预警信息传播再生系数与传播时效成反比。

喷嘴几何与流量对水平射流轴线浓度衰减特性的影响

邓军, 陈欣格, 王彩萍, 马砺

2026, 36(6): 15-23. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.1494

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为探明非圆形喷嘴与流量对气体扩散的动态影响,揭示喷嘴几何与释放流量对水平射流轴线浓度衰减特性的影响,采用氦气作为氢气模拟介质,开展三角形与矩形喷嘴的水平射流试验。试验系统通过质量流量控制器实现恒定释放流量,沿射流轴线布置18个高频热导气体传感器实时采集浓度数据。结果表明:喷嘴形状的影响与雷诺数(Re)存在强依赖性,当Re≥3 000时,三角形喷嘴尖角诱导的涡结构使浓度衰减速率快于矩形喷嘴;在低Re工况下,几何形状的影响趋于弱化。增大喷嘴尺寸会降低出口动量,从而加速浓度衰减;而增加释放流量则因动量提升抑制环境卷吸,减缓衰减进程。试验测得的浓度衰减系数k介于0. 000 66~0. 001 55,表明初始几何条件对射流发展的持续影响使其偏离经典自相似路径。基于试验数据,建立考虑喷嘴形状的分型衰减系数幂律模型表明:衰减系数可由Re和D_h耦合表征,其中,矩形喷嘴的衰减速率对流量变化更敏感,三角形喷嘴则对尺寸变化更敏感。

考虑服役环境的RBF-ANN飞机襟翼结构损伤预测

张春晓, 闫春雨, 邢志伟, 冯博文, 王芸, 丛子棋

2026, 36(6): 24-32. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.0711

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为提升复杂服役环境下民用飞机襟翼复合材料结构损伤预测能力,提出一种融合服役环境信息的径向基函数(RBF)人工神经网络(ANN)预测方法。首先,构建涵盖结构维修记录与环境信息的多维运维数据库,采用灰色关联分析提取关键环境因子,实现服役环境定量表征,并通过聚类分析和方差分析识别损伤因素;然后,构建RBF-ANN预测模型,采用贝叶斯优化进行超参数调优,预测小样本条件下襟翼结构凹坑损伤深度;最后,通过消融试验和对比试验验证模型有效性。结果表明:贝叶斯优化显著提升模型性能,均方误差(MSE)和决定系数R²分别为0.031和0.962,优化后的模型在预测精度、误差控制及拟合能力方面均优于支持向量机(SVM)、长短期记忆网络(LSTM)及贝叶斯神经网络(BNN)等方法。

危化品储罐自支撑网壳罐顶安全评价方法

都亮, 韩利哲, 王大朋, 曹凯, 段元哲, 于双锴

2026, 36(6): 33-39. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.1653

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为判断危化品储罐自支撑网壳罐顶能否满足安全服役要求,建立一种网壳结构承载能力评价流程,通过逐项分析评价构件强度和单肢稳定性、网壳刚度和整体稳定性等关键承载能力要素,分别给出其计算分析方法及评价判据,提出一种自支撑拱顶网壳结构安全评价方法。并以某单层球面网壳罐顶结构为对象,利用文中方法建立考虑储罐腐蚀损伤的数值仿真模型,采用线弹性分析、非线性全过程分析方法,完成设计载荷条件下的计算分析,依据评价准则,综合安全评价腐蚀减薄后的网壳结构。结果表明:多维度分层评价方法可实现对在役储罐罐顶网壳构件强度、单肢稳定性、结构刚度与整体稳定性能的逐项定量拆解与精准分析,能够有效量化腐蚀减薄损伤对网壳承载储备、变形控制能力及抗失稳安全冗余的弱化影响,同时可精准定位结构薄弱杆件与关键失效区域。

基于少样本数据驱动的危化品爆炸事故风险定级模型

张景林, 陈圣群

2026, 36(6): 40-50. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.1100

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为了挖掘危化品爆炸事故报告中的潜在风险信息,提高公众在社交媒体中获取信息时的风险感知力,利用文本挖掘技术、风险评估和深度学习模型,构建一个危化品爆炸事故风险定级的智能模型。首先,提取事故调查报告中的关键信息(危化品、事故原因、事故后果等),依据风险评估矩阵表标注事故报告风险等级;其次,针对危化事故数据的长尾分布特性,提出一种非均衡少样本数据驱动的融合策略,并采用基于变换器的双向编码器表征(BERT)、长短期记忆(LSTM)网络、卷积神经网络(CNN)、门控循环单元(GRU)等4种模型,对比验证增强策略效果;最后,构建一种设有风险因子感知机制的双向门控循环 (BiGRU)神经网络事故风险定级模型。研究结果表明:该定级模型可对危化品爆炸事故进行自动风险评级,同时增加强公众风险认知能力。

