消防科学与技术

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姜一昌, 宋辰, 邹杰, 肖飞

2023 (6): 735-741.

摘要 ( 517 )

为探究能有效抑爆大型连通容器内粉尘爆炸的安全技术，以ABC干粉为抑爆介质，利用自主研制的抑爆装置，基于爆炸泄放条件下的5 m3工业级容器内开展玉米淀粉-空气混合物爆炸抑制试验，探究该工况下粉尘爆炸超压峰值和火焰传播速度变化规律，并对自主研发的抑爆装置能否有效抑爆进行试验测试。结果表明：泄放条件下容器内最大爆炸压力为19.59 kPa，自容器至连通管道末端压力峰值逐渐减小，火焰传播速度呈现随距离增加而增大的趋势；化学抑爆是爆炸压力波-火焰与高压氮气-抑爆剂雾段相互反应，包含气流对冲、惰化与吸放热的复杂过程，因此抑爆装置的使用需要保留足够的抑爆距离。

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油罐车行驶速度对隧道火灾温度及烟气蔓延的影响

安伟光, 广大庆, 陈凡宝

2023 (6): 742-746.

摘要 ( 617 )

利用Fluent建立隧道内油罐车运动火灾模型，模拟研究不同行驶速度下，隧道内油罐车发生火灾后的温度分布和烟气输运规律。结果表明，在行驶速度较慢时，隧道内会形成顶棚射流，羽流向运动前方扩散速度较快且温度较高，高温区的影响范围、烟气浓度及分布范围也较大。随着车速增大，顶棚射流的位置更加靠近运动前方，顶棚射流难以形成，油罐车后方形成卷吸的涡旋团流，高温区影响范围也在相对风流的作用下逐渐减小，烟气浓度在油罐车后方的某一位置出现突变。

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老化对无机复配阻燃沥青路用及阻燃性能的影响

姜浩嘉, 黄亚东, 吴珂, 朱凯,

2023 (6): 747-751.

摘要 ( 395 )

为探究无机复配阻燃沥青在不同老化情况下的路用性能和火灾安全性能的变化规律，利用旋转薄膜烘箱（RTFOT）对阻燃沥青进行85 min短期老化、270 min长期老化和长期湿热老化。采用针入度、软化点、延度和黏度试验研究老化阻燃沥青的路用性能指标，同时结合氧指数（LOI）、热重（TG）和锥形量热试验，分析阻燃沥青老化后的火灾安全性能。试验结果表明：相较于基质沥青，阻燃沥青的抗老化性能更优，氢氧化铝、硼酸锌复配阻燃剂能有效减少老化对沥青路用性能的影响；在火灾安全性能方面，随着热氧老化时间的增加，阻燃剂与羧酸反应更多，阻燃沥青氧指数下降，同时在燃烧初期的热烟释放速率与释放量增加；而燃烧后期，老化过程中沥青生成较多重质组分，能有效抑制沥青燃烧，其热烟释放速率降低。

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阻性负载交流故障电弧放电能量研究

蒋慧灵, 白嘎力, 邓青, 朗喆

2023 (6): 752-756.

摘要 ( 419 )

为计算阻性负载电路交流故障电弧放电能量，搭建低压交流故障电弧试验平台，在不同电阻大小条件下，采集电弧电压与电流，并分析交流电弧特性，利用能量守恒定律计算半工频周期电弧放电能量，讨论电路电阻与半工频周期电弧电气参量和放电能量大小的关系。研究表明：随电路电阻变大，单位电弧的等效电阻变大、有效电流变小、放电能量变小；稳定燃弧单位电弧有效电流大于不稳定燃弧单位电弧有效电流，其等效电阻和放电能量相反。最后得出电路电阻与单位电弧放电能量的函数关系式，从而评估其引燃易燃易爆气体或液体蒸气的能力。

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常见地板燃烧特性研究与分析

陆峰, 朱国庆

2023 (6): 757-761.

摘要 ( 416 )

选取目前市场上常用的11种地板作为研究对象，采用锥形量热仪研究了引燃时间、热释放速率、火灾性能指数、总热释放量、有效燃烧热、CO生成量等燃烧特性参数。试验结果及分析表明：11种地板火灾安全性从高到低依次为：栗木、番龙眼、槐木、柞木、白橡木、榆木、刨花板、中密度纤维板、高密度纤维板、枫桦木、楠竹；试样燃烧为4个阶段：一次猛烈燃烧阶段，一次燃烧衰减阶段，二次猛烈燃烧阶段，二次燃烧衰减阶段；11种试样的有效燃烧热数值较为接近，基本在12 MJ/kg左右，且在试验过程中的CO生成量稳定在17×10-6左右。

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环形油池火燃烧火羽流火焰温度及高度模拟研究

方伟, 张少刚, 刘家豪, 汪金辉

2023 (6): 762-767.

