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2026年 第36卷 第5期    刊出日期：2026-05-28

上一期   

安全科学理论与方法

国内外氢能产业安全监管对比研究

刘佳, 路念明, 白明琪, 刘义

2026, 36(5):  1-10.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.0963

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为提高中国氢能安全监管,系统梳理国内外氢能产业发展动态及安全监管框架。在此基础上,从安全监管机构、法律法规、标准体系和科技发展等方面进行对比分析,借鉴国际经验,结合中国实际,从明确监管职责、完善法规供给、健全标准体系、强化科技保障、深化交流合作等5方面提出政策建议。结果表明:全球氢能已进入快速产业化发展阶段,氢能产业发展较为成熟的国家,已构建起以顶层统筹规划、全产业链覆盖监管、标准化体系支撑为核心特征的安全治理体系。相较而言,中国氢能安全监管体系的整体性、标准体系的协调性及关键技术的支撑能力,与氢能产业高速发展的现实需求仍存在差距。需进一步厘清各相关部门在氢能制、储、运、加注及终端应用全链条的监管职责,建立健全跨部门协同监管机制;加快制定系统性的氢能安全专项法律法规,构建覆盖全产业链的标准体系;强化安全技术研发攻关与专业实验平台建设,全面提升我国氢能产业安全监管效能。

政策工具视角下中国安全生产治理政策研究:基于新中国成立以来的政策文本分析

王浪, 陈文溆乐

2026, 36(5):  11-17.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.0795

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为提升我国安全生产治理水平,运用文本分析法编码分析关于安全生产的政策文本,深入了解我国安全生产治理政策体系现状和现存政策的不足。基于独秀数据库和中央人民政府网,选取1949—2024年间颁布的80份政策文本;运用NVivo 12 Plus软件进行编码分析,进而归纳我国安全生产治理政策工具的分布和使用情况。研究结果表明:我国安全生产治理政策工具应用全面,呈现出以事前预防为核心、人才技术为支撑、事中事后协同补充的发展格局。与此同时,现有政策结构尚不均衡,保障性工具作用突出,而促进性与拉动性工具不足,政策工具与治理逻辑要素融合度低,影响治理整体效能。未来需推动优化政策工具结构、平衡治理要素分布、加强政策与要素深度融合,以提升安全生产治理水平。

安全技术与工程

基于SAA-GRNN优化模型的厚松散层条件下概率积分法参数求解

张建国, 王文唱, 任连伟, 邹友峰, 顿志林

2026, 36(5):  18-26.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.0204

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为解决现有方法在求取厚松散层条件下采空区地表变形预测的概率积分法(PIM)参数时存在精度不高与适配性不足的问题,选取36组采煤工作面地表移动实测数据,通过系统聚类分析(HCA)、熵权法(EWM)及灰色关联度(GRD)分析,筛选采矿地质条件的核心指标,进而融合K折交叉验证和模拟退火算法(SAA)邻域扰动策略优化广义回归神经网络(GRNN)模型,构建SAA-GRNN优化模型,用于求取PIM参数,并以济宁地区45组厚松散层采煤工作面数据开展实例分析。结果表明:7项采矿地质条件指标可划分为3类,经筛选后得到开采厚度M、煤层倾角α、开采深度H、走向采动程度D₃/H和松散层厚度h共5项核心输入指标;SAA-GRNN优化模型的均方误差最大值不超过0.190 4,平均绝对误差最大值控制在0.133 9,平均绝对百分比误差最大值为0.153 6,R²值总体控制在0.8以上;同等条件下较误差反向传播(BP)神经网络模型和GRNN模型,求解误差均大幅度下降。

基于SFEP-SD的高海拔地区水电工程施工安全风险传递路径研究

江新, 曹路, 杨静, 李冰姿, 晋良海

2026, 36(5):  27-37.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.1176

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为管控风险传递,降低施工安全事故发生概率,探究高海拔地区水电工程施工安全风险传递的演化过程和特征。首先,基于高海拔地区水电工程施工事故报告和4M1E理论,从人员、机械设备及材料、管理、技术和环境5个方面构建施工安全风险因素体系,采用决策试验和评价试验法(DEMATEL)分析风险因素引发的风险事件;然后,基于系统故障演化过程(SFEP)理论建立施工安全风险传递网络,通过关联规则计算各路径风险传递概率;利用系统动力学(SD)构建施工安全风险传递网络SD模型;最后,以西藏某大型水电工程为例,开展仿真验证。结果表明:施工安全风险传递网络SD模型揭示了从17种边缘事件、15种过程事件至5种最终事件的29条风险传递路径及其演化趋势与敏感性,确定环境与管理风险事件为关键节点,识别出3条关键传递路径。据此,立足关键节点与关键路径阻断风险传递,有效降低事件发生与演化概率,减少施工安全事故。

基于贝叶斯的受限空间作业情景构建与风险分析

王海军, 张玥

2026, 36(5):  38-47.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.0797

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为精准辨识受限空间作业风险,有效防控事故,构建基于关键要素的事故演化情景模型,开展定量风险分析。首先系统梳理受限空间物理特征、时空信息、环境条件、安全管理和应急决策等要素,采用网络本体语言(OWL)规范化描述关键要素并表达情景,以结构化、标准化方式表征事故演化过程;然后收集整理国内近50起相关事故资料,结合现行标准规范、专家知识,对作业全过程相关的气体检测、通风措施、防护装备、潜在事故后果等进行状态描述和关联性分析,获得贝叶斯网络(BN)结构和概率参数,并据此实证分析受限空间作业人员中毒事故。研究表明:受限空间作业安全关键要素梳理有助于结构化管理事故知识,构建的BN模型可以定量评估事故风险,并进行情景推演;结合实证分析,多人连续未佩戴防护装备进行盲目施救是导致受限空间事故后果扩大的主要原因,应在应急预案中明确救援程序、职责、防护要求等内容。