基于SORA框架的低空融合碰撞风险评估与多因素仿真分析

梁文娟, 余磊洋, 黄泓鸣

2026, 36(6): 51-61. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.0207

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为解决无人驾驶航空器与有人驾驶航空器在低空融合空域协同运行时的碰撞风险量化与安全间隔标准确立问题,基于特定运行风险评估(SORA)框架提出一种适用于低空融合运行的碰撞风险评估方法。首先,采用SORA框架系统性评估运行前的风险,明确特定类无人机在拟运行区域的运行风险及安全目标;然后,构建综合考虑位置误差、航空器数量及气象(风速、风向)等安全系统因素影响的双层保护区碰撞风险评估模型;最后,通过蒙特卡罗仿真分析典型冲突场景,定量计算冲突解脱概率和最小安全间隔距离。结果表明:碰撞风险模型能够降低无人机与有人机之间的碰撞风险,满足10^-7次/FH的国际安全目标。验证了SORA框架在融合空域中的适用性,得出内层500 m、外层4 000 m的最小安全间隔建议标准,明确了空域安全容量上限,得出风速每增加1 m/s、外层保护区半径需相应增加约275.1 m的动态调整策略。

机械式立体车库内自动喷水灭火系统抑制电动汽车火灾试验

彭磊, 于越, 孙福鹏, 夏修龙, 倪照鹏, 杨丙杰

2026, 36(6): 62-72. doi:10

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为探究自动喷水灭火系统对抑制机械式立体车库内电动汽车(EV)火灾的作用,搭建机械式立体车库的实体火灾试验平台,开展自动喷水灭火系统抑制车库内电动汽车火灾实体试验。试验车辆位于3层立体车库的第2层,选取典型电动汽车为对象,采用过充方式诱导电动汽车着火,模拟车库内电动汽车发生火灾及喷淋系统动作的全过程。试验结果表明:在汽车电池发生热失控并着火后约1 min 20 s,自动喷水灭火系统动作,电动汽车的火势得到有效抑制,但难以被扑灭;库内共有3个喷头启动,喷头实际工作压力约0.115 MPa,单个喷头流量约1.24 L/s。试验过程中,着火汽车的车窗玻璃未发生破裂,周围的车辆也未被引燃,自动喷水灭火系统可控制立体车库内电动汽车的火灾蔓延。

低温下焦煤瓦斯吸附与扩散特性分子模拟研究

马宏宇, 王龙, 万文, 肖尧, 胡龙生, 赵鹏涛

2026, 36(6): 73-81. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.1023

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为研究低温(尤其是<273.15 K)下瓦斯(CH₄)的吸附/解吸特性,采用巨正则蒙特卡罗(GCMC)和分子动力学(MD)方法,系统模拟238.15~368.15 K下CH₄在焦煤大分子模型中的吸附、扩散行为,并揭示CH₄吸附增强与扩散抑制效应在分子尺度上的内在关联。结果表明:低温下CH₄吸附量显著大于高温下的吸附量,7 MPa时238.15 K的CH₄吸附量8.417 mmol/g,较368.15 K时(3.568 mmol/g)提升135.9%;CH₄的等量吸附热介于11.365~13.604 kJ/mol之间,且随吸附量增加而降低,为物理吸附;随着温度由368.15 K降至238.15 K,焦煤的自由体积分数(FFV)呈线性减小趋势;同时,CH₄分子的自扩散系数呈幂函数下降,238.15 K时的自扩散系数(0.37×10^-8 m²/s)较368.15 K时(4.417×10^-8m²/s)降低1个数量级。低温促吸抑解效应的微观本质在于热力学与结构动力学的协同耦合作用:低温削弱CH₄分子的动能,导致其平均吸附能增大,脱附能垒显著升高;同时诱导煤基质收缩(FFV减小),致使CH₄扩散通道的有效尺寸缩减,扩散阻力增大。