摘要 ( 466 )

采用FDS数值模拟方法，对火焰融合和火焰未融合两种状态下的环形油池火燃烧火羽流温度及火焰高度进行研究。结果表明：火羽流中心线最高温升的变化趋势与火焰状态密切相关。引入环径比δ，定义了新的无量纲火焰高度H^* 。δ相同时，H^*随火源热释放速率的增大而增大；火源热释放速率相同且火焰发生融合时，H^*随δ的增大呈现上升趋势；火源热释放速率相同且火焰未融合时，H^*随δ的增大呈现下降趋势。并在火焰融合和未融合两种状态下提出了火焰高度表征模型。

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室外风对火灾烟气影响的试验研究

梁振涛

2023 (6): 768-772.

摘要 ( 439 )

为研究室外风对火灾烟气的影响，设计并搭建了多功能火灾烟气流动与控制试验台，通过模拟产生不同风速的室外风，开展室外风对烟气层温度、烟气生成量和烟气沉降情况影响的试验研究。研究结果表明：当室外风速小于0.75 m/s时，烟气层温度随风速的增加下降很快，但室外风速继续增大，烟气层温度下降速度变慢；顶棚烟气最高温度出现在下风向0.10~0.17个无量纲距离内，火源下风向的温度总体比上风向温度高；室外风会使烟气生成量明显增加，但随着室外风速的增加烟气生成量增加的速率越来越小；随着室外风速的增大，烟气层分界面的最大温度梯度逐渐减小，烟气层分界面越来越不清晰，烟气将充满整个空间。

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传统木结构建筑火灾蔓延特性试验研究

李强, 郝爱玲, 沈应波,

2023 (6): 773-778.

摘要 ( 407 )

针对木结构建筑火灾危险性较大，需要采取适宜性保护措施的问题，开展典型传统木结构建筑的实体火灾对比试验，对建筑内火灾的发生、发展及蔓延特性进行研究。通过比较不同试验条件下测点温度、热辐射及建筑烧损情况的变化，探讨涂刷防火涂料等措施对防止传统木结构建筑火灾快速蔓延及增强建筑防火性能的影响，为后续开展传统木结构建筑的火灾风险评估及消防安全保护等提供技术支持。

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电缆隧道不同材质防火隔板的防火效果研究

普子恒, 胡锦, 郭卫, 周士贻

2023 (6): 779-784.

摘要 ( 431 )

为对比电缆隧道不同材质防火隔板的防火隔热效果和为防火隔板选型提供参考依据，首先对隧道内应用的4种典型防火隔板进行燃烧性能和力学性能测试，然后搭建模拟电缆隧道火灾的真型试验平台，对不同隔板进行防火效果对比试验。结果表明：无机硅酸钙板不可燃，但其力学性能最差，在真型试验中，3种火源功率下隔板均发生断裂现象，断裂后无法起到防火作用；无机玻镁板不可燃，在真型试验中300、400 kW火源功率下力学性能变差，隔板的火源上方处变形，防火效果较差；有机拉挤板可燃，在300、400 kW火源功率下隔板背火面会被引燃，无法起到防火作用；有机模压板难燃，在真型试验中，3种火源功率下，隔热效果均表现良好，背火面不会被引燃，且力学性能良好，能起到很好的防火效果。

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基于量化模型的含磷盐细水雾-惰性气体熄灭油池火试验研究

罗振敏, 孟子骐, 王涛, 王欣

2023 (6): 785-790.