基于铀尾矿库核素监测的SAPSO-BP数据融合算法

余修武, 肖林, 叶莱

2026, 36(5):  48-55.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.0403

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为提高铀尾矿库无线传感器网络(WSN)中数据融合的效率,减少冗余数据传输,延长网络寿命,提出一种数据融合算法,即基于改进模拟退火(SA)粒子群优化(PSO)反向传播(BP)神经网络的数据融合算法(SAPSO-BP),该算法将SA算法的全局搜索特性与PSO算法的高效寻优机制相融合,并加入动态惯性权重和变异算子,提高算法的全局搜索能力,避免陷入局部最优;同时,利用该改进算法优化BP神经网络的权重矩阵与阈值参数,构建高性能的多传感器数据融合模型,并将该算法运用于铀尾矿库核素监测。结果表明:SAPSO-BP算法在数据融合精度、网络能耗与网络寿命等指标上均优于对比算法,相较于传统BP算法,其平均相对误差(MRE)与均方根误差(RMSE)最大降幅分别为40%和45%,拟合优度提升至0.908 3,首个节点死亡轮次推迟至约1 180轮,网络整体寿命延长至约1 500轮,可实现更低的节点能耗与更均衡的能量分布。

大中型化工装置区多无人机查找泄漏源仿真研究

张学锋, 唐晶晶, 江军, 陈迪

2026, 36(5):  56-63.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.1091

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为解决大中型化工装置区频繁发生的危险气体泄漏问题,利用少量无人机(UAV)之间的协同作用,提出一种基于多策略改进粒子群优化算法(MSPSO)的泄漏源定位方法。首先,考虑无人机在实际运动过程中受到的物理限制,将加速度的控制策略融入粒子群优化算法(PSO),同时,将大中型化工装置区划分为不同区域以更加精准模拟无人机在查找过程中的飞行状态;其次,根据泄漏源的扩散特点,引入逆风查找策略,利用风向信息加快无人机的查找过程;然后,为避免无人机陷入伪泄漏源,采用柯西变异扰动与模拟退火机制增强无人机跃出局部最优解的能力;最后,建立大中型化工装置区三维仿真环境,在仿真场景中对比分析多种群智能算法的性能。结果表明:文中提出的基于MSPSO的泄漏源定位方法具有较快的收敛速度及较高的定位成功率,定位效果更能够满足大中型化工装置区对泄漏源定位的要求。

截齿锥角对煤岩破碎产尘特征影响的试验及模拟研究

荆德吉, 董智斌, 王德记, 李振, 刘鸿威, 鲍春花

2026, 36(5):  64-72.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.1249

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为探究煤矿井下掘进过程中截齿锥角对煤岩的破碎产尘特征,基于试验与离散元仿真模拟(DEM)多尺度综合分析方法,以78、92、105及118°锥角截齿为对象,通过掘进截割试验分析产生碎屑及粉尘粒度分布情况;采用颗粒流分析程序(PFC)软件中的平行黏结模型(PBM)进行仿真,准确模拟掘进中煤岩破碎产尘全过程;在截割头钻入和横摆2种工况下分析裂纹数量、种类以及最小离散颗粒数量、抛掷速度的发展变化趋势。结果表明:锥角增大时,煤壁碎屑粗糙度指数(CI)从728.92下降到696.91、粉尘占比从0.4%增至0.67%,煤壁破碎程度与产尘量随截齿锥角增大而提升;粉尘破碎指数上升、均匀性指数下降,表明产尘粒度分布范围扩大且小粒径粉尘比重增加;仿真模拟中煤壁裂纹总数从22 980条增长至27 272条,且拉伸裂纹占比均超 73%;最小粒径游离颗粒数量从371个增至459个,平均初始抛掷速度从0.250 m/s减至0.221 m/s。综上,增大截齿锥角在一定程度上加剧了产尘,但有助于抑制粉尘扩散范围。

不同价态磷基阻燃剂对锂离子电池性能影响试验

郗朋, 孙凤玲, 范小萍, 唐潇宇, 卓启明, 纪红兵

2026, 36(5):  73-82.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.0316

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为从本质上提升锂离子电池的安全性,向电解液中添加磷基阻燃剂,研究不同价态的磷基阻燃剂结构对其安全性能、电化学性能的影响。采用自熄灭时间(SET)和差示扫描量热对比研究磷基阻燃剂对电解液热稳定性的影响,采用线性扫描伏安分析磷基阻燃剂对电解液基本性质的影响,进一步通过循环伏安测试、循环性能测试、倍率性能测试和电化学阻抗谱测试探索不同体积比的磷基阻燃剂对LiFePO₄|Li半电池电化学性能的影响。结果表明:添加体积分数为5%的磷酸三甲酯(TMP)和亚磷酸三甲酯(TMPi)的电解液SET均显著降低,且前者提升了电解液电化学窗口,添加5%体积分数为TMP的LiFePO₄|Li半电池的氧化峰和还原峰的峰值电位电势差减小,电池极化减小,循环300圈后的放电比容量较大、容量保持率高达99.6%,而添加5%TMPi导致放电比容量衰减。磷酸甲酯类阻燃剂分子活性弱于亚磷酸甲酯类,负面作用较弱。在不减弱电化学性能前提下,添加5%的TMP更利于提升锂离子电池安全性。