考虑驾驶人感知特性的城市隧道合流区综合风险场模型

尚婷, 徐钰婷, 刘唐志

2026, 36(6): 82-90. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.0914

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为精准识别城市隧道合流区车辆交互风险,揭示由隧道环境、车辆行为及驾驶人特性共同驱动的动态风险演变特征,提出考虑隧道环境约束、车辆风险扩散效应及驾驶人风险感知特性的综合风险场模型,并以重庆市典型隧道合流区为对象开展实证研究。首先,针对直接式与平行式2类典型加速车道合流区,将合流区域细分为汇入段、交汇段、合流段与主线段等4个关键行驶路段;其次,基于实车试验采集的驾驶数据,系统分析各区段的驾驶行为特征及驾驶人风险感知差异,揭示其对行车风险形成的作用机制;最后,对比评估不同隧道合流区行车风险的分布特征,实现风险可视化,并提出差异化风险防控建议。结果表明:驾驶人的风险感知因子在合流区负荷最大,呈显著区段差异;2类隧道合流区行车风险均表现为合流段最高、主线段次之、交汇段与汇入段依次降低;相较于直接式加速车道,平行式加速车道在汇入、交汇、合流及主线段的风险场强分别降低8.22%、8.71%、9.35%和6.57%,整体行车风险水平更低。

地震水平动态放大效应下三维加筋边坡稳定性研究

张佳华, 韦云俊, 源小梦, 何金

2026, 36(6): 91-101. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.0393

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为提高三维富水加筋边坡的稳定性,构建三维边坡计算模型,在牛角破坏体中插入宽度为b的块体表征边坡在纵向方向上的三维效应,同时考虑地震水平动态放大效应、孔隙水效应以及加筋效应,采用上限定理求解极限破坏状态时的外力功率和内能耗散率,并引入稳定系数评估三维边坡的稳定性。结果表明:简化计算模型后,文中结果与已有成果高度吻合,验证了文中结果的有效性。三维边坡抗震稳定性问题可简化为二维平面应变问题的前提条件为宽高比B/H≥10。地震、孔隙水效应会显著降低三维边坡的稳定性以及扩大其破坏范围,地震烈度级别和孔隙水压力的大小主要影响三维边坡潜在滑裂面的位置,地震水平动态放大效应主要影响坡顶后缘的宽度和深度。顶疏底密的布筋效果优于均匀加筋,可采用顶疏底密布筋方式以及增大布筋密度提高三维边坡的抗震能力。

深部矿山隐伏危险区辨识与支护优化

赵林海, 郝晨良, 井家友, 董陇军, 王超, 张腾

2026, 36(6): 102-109. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.1259

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深部金属矿山开采过程中动力灾害频发,现有地压监测技术与静态支护体系难以满足复杂开采环境下灾害主动防控的工程需求,为解决此问题,以二里河铅锌矿深部开采工程为依托,构建深部三维地声智能监测网络,采用动态最短路径法(DSPM)开展岩体波速层析成像,精细化辨识深部岩体隐伏致灾构造与高应力异常区;结合震级(M)、峰值地面速度(PGV)与峰值地面加速度(PGA)等地声事件参数表征震源强度与围岩震动响应水平,融合岩体质量分级结果完成支护强度动态校核,制定适配不同岩性与地压条件的差异化支护方案,并在矿区8号斜井高风险区段进行工程应用与效果验证。研究结果表明:构建的地声监测网络能够克服复杂空区环境下的信号干扰,实现岩体破裂高频弱信号的稳定捕获;波速成像结果揭示出高波速梯度带与动力灾害显现的时空相关性,可用于圈定深部岩体隐伏危险区;差异化支护方案实施后,目标区域的地声活动频次显著降低,巷道围岩大变形得到控制。

改进YOLOv9m的矿井外因火灾检测

祁云, 姚瑞, 詹辛慧, 薛凯隆, 井雪艳, 齐庆杰

2026, 36(6): 110-118. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.0726

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为解决矿井外因火灾检测存在的背景干扰强、检测速度慢及漏检率高等问题,提出改进YOLOv9m的目标检测与图像识别方法。首先,以轻量级卷积神经网络(PP-LCNet)替换原始模型骨干网络中的卷积模块,降低模型参数量;其次,在骨干网络嵌入全局上下文注意力机制(FCAttention),增强火焰特征交互并优化权重分配,提升复杂场景下的特征选择和信息融合准确率;最后,在颈部网络引入内容感知特征重组上采样算子(CARAFE),通过内容感知机制动态重组特征信息,优化细节表征精度。结果表明:改进模型的参数量和浮点运算量较原始模型分别降低13.2%和13.6%,精确率、平均精度均值(mAP)和每秒帧数(FPS)分别提升5.2%、3.2%和23.2%;改进的YOLOv9m算法在保证井下复杂环境火灾实时检测精度的同时,显著优化了小目标火源场景的检测精度,兼顾轻量化和实时性要求,有助于火灾早期预警及快速处置。