摘要 ( 350 )

选取一种天然绿色磷盐添加剂植酸钠作为细水雾添加剂，并与常用灭火磷盐添加剂次磷酸铵进行对比，同时选取两种惰性气体（N2、CO2），通过自主设计搭建研究气液灭火介质的杯式燃烧器试验装置，分别对含添加剂细水雾以及含添加剂细水雾-惰性气体复合灭火剂进行熄灭乙醇火和正庚烷火试验，并通过自主建立灭火剂物理化学抑制作用量化模型，对灭火剂灭火作用进行评估，分析灭火作用机制。结果表明，加入两种磷盐添加剂均可提升细水雾的灭火效果，1%、3%质量分数时植酸钠提升较次磷酸铵更加明显，且植酸钠细水雾存在最佳灭火浓度：植酸钠细水雾在3%质量分数时灭火效率达到最佳，5%质量分数时不如纯水细水雾；次磷酸铵细水雾则随着质量分数的增高最小灭火摩尔分数持续降低。对于气液复合灭火剂，惰性气体对细水雾灭火效率有不同程度的提升，且CO2相较于N2作用更明显。同时，对于同类型灭火剂，量化模型评估灭火剂的化学系数与灭火效率具有很好的对应性。

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低碳链卤代烃临界灭火浓度预测模型研究

王凯, 王德政, 周彪, 陈涛,

2023 (6): 791-794.

摘要 ( 372 )

在碳中和、碳达峰的背景下，筛选环境友好型气体灭火剂的任务具有一定的紧迫性。目前，针对低碳链卤代烃气体，尚缺乏一种有效的临界灭火体积分数预测模型。将试验与理论分析相结合，基于因次分析法选取相关参数，以16种典型含氟气体的分子理化性质和分子结构为基础数据，采用无量纲分析法构建了临界灭火体积分数预测模型。与新型低碳链卤代烃的试验数据的对比分析说明，该模型能够有效地用于预测低碳链卤代烃气体的临界灭火体积分数，为新型卤代烃的快速筛选和研发提供一定的理论基础和重要的技术支撑。

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布置方式和爆破位置对灭火管的影响研究

王皓轩, 盛彦锋, 董海斌, 胡群明,

2023 (6): 795-798.

摘要 ( 386 )

为研究新型灭火产品灭火管在实际应用过程中，布置方式、爆破口位置等因素对灭火效果的影响程度，采用相关标准规定的试验方法测定预贮存压力分别为0.8、1.2 MPa的灭火管的静态动作温度，并采用火灾实体试验的方法，对比分析了七氟丙烷灭火管和全氟己酮灭火管动作后的喷射剩余率及灭火情况。研究结果表明: 灭火管内部预贮存压力越高，其爆破动作越早，静态动作温度也相对越低；布置方式、爆破口位置对七氟丙烷灭火管喷射剩余情况的影响比对全氟己酮灭火管的影响小；布置方式、爆破口位置对七氟丙烷灭火管灭火效果的影响也比对全氟己酮灭火管的影响小。

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消防水枪外骨骼的生物力学分析

李艳志, 王建敏, 庄延杰, 李国辉,

2023 (6): 799-803.

摘要 ( 401 )

针对当前大健康需求，开展基于人体生物力学的消防人员穿戴专用消防水枪外骨骼的分析，为减小消防人员职业损伤提供具有普遍意义的理论参考。设计并组织消防人员穿戴和未穿戴专用消防水枪外骨骼的模拟试验，获得消防人员在工作状态下的身体动作信息，分析在工作状态下消防人员在穿戴和未穿戴消防水枪外骨骼时的肌肉活动情况和关节反作用力。与未穿戴外骨骼时相比，穿戴外骨骼时，右边肩背部肌肉激活度明显下降，左边肌肉激活度略微上升，两边肌肉激活度趋于平衡，避免了单侧肌肉过度疲劳。同时，穿戴外骨骼时，消防水枪外骨骼对于左侧下肢关节受力情况有所改善，水枪单侧放置导致下肢关节力矩均略微增加，但右边盂肱关节反作用力下降。

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过滤式消防自救呼吸器国内外标准比较研究

杨小时, 施巍

2023 (6): 804-807.

摘要 ( 584 )

呼吸器的性能与使用者的生命安全直接相关，相关国家标准的制定及修订至关重要。就过滤式消防自救呼吸器的技术要求及试验方法，对比分析了现行国家标准GB 21976.1-2008和欧洲、美国及国际标准化组织相关标准的异同。研究结果表明，与欧美标准，特别是最新的ISO标准相比，国内标准在主要的技术要求及试验方法等方面均存在一定的差异，特别是针对过滤装置对有毒气体的防护性能和试验方法，及呼吸器的佩戴适用性试验，现有国标的相关要求不利于考察呼吸器在实际使用条件下的综合防护性能，建议参考国外标准，修订GB 21976.1-2008，保障使用人员安全，规范相关产品生产。

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改性蒙脱土对硅胶泡沫复合材料性能影响研究

刘博, 王春雨, 冀贤, 宫花

2023 (6): 808-811.