乙炔-氧气混合气体爆轰失效和再起爆机制

孙绪绪, 杨轶纬, 刘勇江, 姚佳欣, 王珺, 李国春

2026, 36(5):  83-88.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.0923

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为揭示微小扰动对正常爆轰和准爆轰波失效与再起爆的影响特征,以乙炔-氧气混合气体为对象开展研究。首先,在爆炸罐内布设不同长度的薄金属板,引入小尺度扰动;然后,采用 7、9 mm线径的螺旋弹簧构建粗糙壁面形成准爆轰;最后,通过分布式光电探头记录爆轰波到达时间,结合高速纹影系统观测爆轰波衍射和再起爆过程。研究结果表明:引入微小扰动可显著降低临界起爆压力阈值:当初始压力低于该临界值时,即使存在扰动也无法实现爆轰波的再起爆;而高于该临界压力时,所有重复试验下管中的平面爆轰波最终都能成功转变为球状爆轰波。光滑管中正常爆轰的再起爆位置始终出现在薄板附近,而粗糙管中准爆轰的再起爆位置呈现随机性。2类爆轰具有不同的临界起爆判据,即正常爆轰成功再起爆需满足临界管径与爆轰胞格尺寸的比值≥13;而准爆轰成功再起爆的临界阈值则会降低,其临界管径与胞格尺寸的比值约为8。

基于BO-XGBoost-SHAP架构的矿井主提升机故障诊断模型

盛武, 储小渝, 吴敏玮

2026, 36(5):  89-97.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.1124

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为解决矿用主提升机传统运维模式中故障响应滞后、精准度不足的问题,构建基于贝叶斯优化-极限梯度提升算法(BO-XGBoost)的矿井主提升机故障诊断模型,并结合沙普利加和解释法(SHAP)增强模型的可解释性;使用贝叶斯优化(BO)算法优化XGBoost超参数;基于试验煤矿主提升机监测数据,结合XGBoost模型与SHAP归因分析方法识别关键影响因素与作用机制。研究结果表明:与基线XGBoost模型相比,BO-XGBoost模型准确率提高4.1%,对数损失降低41.9%,模型训练时间缩短80.1%;相较于传统决策树、随机森林和LightGBM算法,BO-XGBoost模型的精确率分别提升26.5%、11.9%和13.6%,展现出优异的测试准确性;钢丝绳张力、下天轮温度以及电机电压是故障发生的3个关键致因因素;不同故障类型受不同因素影响,如过高的主轴振动、电机温度以及过低的提升速度对主轴故障预测的正增益更大;三因素交互分析揭示了钢丝绳故障时各因素的主导作用及影响规律,钢丝绳故障概率主要由张力、电机电流及提升速度主导,张力或电流过低会显著增加风险,提升速度升高也会加剧故障概率,而下天轮温度影响较弱。

配电网作业人员绝缘手套佩戴状态检测算法

杨志凌, 丁志鑫, 李佳, Pangou Goma F R

2026, 36(5):  98-104.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.0318

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针对复杂配电网作业场景下手部区域较小造成的作业人员绝缘手套佩戴状态检测效果较差的问题,提出一种针对小目标检测的算法——LN-YOLO,首先,提出轻量空间金字塔池化模块和轻量感受野融合注意力机制,并引入坐标卷积,组成LLC模块,该模块通过聚集感受野特征与嵌入坐标信息,增强卷积的空间感知能力;然后,引入Mixup数据增强策略,提高模型的鲁棒性并在模型中添加针对小目标检测的归一化瓦瑟斯坦距离损失函数;最后,通过LLC模块有效性验证试验确定最佳基线算法,并对文中改进算法进行消融与对比试验。结果表明:改进算法的检测精度达到90.1%,较基线提升2.0%,检测速度达56帧/s,内存占用仅15.7 MB,满足配电网作业场景对绝缘手套检测精度、实时性及边缘设备部署要求。

基于危化品事故后果和脆弱性的物理承灾体风险评估

关文玲, 王雨桐, 王丽, 任常兴, 董呈杰

2026, 36(5):  105-112.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.1819

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为提升建筑物与桥梁等物理承灾体在危化品事故区域风险评估中的重要性,建立物理承灾体脆弱性评估模型,并提出考虑危化品事故后果和脆弱性的物理承灾体风险评估方法。首先,利用危险环境区域定位(ALOHA)建模软件模拟区域危险源可能的危险足迹;其次,建立包含暴露性、敏感性、适应性的物理承灾体脆弱性评估模型;然后,选取建构筑物密度、距事故中心的距离作为暴露性维度层,选取建构筑物年代、建筑高度、建筑抗震等级、桥梁长度作为敏感性维度层,选取应急避难面积、道路面积、基础设施维护资金作为适应性指标层,通过地理探测器分析物理承灾体脆弱性的驱动力因素;最后,利用地理信息系统软件(ArcGIS)叠加事故后果图与物理承灾体脆弱性图,生成综合风险图,实现物理承灾体综合风险可视化,并将该方法应用于天津市某镇的物理承灾体风险评估研究。结果表明:建构筑物密度、距事故中心距离对物理承灾体脆弱性的解释力最强,分别为0.515、0.464;高风险区域是由高危害性与高脆弱性共同作用的空间叠加结果,事故后果与脆弱性叠加后的区域,综合风险呈显著的空间分异特征。在事故后果图上,靠近危险释放点的城镇东部是最危险的区域,但由于危险释放点周围区域承灾体的脆弱性较低,在综合风险图上被划分为中等风险。

基于CFD-DEM法的矿山充填料浆对管道磨损的影响

何文, 何耿烽

2026, 36(5):  113-121.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.0982

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为预防矿山充填管道因磨损引发的爆裂、泄漏等安全事故,采用计算流体动力学(CFD)-离散元(DEM)耦合方法,研究充填料浆对管道磨损的影响特征。构建L型管道和固液两相流模型,开展数值模拟试验,以颗粒粒径(0.001~0.1 mm)、料浆固相体积分数(60%~80%)和料浆流速(2~6 m/s)为试验中充填料浆的变化参数,探究不同颗粒粒径、料浆固相体积分数和料浆流速下管道的最大磨损率。结果表明:颗粒粒径及料浆固相体积分数与管道最大磨损率呈非线性关系,0.1 mm粒径时管道的最大磨损率为13.4×10^-5 kg/m²;料浆固相体积分数存在临界值70%,其最大磨损率为7.15×10^-5 kg/m²,超过该固相体积分数后管道磨损趋于稳定;料浆流速与管道最大磨损率呈线性关系,流速7 m/s时,最大磨损率为8.25×10^-6 kg/m²。各参数对管道磨损影响的大小依次为:颗粒粒径 > 料浆固相体积分数 >料浆流速;颗粒粒径与料浆固相体积分数的交互作用影响最大,料浆固相体积分数和料浆流速的交互作用次之,颗粒粒径和料浆流速交互作用影响最小。