基于改进YOLOv11的古建筑场景下可燃危险品检测模型

高学鸿, 曹昊轩, 黄国忠, 高深远, 刘瑾洲

2026, 36(6): 119-126. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.0352

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面对火灾危险源的早期发现与预警难题,提出一种面向可燃危险品识别的改进型火灾源头检测模型HSSP-YOLOv11。首先,构建包含14 032张图像的可燃危险品专用数据集,涵盖香烟、打火机等典型危险源类别;其次,以YOLOv11为基础网络进行多模块优化,引入条带池化(SP)模块扩大特征感受野;基于霍奇斯-莱曼(HL)估计的自集成注意力机制(SEAM)设计HL Pooling池化方式,增强池化层的特征提取能力与信息传递效率;利用HL Pooling替换SEAM模块中原有的平均池化层,构建HLSEAM模块,以提升特征聚合鲁棒性,强化模型对微小目标的特征聚焦能力。结果表明:HSSP-YOLOv11模型目标检测的平均精度均值(mAP)达到86.2%,较原始YOLOv11模型提升1.2%;将所提HLSEAM模块嵌入YOLOv11后,mAP较原模型提升0.3%,较嵌入原SEAM模块的YOLOv11提升0.5%。

不同尾矿坝溃坝模式下尾砂流时空演化特征

贾慧敏, 田森, 李永新, 葛兆龙, 司鹄

2026, 36(6): 127-133. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.1253

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为满足尾矿坝风险评估和下游防灾区监测预警的需求,以芒市某金矿尾矿坝为对象,分析不同溃坝模式下尾砂流时空演化特征。构建三维地质单元耦合模型,设置强降雨洪水漫顶溃坝情景,选取溃口宽度178、89、20 m等3种典型模式,模拟尾砂流流速分布、流量变化、淤埋深度、淹没范围及冲击力传播过程,评估下游区域危险度及风险演化特征。结果表明:尾砂流动力演化呈初始加速、扩展增强、能量衰减3阶段特征,溃口宽度显著影响尾砂流流速、流量及淹没范围,溃口越大,释放动能越强,波及范围越广,流量变化越显著;溃口宽度为178 m时,流量达到最大值1 925.31 m³/s;不同溃口模式下,冲击力空间分布存在差异,较小溃口对下游关键区域局部冲击作用更强,且冲击力随距坝体距离增加而减弱;溃口宽度为89 m、距坝脚300 m处,尾砂流最大冲击力达到18 kN/m,而距坝脚600 m处最大冲击力降至5 kN/m;尾砂流淤埋深度和淹没范围沿主流方向逐渐减小,距坝体越远,流动影响越弱。强降雨漫顶溃坝条件下,尾砂流致灾危险度受溃口宽度、下泄动能、传播距离及地形约束共同控制,其风险演化表现为近坝区高流速、高冲击力和高淤埋危险,中远距离区域随能量耗散而危险度逐步降低。

岩杆端面爆炸应力波局域效应分析

余浩然, 陈骏, 苏洪, 杨海斌, 张子健

2026, 36(6): 134-142. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.0435

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为获取岩杆中爆炸近端应力波受局域效应影响的范围,采用创新设计的一维爆炸应力波研究试验装置和系统,通过对长杆岩石试件端面施加不同作用尺度的爆炸荷载,分析爆炸应力波在岩杆表面沿径向传播的不同位置处波形特征差异和传播特征,同时统计分析各个位置处应力波特征;采用LS-DYNA数值模拟软件研究不同作用尺度下爆炸应力波在岩杆内部的应力波传播过程,分析应力波在岩杆内部径向分布的峰值应力和波形特征变化特征,确定局域效应的影响范围。结果表明:在不同作用尺度下,在灰砂岩岩杆爆炸近端应力波特征存在较大差异,随着轴向传播距离的增加,应力波逐渐在4倍岩石截面半径处趋于均匀,曲线通过斯皮尔曼相关分析法计算得到相关系数均大于0.95,此后局域效应的影响效果可忽略不计。通过有限元模拟数据结果分析可得,岩石内部径向方向上受到局域效应影响范围在7倍岩石截面半径以内。