摘要 ( 376 )

采用高温硫化法制备了4种改性蒙脱土/硅橡胶泡沫复合材料（SiFs），对含有不同改性蒙脱土的硅橡胶泡沫复合材料开展了阻燃性能及力学性能研究。采用氧指数测试仪、锥形量热仪和力学拉伸仪表征SiFs的阻燃性能和力学性能。结果表明：十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土（CMMT）对SiFs的阻燃性能和力学性能影响显著。添加3%质量分数的CMMT时的SiFs的极限氧指数值达到28.5%，并达到V-0级别。与纯SiF相比，添加3%质量分数的CMMT时的SiFs的断裂伸长率提升至278%，热释放峰值和总产烟量分别降低了20.8%和39%，CMMT在SiFs表面形成了致密的炭层，显著提升了SiFs的阻燃性能。

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全氟己酮灭火剂雾化性能的数值模拟研究

王之媛, 黄江, 贺元骅

2023 (6): 812-817.

摘要 ( 477 )

为分析不同环境温度下全氟己酮灭火剂雾化性能，利用VOF-DPM耦合数值模拟方法，研究了4种环境温度下全氟己酮喷雾的雾化锥角、液膜破碎过程与粒径分布特性。结果表明,随着环境温度升高，全氟己酮在喷嘴出口处切向速度增加且离心力增大，雾化锥角逐渐增大；当温度由5 ℃升至35 ℃时，空气黏度增大11.76%、全氟己酮表面张力减弱23.08%，气液两相作用力加剧，全氟己酮液膜在喷射空间一次破碎贯穿距离缩短20%；全氟己酮液膜一次破碎产生的液滴粒径更小，导致液滴索特平均直径显著减小。随着喷雾进程的发展，全氟己酮大粒径液滴进一步破碎为大量小液滴，空间内喷雾液滴尺寸分布更加均匀。

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超细干粉和七氟丙烷灭火剂对电缆沟火灾灭火效能影响研究

屠越, 仪涛, 王深哲, 高飞

2023 (6): 818-822.

摘要 ( 404 )

建立全尺寸电缆沟模拟试验模型，分析电缆沟顶部温度分布特征，并结合耦合火源的发展过程，分别采取超细干粉、七氟丙烷两种灭火剂开展试验，以分析灭火器-火源距离和灭火剂类别对耦合火源灭火效果的影响。研究发现：耦合火源诱发顶棚温度衰减与距离呈现指数关系；当灭火器布置间距较大时，会使灭火器无法达到响应温度，而导致灭火系统失效；超细干粉与七氟丙烷灭火剂都具备化学抑制、冷却以及窒息效果，由于七氟丙烷在灭火过程中存在液态转化为气态的过程，其冷却效果更好，在喷出瞬间，能够迅速排出电缆沟内的空气，增强了受限空间内的窒息效果，最终灭火成功。试验采用220 kV大截面电缆（直径16 cm），导致上部大截面电缆对下部火源的遮挡效果更为显著，减少了超细干粉与燃烧物表面的接触面积，进而削弱了超细干粉的灭火效果，最终导致灭火失败。

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基于Logistic回归的樟子松林飞火引燃概率模型研究

辛颖, 刘家豪, 侯文晟, 谷晨

2023 (6): 823-828.

摘要 ( 377 )

飞火是森林火灾蔓延的重要途径，为探究飞火引燃的形成机理，以樟子松松针为材料制作燃料床，樟子松树枝、树皮和松果为飞火火源，改变风速、飞火火源尺寸和燃料床压缩比，进行飞火引燃试验。通过SPSS选取最优建模数据，基于二元Logistic回归分析，建立引燃概率模型。3种飞火火源各进行1 920次试验，共5 760次试验，树枝、树皮和松果分别引燃336次、304次和376次。各交互作用的引燃次数曲线均呈上升趋势，且风速在其他3种试验条件的交互作用中，均起到显著影响。树枝的建模样本预测准确率为75.6%，总预测准确率为77.3%；树皮的建模样本引燃预测准确率为77.8%，总预测准确率为83.6%；松果的建模样本引燃预测准确率为81.2%，总预测准确率为85.4%。3种飞火火源引燃能力由强到弱分别为：松果>树枝>树皮，3种飞火火源的引燃概率模型的总预测率在77.3%~85.4%之间，均具有较高的准确率，可为森林防火工作提供理论参考。

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林区架空配电线路诱发森林火灾风险评估

戚振彪, 郭晓雪, 寿宇铭, 张佳庆, 章彬彬

2023 (6): 829-834.