改进麻雀搜索算法下无人机逆向飞行冲突解脱研究

张健, 张永波, 赵嶷飞, 卢飞, 方静楠

2026, 36(5):  122-130.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.1015

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为解决高风险逆向飞行冲突下解脱路径规划问题,综合考虑路径和转角、障碍物、安全间隔等多要素,构建基于最低能耗的无人机(UAV)解脱路径模型。通过改进混沌映射、黄金正弦策略以及跟随者位置更新策略,提出多策略融合的改进麻雀搜索算法;基于8个标准测试函数,将新算法与其他3种群智能算法进行运算比较,证明新算法的有效性;针对飞行冲突解脱问题,构造多机冲突场景和级联冲突场景,并运用4种算法进行多次试验,从收敛性能和运行时间2方面比对。结果表明:改进算法在4机逆向飞行冲突场景下的适应度和用时分别为8.86、4.06 s,在3机级联冲突场景下的适应度和用时分别为1.26、3.03 s,均为最优值。研究成果在解决复杂冲突问题中,兼顾计算效率与精度,可为多机逆向飞行冲突解脱快速规划路径。

含水二氧化硅气凝胶吸附与传热特征

石钰, 李颖, 毕成, 唐桂华, 黄圣霖, 宋战利

2026, 36(5):  131-138.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.0191

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为优化气凝胶结构,降低气凝胶等效热导率,在大规模原子/分子并行模拟器(LAMMPS)中加入力场、原子模型,以及升温、冷却等计算模块,精确模拟二氧化硅气凝胶吸附水分子和传热过程。结果表明:随着含水量增加,二氧化硅气凝胶对水分子的吸附量逐渐增多,表现为吸附量先急剧增长,后趋于稳定。升高温度,水分子热运动加剧,导致二氧化硅气凝胶对水分子的吸附量减少,自由水分子数量增多。增大压力,水分子与二氧化硅气凝胶碰撞频率增加,造成二氧化硅气凝胶对水分子的吸附量增加。增加含水量、降低温度时,一方面水分子之间相互挤压促使更多水分子渗入二氧化硅气凝胶内部,另一方面水分子热运动减缓不利于其逃出气凝胶孔隙,最终导致二氧化硅气凝胶体系的数密度增加。二氧化硅气凝胶因吸附水分子形成水膜,水膜构成“水桥”,随着含水量增加,“水桥”之间连通性增强,接触面积增大,造成二氧化硅气凝胶等效热导率增加,隔热性能下降。

SPDs-Conv与WIoU优化的YOLOv8n矿井井下人员检测模型

荣海, 习洲勇, 李锦程, 潘相伊, 张伟达, 韩明玉

2026, 36(5):  139-149.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.1332

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为解决煤矿井下环境由于光照不足、人员尺度差异大及易被设备遮挡等问题而导致的现有检测算法精度低、鲁棒性弱,且部分模型参数量和计算量偏高,难以适配井下边缘设备问题,提出一种改进的YOLOv8n模型,优化矿井复杂环境下的人员检测任务。引入改进的空间到深度可分离卷积(SPDs-Conv)模块增强小目标特征提取能力,提升对远景低像素人员的识别精度;跨阶段部分特征融合+选择性注意力机制(C2f_SKAttention)强化模型对不同尺度目标的关注度,应对井下人员尺度差异;构建动态检测头以适应目标多样性与复杂性,提高对遮挡等场景的适配性;改进加权交并比(WIoU)损失函数提升边界框定位精度,减少因低照度导致的定位偏差。结果表明:提出的改进YOLOv8n模型在煤矿井下人员检测数据集上的平均精度均值(mAP)@0.5为83.5%、mAP@0.5:0.95为39.0%,相较于原YOLOv8n,精确率提升8.5%,召回率提升11.9%,mAP@0.5提升4.7%,mAP@0.5:0.95提升3.3%;参数量从3.1M增至3.2M,浮点运算数(GFLOPs)从14.0G增至14.4G,在轻量化基础上提升了检测精度与鲁棒性,有助于解决井下小目标漏检、多尺度适配不足及复杂环境抗干扰弱等问题,适配井下边缘设备算力限制。

露天矿卸料口旋流风幕模拟及纹影成像验证

陈景序, 智栐凯, 王杰, 荆德吉, 郭雁潮, 刘雅雯

2026, 36(5):  150-158.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.0355

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针对传统喷雾降尘技术耗水量大、抑尘范围有限等问题,利用数值仿真软件,按照1∶1比例建立露天矿卸料口几何模型;基于Realizable k-ε 湍流模型,开展卸料口落料口诱导气流风速分布研究,并根据流场特征提出一种旋流风幕控尘方法,通过诱导环流包裹粉尘、动压屏障阻隔扩散,形成闭合气流屏障阻隔粉尘逸散;采用数值模拟与纹影观测相结合的方法,分析卸料口诱导气流风速分布,对比不同角度和风速下的旋流风幕完整性。结果表明:旋流风幕形成由射流角度与风速协同主导;随射流角度与风速增加,风幕涡核结构逐渐清晰,流场闭合度显著增强;射流角度在10~20°、风速在15~25 m/s内时,可在卸料口形成稳定封闭的逆压旋流区,诱导卷吸与环流作用最为显著;当射流角度为15°、风速为20 m/s时,负压核心稳定,旋流成型最完整;角度过大或风速过高易引发湍流耗散与涡核紊乱,导致风幕结构破裂。经纹影观测系统对旋流流场验证,15°&20 m/s条件下旋流结构最为完整,验证了旋流控尘的可靠性和有效性。