狭长受限空间持续泄漏甲醇流淌火试验

李佳兴, 叶成豪, 夏美清, 胡学靖, 张培红

2026, 36(6): 143-149. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.1351

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为剖析狭长受限空间流淌火蔓延特性,搭建尺寸为6 m×1 m×1 m的缩尺度隧道模型,以甲醇为燃料,开展6种不同泄漏速率的流淌火试验。对比分析扩散直径、火焰形态、火焰高度、火焰温度及辐射热通量等特征参数,探究泄漏速率对狭长受限空间甲醇流淌火蔓延特性的影响。结果表明:甲醇流淌火蔓延过程可划分为扩散燃烧、收缩、准稳态燃烧和熄灭4个阶段;准稳态燃烧阶段,较低泄漏速率(50~100 mL/min)的火焰形态以梯形为主,较高泄漏速率(150~250 mL/min)的火焰呈三角形且分叉现象显著;甲醇流淌火的质量燃烧速率和火焰辐射热通量均随泄漏速率增大而提升,且二者增幅呈递减趋势,其质量燃烧速率约为同等尺度甲醇池火的2/5~2/3。无量纲火焰温度在无量纲高度特征值[0.09,0.41)范围内保持稳定,[0.41,1.03)范围内明显下降,[1.03,2.49]范围内下降更为迅速。

基于CiteSpace的矿业工程支护技术可视化图谱分析

王政皓, 荣海, 潘相伊, 李南南, 魏世龙, 和龙悦

2026, 36(6): 150-160. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.0916

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为揭示我国矿业工程支护技术的研究现状、热点演化及发展趋势,基于文献计量学方法,对中国知网(CNKI)数据库1994—2025年相关文献数据开展综合分析,借助CiteSpace软件,从年度发文量、研究机构、作者合作网络、关键词共现与聚类及突现词等方面开展可视化分析,构建矿业工程支护研究的知识图谱。结果表明:我国矿业工程支护研究经历了萌芽阶段(2002年以前)、加速发展阶段(2003—2015年)和持续波动阶段(2016—2025年),其演进受深部开采需求、安全政策推动及智能化技术的共同驱动;研究力量以中国矿业大学(北京)、中国矿业大学、煤炭科学研究总院及辽宁工程技术大学等为核心,呈多中心分布格局,但机构间协同程度偏低;核心作者群已形成,合作网络呈多群体并存、整体分散特征;数值模拟、锚杆支护、软岩巷道等为长期核心主题;支护技术研究已由传统单一支护方式向复合化、系统化方向演进;切顶卸压、围岩控制、冲击地压等已成为研究前沿,支护技术正向深部主动调控与协同控制方向演进。

面向存储条件下HCFO-1233zd(E)与典型金属腐蚀行为研究

刘昊, 吕喜臻, 谌瑞宇

2026, 36(6): 161-169. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.1183

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为探究新型环保灭火剂反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯(HCFO-1233zd(E))的存储兼容性,利用自行搭建的气体灭火剂腐蚀性试验平台,选取5种典型存储容器金属材料(304不锈钢、Q235碳钢、6061铝合金、H59黄铜、T2紫铜)模拟存储条件下(高压及高低温交变)HCFO-1233zd(E)对金属材料的腐蚀行为;采用电子天平、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱技术(XPS)等手段表征腐蚀速率、腐蚀形貌、腐蚀产物等。结果表明:HCFO-1233zd(E)对5类金属的腐蚀速率大小排名为:Q235碳钢>6061铝合金>304不锈钢>H59黄铜>T2紫铜;HCFO-1233zd(E)在模拟存储环境下对金属表面形成以均匀腐蚀为主、局部点腐蚀的复合形貌,金属表面聚集点块状以及片状腐蚀产物;HCFO-1233zd(E)发生裂解产生腐蚀性较强的HF和HCl,与金属基体反应形成金属卤化物;裂解产生的短碳链有机物发生碳链聚合作用,生成的中长碳链卤代烃沉积于金属片表面,这些有机物沉积层在一定程度上起到物理屏障作用,减缓腐蚀反应的进一步发展。