不同初始温度影响下油池火燃烧特性研究

李聪, 许文博, 牛力婷, 宋畅鹏, 吴建松

2026, 36(5):  159-164.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.0814

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为研究初始温度对油池火燃烧行为的影响,基于自主搭建的初始温度可控油池火试验平台,开展不同初始温度(5、10、20、40、60和80 ℃)的油池火试验,分析油池火燃烧过程、质量损失速率、火焰高度和火羽流温度的变化特征。研究表明:当初始温度为5~60 ℃时,油池火燃烧过程分为增长、稳定和衰减3个阶段;当初始温度升高至80 ℃时,燃烧过程分为增长、稳定、沸腾过渡、沸腾和衰减5个阶段;质量损失速率、火焰高度和火羽流温度均与初始温度呈正相关;初始温度由5 ℃升高至80 ℃时,质量损失速率、火焰高度和火羽流温度分别增加12.13 g/(s·m²)、170.4 mm和130 ℃;质量损失速率随正庚烷沸点与初始温度的温差非线性递减;火焰高度与油池直径之比为正庚烷初始温度与沸点之比的幂函数。

基于STPA-BN的真北导航过渡风险评估模型

任杰, 曲仕茹, 王莉莉, 韩元松, 孙志远

2026, 36(5):  165-173.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.0952

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随着全球民航导航系统向以真北为基准的导航方式转型,为量化识别与有效控制导航基准转换所引发的系统性风险,提出一种融合系统理论过程分析(STPA)与模糊贝叶斯网络(FBN)的动态风险评估模型,用于支持真北导航过渡过程中的多源不确定性风险识别与演化分析,构建包含“战略-区域-组织-设备”4层次的控制结构,系统识别7类系统级危险与12项不安全控制行为(UCA),并通过模糊集方法处理专家认知的不确定性,结合Leaky Noisy-or门逻辑建立贝叶斯网络(BN),进一步扩展为动态贝叶斯网络(DBN)模拟5阶段(t₀~t₀+28年)风险演化过程。结果表明:技术适配滞后与政策协同不足是初期主要风险驱动因素(如空域冲突概率达0.852),但通过分阶段推进技术升级、政策协调与冗余设计,关键风险在t₀+28年可降低至0.01以下。研究提出融合“阶段达标-资金拨付”政策联动机制、基于机型寿命分级的技术迭代路径以及“惯导 + 低轨卫星”双冗余人工智能(AI)治理体系的原创策略,以系统性解决真北过渡中的政策延迟、设备代际冲突及运行风险问题。

内爆载荷下复合材料浮盘抗爆性能分析

芦烨, 丁宇奇, 王智坚, 吕奇霖, 李智超, 曹兵阳

2026, 36(5):  174-181.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.1203

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为揭示浮盘密封性能退化引发的挥发气体泄漏燃爆及其对复合材料浮盘的破坏机制,构建考虑蜂窝芯层胞元结构的储液-复合材料浮盘多相耦合模型。通过罐内可燃气体-复合材料浮盘-储液的多相耦合分析,对比内爆载荷下浮盘面板及蜂窝芯层的不同损伤形式,并系统探究面板铺层角度、蜂窝几何参数(壁厚、高度、边长)及胞元构型(正六边形、圆形密排/疏排)对浮盘抗爆性能的影响。结果表明:在低液位工况下,浮盘以上面板以基体拉伸损伤为主(面积占比6.82%),伴生0.16%的纤维压缩和基体压缩损伤;最优面板铺层角度为[45°/90°/45°/90°],基体拉伸损伤面积占比降至5.03%,浮盘抗爆性能最好;正六边形蜂窝芯层抗爆性能优于圆形,密排圆形蜂窝承载能力强于疏排;增大蜂窝壁厚或高度、减小边长均可增强浮盘抗爆性能。

基于非晶氧化镓双波长光电探测的火灾烟雾判别模拟

于俊玲, 邓浩, 任先培, 向晖, 李强, 胡启威

2026, 36(5):  182-189.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.0033

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为解决烟雾传感器的传统光散射探测器易受灰尘和水汽干扰、误报率高、且响应时间较长的问题,提出一种基于非晶氧化镓宽谱光电探测器的双波长光电烟雾探测模拟系统。基于Mie散射理论,采用980 和405 nm等2种波长分别测量烟雾颗粒的体积占比和表面积占比,获得Sauter平均粒径(SMD),以有效区分火灾与非火灾烟雾;根据理论分析和仿真试验,优化探测角参数(980 nm:60°,405 nm:120°),降低测量偏差,并通过模拟试验验证该系统的有效性。结果表明:系统能够将烟雾误报率控制在较低水平(火灾试验火≤3.3%,非火灾烟雾≤6.7%),显示出较高的灵敏度和低的误报率。

煤矿灾害监测系统数据可靠性评价

秦凯, 邓志刚, 舒龙勇, 魏帅豪

2026, 36(5):  190-198.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.1025

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数据可靠性对精准判识煤矿灾害风险至关重要,为准确评价煤矿灾害监测预警系统的数据可靠性,通过梳理“一规程四细则”等相关政策法规、标准规范和文献资料,融合大数据和地理信息系统(GIS)空间分析技术,提出一套煤矿灾害监测系统可靠性评价方法,并在山西某煤矿开展灾害防治现场实践验证。结果表明:从灾害监测系统多源信息中提取不精确性、异类性与冲突性特征,是精准识别超限、失效、信息缺失、位置错误、频率异常等多类不可靠信息的核心关键。构建涵盖合法性、合规性、合理性3大类437小类的煤矿灾害监测系统可靠性评价指标体系,最大程度上还原煤矿灾害监测系统全寿命周期内的多源关联信息;试验矿井2025年2月正常生产期间,该方法共识别出不可靠信息56 753条,经人工核实评价准确率为100%。文中方法可在灾害预警数据预处理阶段,动态评价煤矿现有的多类型监测系统是否满足灾害预警的要求,及时提醒开展监测系统维护与升级工作。