阻塞效应对地下物流通道液氮灭火效能的影响

李心如, 张国维, 宁赵玉, 江黎明, 褚天巍

2026, 36(6): 170-177. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.1095

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为评估液氮在高阻塞比狭长受限环境中的灭火效能,并揭示阻塞效应的关键影响机制,以缩尺寸城市地下物流通道为场景,通过改变注氮距离与阻塞距离,开展液氮灭火试验,分析阻塞效应对灭火时间及扩散行为的影响特征。结果表明:在2个阻塞物之间注氮时,阻塞距离减小可形成更封闭空间,显著增强隔氧窒息效果;当距离火源中心1 m处注氮时,随着阻塞距离由6.3 m降低至2.3 m,灭火时间缩短23.1%。当在阻塞物背火面注氮时,液氮的灭火扩散路径受阻则会形成“阻塞-绕流-再汇合”现象,降低灭火效能。当距离火源中心3 m处注氮时,随着阻塞距离由4.3 m提高至6.3 m,灭火时间缩短25%,研究明确阻塞距离与注氮位置是影响液氮灭火效率的核心参数。

基于贝叶斯网络的城市燃气事故隐患识别与致因分析

朱伟, 盛燕珍, 宋佳云, 赵逸凡

2026, 36(6): 178-185. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.1674

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针对城市燃气事故中多隐患耦合作用机制不清、关键致因节点识别不足的问题,构建融合贝叶斯网络(BN)与三角模糊数的燃气事故风险推演模型,基于事故案例与专家知识确定涵盖“人-物-环”三维度的事故隐患指标体系,并利用三角模糊数刻画隐患节点的先验概率与条件概率,通过贝叶斯概率推理、敏感性分析与路径强度分析,系统识别事故演化过程中的关键致因节点与高风险耦合路径。研究结果表明:燃气泄漏是事故链的源头节点,对爆炸、火灾等后果事件的发生概率具有决定性影响,是具有全局影响力和可控性的关键环节;结构性破损是导致泄漏的主导因素(后验概率0.80);隐患作用方式存在异质性,高频隐患与高强度致灾路径之间呈现不完全对应关系。因此,城市燃气事故风险管理应在强化泄漏监测预警的同时,兼顾高频事件常态化防控与高强度耦合路径早期干预,推动从单一节点控制向全链条系统防控转型。

面向消防应急救援规范的自动结构化方法

陈建武, 潘乐文宇, 高婧琦, 李群, 郭再富, 徐晶格

2026, 36(6): 186-193. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.1205

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为提升消防应急救援规范条文的处理效率与语义挖掘深度,提出一种基于融合语言树状结构解析(LTP)模型和知识图谱(KG)的自动结构化方法。首先,利用LTP模型语义依存分析(SDP)规范条文语句,获取深层次语义关联;其次,提出重点词提取策略,通过结构化解析识别标准化术语,并结合文档频率统计筛选跨规范高频核心词,以有效捕捉关键信息;然后,依据语义依存关系与核心论元特征,将规范条文划分为引用类、要求类、参数类和评价类4类,并构建自动化抽取规则库;最后,以81条消防规范条文为案例进行应用,提取330个术语及2 170个重复词,构建包含15 940个节点和286 294个关系的KG。结果表明:经Neo4j图数据库实现精准查询,参数类条文占比最高(80.46%),表明其在规范体系中的基础性地位,验证了该方法在规范条文分类与语义挖掘中的有效性。

基于N-K模型的危化品运输多因素耦合风险分析

李京祥, 高学农, 景国勋

2026, 36(6): 194-202. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.1194

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为解决危险化学品道路运输多因素耦合风险动态演化机制不清、防控措施不精准的问题,基于N-K模型,收集并分析2019—2024年50起典型槽罐车运输事故案例,辨识人员、设备、危化品、环境及管理5类核心风险因素及其交互关系,构建多因素耦合风险量化评估模型,揭示不同风险耦合形态的动态演化特征,并建立分级防控技术体系。结果表明:五因素耦合风险值最高,达0.558,较单因素风险提升9.3倍;主观因素(人因与管理)对耦合风险的贡献率为67.3%;“人-管-环”为风险演化最高频的三因素耦合路径,风险值为0.105;据此构建的“本质安全-过程管控-应急响应”三级防控体系,涵盖智能罐体多参数监测、虚拟现实(VR)防御性驾驶培训、区块链培训与维保存证、数字孪生应急联动等关键技术,有助于推动风险管控由单因素静态评估向多因素耦合动态预警转变。