附加VIMD的高层基础隔震结构抗震抗风性能研究

王恒, 宋英华, 吕伟

2026, 36(5):  199-206.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.1355

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为推动黏滞惯质阻尼器(VIMD)在高层基础隔震结构中的工程应用,以20层隔震钢结构模型为研究对象,首先,探讨VIMD的惯质对结构自振周期的影响;然后,从太平洋地震工程研究中心选取10条实际地震动并进行调幅使其匹配目标设计反应谱,研究VIMD对结构地震响应的控制特征及减震效果;最后,基于达文波特脉动风速谱,采用谱表示法生成10条随机脉动风速时程,研究VIMD对结构风振响应的控制特征及减振效果。结果表明:VIMD可延长该高层基础隔震结构的自振周期,且主要体现在前6阶。在地震激励作用下,VIMD对高层基础隔震结构隔震层相对位移响应的减震效果与黏滞阻尼器(VD)相当,但其对上部结构响应的减震率较VD可提升19.5%~24.5%。在风荷载作用下,VIMD和VD对高层基础隔震结构响应控制能力基本相同。

太阳辐照与干湿循环耦合作用下压实黄土裂隙演化机制

田新宇, 梅源, 孙天慧, 余雅楠, 张雨

2026, 36(5):  207-214.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.1794

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为分析太阳辐照与干湿循环对压实黄土裂隙演化的影响及其作用机制,采用氙灯模拟太阳辐照,开展不同辐照度、干密度及干湿循环条件下的压实黄土室内试验,自制图像获取装置定时采集试样表面裂隙图像,利用颗粒与裂隙分析系统(PCAS)提取裂隙形态参数,结合扫描电镜(SEM)图像定量分析微观孔隙结构,从宏-微观尺度系统分析裂隙演化机制。结果表明:辐照度提高使裂隙起裂时间提前,裂隙率、主裂隙长度及分形维数整体增大;干密度1.5~1.7 g/cm³范围内,干密度提高可有效降低裂隙率及连通性,抑制裂隙扩展;干湿循环作用下,孔隙率总体增加,孔隙圆度降低,分形维数先增大后波动,与宏观裂隙演化显著关联;太阳辐照加速土体表层水分蒸发,强化水分迁移与体积变形不均匀性,促进压实黄土由孔隙结构调整向宏观裂隙扩展演化。

煤层开采卸压瓦斯高位抽采孔智能设计及应用

张艺波, 赵鹏翔, 李树刚, 林海飞, 孙红星, 刘元嘉

2026, 36(5):  215-223.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.0504

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为解决人工设计高位瓦斯抽采钻孔布置参数误差大、抽采效率低的问题,以新疆某高瓦斯矿井为研究对象,提出一种基于二维物理相似模拟与智能系统的卸压瓦斯高位抽采孔设计思路。通过二维物理相似模拟试验,揭示覆岩横纵向裂隙联动演化特征,精准划分瓦斯运移区(最大高度36.7 m、最大宽度22.7 m)与储集区(最大高度26 m、最大宽度17 m)的几何边界,明确瓦斯赋存空间演化特征。基于Python语言开发高位瓦斯抽采钻孔智能系统,融合OpenGL技术构建3D地质模型,结合钻孔终点与开孔点平距、方位角及终孔高度等参数,通过自主研发的参数计算系统自动生成钻孔布置参数(方位角、倾角、长度),并利用可视化演示系统模拟钻孔轨迹。结果表明:该系统设计的钻孔终孔位置精准位于垮落带上部、断裂带中下部,2号钻场瓦斯抽采体积分数达6.52%~10.94%,较传统方法提高2.52%~5.19%。

加氢机氢气泄漏扩散数值模拟研究

谭路遥, 姚勇征, 潘傲澜, 胡茂炜

2026, 36(5):  224-233.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.0886

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为降低加氢机加注过程中因泄漏引发的事故风险,利用Fluent软件模拟35 MPa加氢机氢泄漏扩散过程,研究加氢区罩棚结构下氢泄漏扩散特性,分析泄漏孔径、风速及局部通风等因素对氢气摩尔分数、可燃区域分布的影响。研究结果表明:当加氢软管泄漏孔径为2 mm时,不会在罩棚下表面形成可燃区域,而当泄漏孔径达到5或10 mm时,可在罩棚下表面形成可燃区域,且罩棚下表面摩尔分数最高点在平行于射流中轴线附近。其中,泄漏孔径为10mm,垂直泄漏方向罩棚下侧摩尔分效呈现高斯分布;当环境风向垂直于泄漏方向,风速为2或8 m/s时,可有效减少泄漏加氢机附近氢气积聚;而风速为5 m/s时,在障碍物附近产生涡旋结构,诱导氢气积聚,增加燃爆风险;无环境风条件下,在加氢区加入风机进行局部通风,5或10 m/s均可在2 s内将流场内氢气云摩尔分数稀释至可燃范围以下,而10 m/s的风机风速对稀释泄漏源前方氢气摩尔分数作用更大。