降雨-交通协同致灾下道路安全风险评估

陈东健

2026, 36(6): 203-212. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.0214

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针对当前道路灾害预警过度依赖单一降雨阈值、难以反映降雨-交通协同致灾作用,且传统数值模拟方法计算效率低、不能满足实时预警需求的痛点,提出降雨-交通协同致灾作用下的道路安全风险评估模型。首先,基于改进的入渗理论与水力-力学耦合机制,提出基于含水率和剪切应力的道路含水安全指数(SI)和稳定性SI;其次,创新性地引入交通扰动指数,分析重型车辆动荷载耦合路基降雨软化后对道路安全风险产生的协同致灾影响,从而构建出基于降雨-交通影响的耦合安全风险评估模型;为确保模型的普适性与可靠性,依据相关规范和理论确立不同道路安全风险状态的预警阈值,分析土质变异、极端交通及间歇性降雨等多维工况的适用性,并进行系统验证。结果表明:与传统有限元方法相比,本文提出的耦合安全风险评估模型在计算效率提升的基础上,不仅能准确复现精细数值模拟的稳定性演化过程,还能敏锐捕捉“小雨+重载”及间歇降雨下的风险累积效应。

融合FTA-BN的四网融合车站电气火灾模型

孙凤琳, 王文宇, 李鹏, 刘畅

2026, 36(6): 213-221. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.1282

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为精准评估四网融合车站电气火灾风险,融合故障树分析(FTA)与贝叶斯网络(BN)构建风险评估与关键路径识别模型。首先,采用FTA搭建四网融合车站电气火灾层级框架,识别27项基本致灾事件;其次,结合消防、电气、运营、建模四领域专家经验,运用梯形模糊数测算并确定各基本事件失效概率;然后,将故障树拓扑结构映射转化为BN,完成顶事件概率计算与风险等级判定;最后,通过风险贡献度排序、关键路径及敏感度分析定位核心致灾因子。结果表明:目标车站电气火灾发生概率为2.61%,判定为中高风险,其中,乘客携带行李可燃物事件对顶事件风险贡献度最高,是风险防控的关键因素;推行跨网安检协同、落实可燃物负面清单,搭建多班组联训联演与信息共享平台,健全跨系统消防巡检规范及运维机制,是降低四网融合车站电气火灾风险的核心举措。

数据-知识融合驱动的城市供水管网风险评估

李泽玉, 李素贞

2026, 36(6): 222-228. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.0640

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针对现有数据驱动方法常因数据质量问题导致模型鲁棒性不足,且常忽视专家先验知识价值的问题,提出一种基于高斯过程分类(GPC)与高斯混合模型(GMM)的数据-知识融合的城市供水管网风险评估方法。首先,通过专家打分规则获取风险评分,作为知识融合的基础;其次,将评分与管道物理属性、运行环境等客观属性共同构成特征矩阵,采用GPC模型预测各管段的失效概率;然后,聚类分析预测概率分布,应用GMM科学划分风险等级;最后,基于加拿大Kitchener市管段及失效记录的数据集开展案例验证。结果表明:所提数据-知识融合模型在不同数据场景下均表现出色,在1%更换率下,最高可避免30%的潜在故障;风险排序的曲线下面积为0.94;风险分级的卡方系数大于0.1,决定系数超过0.7;加性解释方法 (SHAP) 分析验证了专家打分的关键作用。

改进VIKOR方法下街道消防安全治理水平评估方法及应用

孔鑫, 李信江, 张娣娜, 龙祎, 赵金龙

2026, 36(6): 229-237. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.1684

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为提升街道消防安全治理水平评估的科学性和准确性,提出一种基于Choquet积分的改进多准则妥协解排序法(VIKOR)方法。首先,从人员、建筑与设施、环境和管理4个维度构建评估指标体系,并引入概率犹豫模糊集表征专家评估信息的不确定性,获取指标评估值;然后,采用模糊测度分析指标间的交互关系,结合Choquet积分和Shapley值聚合指标信息、动态更新指标权重,并将其融入VIKOR决策框架,提出改进的VIKOR方法;最后,以4个街道为对象开展实例验证。结果表明:所提方法系统考虑了指标间交互关系及其对评价结果的影响,尤其在指标交互度高的情况下,能有效修正传统方法的排序偏差,准确评估街道消防安全治理水平,显著提高决策准确性。案例验证结果显示,D街道的消防安全治理水平最差,其次为A街道、B街道,C街道治理水平最高,这与街道实际火灾事故频率排序相一致,验证了该方法的可靠性。

面向城市尺度的群体建筑结构抗震韧性评估:以陕西省为例

周洲, 张炜超, 田谦润, 田勤虎, 于晓辉

2026, 36(6): 238-245. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.0877

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为实现城市尺度群体建筑结构抗震韧性的高效评估,解决大规模非线性时程分析导致的计算资源需求急剧膨胀问题,弥补传统评估仅以建筑数量占比作为统计依据的局限性,首先,基于目标结构类型构建经验易损性函数,确定其在多遇地震和罕遇地震作用下的损伤状态;其次,根据《建筑抗震韧性评价标准》,量化上述地震作用下的修复时间、修复费用和人员伤亡指标,进而评定单体结构抗震韧性水平;然后,对不同抗震韧性水平的单体结构分类,提出基于建筑面积占比的区域抗震韧性指标(RI);最后,以陕西省群体建筑结构为例开展应用分析。结果表明:安康市抗震韧性水平最高,榆林市最低;综合修复时间、修复费用和人员伤亡3个维度,安康、延安、汉中3市表现较为优异;基于个体数量和基于建筑面积占比的区域抗震RI评估结果存在一定差异,仅依赖建筑个体数量可能会低估大型建筑对整体韧性的贡献,从而低估城市真实恢复能力。

寒区加油加气站消防救援可达性动态评估

黄遥, 余嘉仪, 刘顶立, 熊柳源, 刘富斌, 唐加福

2026, 36(6): 246-253. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.1356

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为科学评估寒区加油加气站消防救援可达性,构建同时考虑拥堵和冰雪路况的可达性动态评估模型,并以沈阳市76座消防救援站与514个加油加气站为例开展实证研究。分析结果表明:仅考虑拥堵路况时,总体可达率为14.71%;叠加轻、中、次重度冰雪路况后,总体可达率分别降至11.95%、9.58%和6.70%;且无论何种路况,偏远地区的总体可达率均明显低于中心城区。上述结果揭示出拥堵与冰雪路况通过降低通行效率显著影响消防救援可达性,同时也反映出消防站点集中于主城区、偏远地区覆盖不足的布局失衡问题。

高温高湿低氧环境下人体生理与心理参数研究

冯国会, 刘谊鹏, 孙佳琳, 李兆星, 黄凯良

2026, 36(6): 254-261. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.1169

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为探究高温高湿低氧极端环境下施工人员的生理与热感觉变化特征,在环境温度(33、37、40 ℃)、相对湿度(80%)、氧体积分数(20.9%、18%、16%)条件下,组织被试以4 km/h速度进行跑步机运动试验。通过测量平均皮肤温度、出汗率等生理参数及疲劳程度、热感觉等心理参数,系统分析该复合环境对人体的影响。结果表明:环境温度主导生理响应,但高温下低氧通过显著交互作用(P<0.05)放大皮肤温升,37 ℃时低氧的温升效应较33 ℃增强近9倍;低氧对出汗率的影响随温度逆转,33 ℃时促进出汗,40 ℃极端高温下反抑制出汗10.6%,且个体差异显著增大(离散度17.4%),加剧热蓄积风险;低氧直接加速疲劳与热不适感累积,37 ℃为协同临界点(33和37 ℃下疲劳速率分别提高100%和50%,热不适感累积斜率增大),40 ℃时疲劳终值升高38%;胸部和上臂皮肤温升对低氧最敏感(增幅28%~33%),是高温高湿低氧环境中预警热应激的关键监测部位。

基于3oo5-Y的铁路信号安全云平台冗余结构设计

尚麟宇, 黄苏苏, 魏东冬, 刘明端, 李科

2026, 36(6): 262-270. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.06.0794

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为提升铁路信号系统在云平台环境下的运行可靠性与防御共因故障的能力,在传统五取三(3oo5)架构基础上,提出一种基于异构虚拟化(VMware与基于内核的虚拟机(KVM)组合)部署的3oo5-Y(Y表示异构)冗余结构设计方案。通过构建三取二(2oo3)、3oo5与七取四(4oo7)等典型冗余结构的可靠度与安全度函数模型,对比分析不同冗余节点数量对系统性能的影响。并结合共识算法理念,设计无第三方软件依赖的三态节点控制及随机超时一致性表决机制。结果表明:在单元可靠度大于0.9的高可靠水平区间内,冗余结构的可靠度与安全度均随节点数量的增加而提升(排序为4oo7>3oo5>2oo3)。相较于同构3oo5结构,3oo5-Y结构以微小的绝对可靠度折损为代价,有效降低高度同构带来的共因故障风险。此外,在限制双KVM节点不同时故障的条件下,该系统能容忍最多2个节点失效。3oo5-Y异构冗余架构有效兼顾系统部署的经济性与异构一致性比较功能,在保障系统极高安全性的前提下,维持了云端架构的高可用性。

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