改进YOLOv5s的电梯曳引钢丝绳外表面缺陷检测

李春生, 孙卫红, 梁曼, 李杰锋

2026, 36(5):  234-242.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.0395

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为提升电梯曳引钢丝绳外表面缺陷隐患的检测效率与自动化水平,降低电梯事故发生率,构建一种基于改进YOLOv5s的电梯曳引钢丝绳外表面缺陷在线检测模型。首先,在特征提取模块C3中引入幽灵卷积(GC)模块降低计算量,并融入卷积注意力模块(CBAM)增强小尺度缺陷的特征提取能力,构建融合GC与CBAM的特征提取模块GC-C3(GC and CBAM- C3);其次,在特征融合层采用路径聚合网络(PANet)与双向特征金字塔网络(BiFPN),构建多尺度特征融合网络PBNet(PANet-BiFPN),结合多尺度权重分配策略提升多尺度缺陷特征信息的融合效果;然后,采用加权交并比(WIoU)损失函数动态调整预测框质量权重,减少低质量样本对训练的干扰;最后,将该模型部署至开发的检测系统,在电梯轿顶在线检测试验曳引钢丝绳外表面缺陷,验证模型的改进效果,并对缺陷分级提醒。结果表明:改进后模型的平均检测精度均值为96.2%,检测速度为192帧/s,较原模型分别提升4.1%、12.3%,模型体积减少38.9%;从在线可视化试验得出,在曳引钢丝绳实际运行环境下(光照200~400 lx、速度1.5~2 m/s),系统对8类典型外表面缺陷的平均精度均值仍稳定在94.6%以上,满足服役曳引钢丝绳外表面缺陷隐患在线检测应用需求,减少因曳引钢丝绳外表面缺陷引发的电梯事故。

远距监控下重工业车间人员不安全行为检测算法

周宇, 吴鑫, 陈洁

2026, 36(5):  243-250.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.08

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为解决重工业车间远距监控视角下小目标检测精度不足的问题,提出一种基于改进YOLOv7的不安全行为检测算法。首先,利用轻量级内容感知特征重组(CARAFE)模块替代传统上采样,通过自适应特征重组有效保留小目标的语义信息;其次,提出一种改进的双层高效层聚合网络(Bi-ELAN)模块,在头部网络中融合BiFormer动态稀疏注意力机制,强化多尺度特征融合能力,并建立目标-背景上下文关联;然后,改进损失函数,引入形状交并比(ShapeIoU)损失函数,通过几何形状约束提升边界框回归精度;最后,在构建的远距监控视角数据集上,对改进后的 YOLOv7 模型开展消融试验与对比试验。结果表明:改进YOLOv7算法在保持模型轻量化的同时,显著提升远距监控场景下小目标的检测精度,精确率为84.2%,召回率为78.6%,平均精度均值(mAP)@0.5为78.8%,相比原YOLOv7算法,改进后的算法精确率、召回率、mAP@0.5分别提高5%、0.3%、2.6%。

微纳米气泡水降尘及消纳CO性能试验研究

蔡思慧, 王鹏飞, 李泳俊, 欧阳丹, 陈勇

2026, 36(5):  251-259.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.0679

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为在矿山领域有效应用微纳米气泡水炮泥,以微纳米气泡水为研究对象,探究其作为水炮泥内部填充物质在降尘与消纳CO方面的关键性能。通过表面张力、接触角、喷雾降尘、溶液吸附等试验,考察微纳米气泡水润湿、氧化等基本特性及其对粉尘的降尘性能和CO的消纳效率。结果表明:微纳米气泡水比自来水的表面张力低,对煤接触角小,增强对煤颗粒的润湿性;随静置时间延长,坍塌的微米气泡提供大量·OH,提高微纳米气泡水催化氧化性能;微纳米气泡水比自来水降尘效率高,最高达到62.27%,且对呼吸性粉尘降尘作用效果更为明显;微纳米气泡水有效提高CO消纳效果,随微纳米气泡发生器循环时间延长、进气量增加以及洗气用水量升高,微纳米气泡水对CO消纳效率逐渐上升,但其增长率呈现先升高后降低的趋势;在最佳试验条件下,微纳米气泡水对CO消纳效率可达到64.27%。

公共安全与应急管理

疫区卡车-无人机协同配送路径规划:风险与效率兼顾

刘长石, 刘涛, 马敬仪, 王凤, 何鸣, 汤柯

2026, 36(5):  260-269.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.2155

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为有效降低疫区应急物流“最后一公里”的疫情传染风险,首先,设计卡车-无人机协同配送模式,基于传染病的传播动力学模型构建“基本再生数”函数量化各需求点的疫情感染人数;然后,以最小化所有需求点的疫情感染人数、最小化总配送时间为目标,构建卡车-无人机协同配送应急物资的路径规划模型,并结合模型多目标、非线性的特性,设计一种改进的多目标人工蜂群算法(IMOABCA)求解;最后,采用多类型算例开展试验。结果表明:IMOABCA能综合考虑疫区疫情、需求点分布与人口数量等情况,科学规划卡车-无人机协同配送应急物资的路径方案,不但能有效降低疫情传染风险,并能保障应急物资配送的时效性。与基础多目标人工蜂群算法(MOABCA)、非支配排序遗传算法-II(NSGA-II)求得的配送路径方案相比,IMOABCA求得规划方案的总感染人数分别减少922和746人,总配送时间分别节省3.71%和1.41%,任务完成时间分别缩短14.06%和3.6%。

多模态载具动态协同的山区森林火灾应急物资配送路径优化

周愉峰, 程佳豪, 潘紫玫, 刘长石

2026, 36(5):  270-278.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.0356

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针对山区森林火灾应急物资保障中存在的多模态载具协同配送与动态调度难题,提出一种应急物资配送路径优化方法。考虑山区路网结构,需求紧迫性,摩托车与无人机参与,空-地协同配送等因素,以应急物资配送时间最短为目标,构建卡车-无人机-摩托车动态协同的山区森林火灾应急物资配送路径优化模型;设计一种带修复算子的整数多向量编码改进自适应大邻域搜索算法(IALNS)求解模型,并与传统自适应大领域搜索算法(ALNS)和禁忌搜索算法比较。研究结果表明: 提出的模型和算法可应用于山区环境森林火灾应急物资配送中; IALNS优于ALNS和禁忌搜索算法;动态协同策略优于静态协同策略,总配送时间下降2.49%~25.75%;应发挥摩托车与无人机的优势,构建多载具协同的优化配送模式。

蓄意攻击下机场跑道易损性评估

唐海洲, 龚华栋, 陈志龙, 赵旭东, 孙阳阳, 王菲

2026, 36(5):  279-286.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.0141

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为维持机场战时功能正常运转,开展常规武器蓄意攻击下机场跑道易损性分析。通过分析机场跑道目标特性和功能特性,基于蒙特卡罗法构建多类型常规武器蓄意攻击下机场跑道易损性评估框架,建立机场跑道易损性评估模型,并以我国沿海某机场跑道为案例进行评估。结果表明:蓄意攻击下二分法攻击策略明显优于随机攻击策略。当攻击机场跑道目标时,武器圆概率偏差的影响随武器毁伤半径的增大而减小,武器毁伤半径的影响也随着武器圆概率偏差的增大而减小,而武器圆概率偏差和毁伤半径的影响均随着打击数量的增大而减小。攻击策略上的优化在一定程度上能够弥补武器性能的不足,在二分法攻击策略下,按打击效果排序分别为外军典型巡航导弹、大型无人机、远程火箭炮和榴弹炮。考虑防护时,可通过采取多波段烟幕干扰、全球定位系统(GPS)干扰、提升混凝土强度等级等防护措施降低武器打击精度和武器毁伤半径,提升机场跑道起降效能。

防灾减灾技术与工程

基于T-S故障树的通信基站系统地震易损性与重要度分析

王威, 王越, 侯本伟, 夏陈红, 郭小东

2026, 36(5):  287-295.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.0510

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为解决传统故障树难以准确刻画通信基站系统组件间复杂相关性的问题,提出基于T-S故障树的通信基站系统地震易损性与重要度分析方法。首先,构建“供电-机房-传输”3个子系统架构,建立通信基站系统震后功能损失的T-S故障树模型,利用门规则表量化组件间和子系统间的功能相关性;其次,对比分析通信基站系统与机房子系统的地震易损性曲线;然后,基于Monte Carlo模拟计算传统故障树下的通信基站系统地震易损性,并与T-S故障树结果对比;最后,结合T-S关键重要度开展重要度分析,以识别关键影响因子,并通过组件地震易损性参数敏感性分析定位系统薄弱环节。结果表明:单独分析机房子系统会低估系统功能损失风险,需综合3个子系统分析通信基站系统地震易损性;T-S故障树在刻画组件间模糊逻辑关系方面更具优势,分析结果较传统故障树更为可靠;轻微破坏状态下的线缆和严重破坏状态下的机房建筑为关键影响因子;变电站、输电线路和机房建筑对系统功能影响最为显著。

基于PSR和LBS数据的暴雨灾害公众应对行为评价

陈安滢, 叶智濠, 姜文宇, 谭晓彤

2026, 36(5):  296-303.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.1636

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为解决暴雨灾害公众应对行为量化评价难、与灾害风险适配程度不明晰的问题,以深圳“9·7”暴雨为例,基于“压力-状态-响应”(PSR)模型和公众位置服务(LBS)数据,从压力、状态和响应维度综合评价公众在灾害期间的应对行为,并建立响应适配指数,以衡量公众应对行为与暴雨灾害风险的适配程度。研究结果表明:相比于日常,公众在暴雨期间的出行行为存在相似模式,但强度有所减弱。在各时间阶段中,非高峰期的白天阶段响应效果最佳;在各行政区中,福田区和龙华区市民的响应程度最高,盐田区响应较弱;在各功能区类型中,学校和娱乐区域在暴雨期间的公众出行强度减少最为显著,响应最为积极,住宅与办公区域响应较弱。

藏东南高原雪崩-堰塞湖-洪水灾害链动力学建模方法

朱焯杰, 朱家松, 姜文宇, 陈梓军, 罗享寰, 李清泉

2026, 36(5):  304-313.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.05.1290

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为科学防控藏东南高原雪崩灾害,以G219国道某雪崩高发点为研究对象,构建雪崩灾害链动力学推演评估模型。首先,基于高精度数字高程模型、多源遥感影像及实地勘测数据构建基础地理数据集;其次,结合雪崩失稳崩塌机理与物理运动学方法,建立多环境因素驱动的雪崩过程物理特征计算模型,提取运动路径、动力特征及堆积体形态等关键参数;然后,采取SEEP/W模型量化分析雪崩堰塞体在不同水位梯度下的内部渗流稳定性;最后,通过水文工程中心河流分析系统(HEC-RAS)模型模拟堰塞体溃决后的洪水演进过程,计算流域下游水位与流速等关键物理量。结果表明:文中所构建的动力学建模方法能够量化表征灾害链演化过程:藏东南地区雪崩灾害具有积雪密度大、流速快、冲击力强等特征,积雪堆积体易堵塞邻域河流形成堰塞湖;积雪堆积坝体稳定性差,短期内溃决风险高,洪水对下游基础设施和村落构成严重冲淹威胁。

书评

医疗数字档案管理风险与应对——评《数字档案馆风险管理研究》

孙娆

2026, 36(5):  314-314. 

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电力设备智能化安全监测与管理策略——评《大型电力变压器主动保护与安全运行》

韩瑞慧

2026, 36(5):  315-315. 

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相关文章 | 多维度评价

架空输电线风险状态识别与智能安全防控——评《架空输电线路风险状态辨识及防控技术》

王金童

2026, 36(5):  316-316. 

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相关文章 | 多维度评价

数智背景下电子信息安全与管理应用策略——评《电子信息与安全管理》

相智卓

2026, 36(5):  317-317. 

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相关文章 | 多维度评价

网络空间风险因素及安全管理对策——评《网络空间供应链安全风险管理研究》

张艳丽

2026, 36(5):  318-318. 

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