摘要 ( 461 )

林区架空配电线路存在诱发森林火灾的隐患，且火灾后果严重，为此提出了林区10 kV架空配电线路诱发森林火灾风险评估方法。该方法首先建立林区10 kV架空配电线路诱发森林火灾风险评估指标体系并确定指标权重；基于重视低得分评估单元影响的惩罚性变权确定火灾发生可能性指标得分系数；火灾后果严重性采用模糊综合评价法得到后果等级的隶属度；最后通过火灾风险图获得评估结果。以10 kV棠溪113线为例开展评估，该线路火灾发生可能性较高，得分为69.805分；火灾后果等级为轻微、一般、中等、严重和灾难性的隶属度分别是65.8%、8.1%、12.3%、2%和11.8%；绘制火灾风险图，该线路的低、中、高风险隶属度分别为65.8%、22.4%和11.8%。对未满分指标进行关键性分析确定有效整改措施，包括保证配电线路与树障的垂直和水平距离达标、将电线电缆更换成绝缘导线等。

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浅谈灾害事故应急救援“控制论”

王毅飞

2023 (6): 835-837.

摘要 ( 475 )

为进一步丰富应急救援思维理论，帮助消防救援指战员在应急救援行动中做出科学决策、正确部署，结合灾害事故应急救援实践经验，借鉴控制理论在其他领域的广泛应用，提出灾害事故应急救援控制论。对灾害事故应急救援的目的、原则进行阐释，具体说明控制论在灾害事故应急救援（行动）中应如何应用，并以河北省石家庄市长安区“3 · 9”众鑫大厦火灾扑救为例，证明消防救援指战员应深刻理解并掌握“控制论”，提升灾害事故应急救援效能，确保达到预期目的。

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改进ABC算法无人机群多目标灭火救援任务规划

王慧颖, 张志强, 杨传杰, 王兆强

2023 (6): 838-842.

摘要 ( 495 )

针对同区域多处爆发火灾情形下，因各处火情时变而导致无人机群多目标实施救援效率低的情况，提出了无人机群对多火点目标灭火救援路径规划方法。考虑到火点救援任务时效性和救援资源有限性，建立了火点目标救援价值随时间变化的无人机群救援路径规划模型，实现了为救援指挥者提供更符合实际救援需求的动态决策。为了有效地求解模型，提出了基于Metropolis接受准则的改进蜂群算法，有效提高了算法求解精度。仿真试验结果表明，在多目标救援总价值提升的情况下，救援任务整体规划能力提升了11.65%。研究成果在实际灭火救援活动中能够发挥重要的作用。

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新时期灭火救援指挥人才培养和管理模式探讨

张劭锦, 江霖纾, 陈梦曦

2023 (6): 843-847.

摘要 ( 424 )

在分析当前灭火救援指挥人才培养模式存在的问题和矛盾的基础上，按照消防救援队伍“职业化、正规化、专业化”的建设要求，探索构建了一套灭火救援指挥人才培养和管理模式，解决了指挥人才培养管理工作目标不明确、培养方式不科学、保障体系不健全的问题，为新时期国家综合性消防救援队伍人才培养工作提供新思路。

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大型灾害事故消防救援应急通信建设任务与保障措施

何新伟

2023 (6): 848-850.

摘要 ( 403 )

针对我国消防救援应急通信任务需求特征、处置难点和存在问题进行了分析，对“断路、断电、断网”极端条件下加强消防应急通信现代化建设内容和机制等方面进行论述，并针对性提出应急通信保障相关措施。

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灭火救援“三供”不间断供给链条难题的化解

郑春生, 刘臻

2023 (6): 851-854.

摘要 ( 406 )

针对高层建筑、大型综合体、石油化工等火灾的灭火救援中“三供”方面（供水、供泡沫液、供气）方面存在的关键问题，提出相应的方法与建议，旨在灭火救援中建立高效“三供”不间断供给链，破解火场灭火剂供给难题，进一步提升消防救援队伍战斗力。

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摄影棚火灾事故调查中的主要问题及对策

金辉, 廖定根

2023 (6): 860-863.

摘要 ( 390 )

受横店影视城产业发展集聚效应影响，改建、扩建的摄影棚不断增多。由于其建筑结构、消防设施配置、消防安全管理存在诸多问题，近年来，发生了多起有影响的火灾事故，造成了较大的人员伤亡和财产损失。通过4起摄影棚火灾事故的调查，分析了此类建筑消防安全管理和消防设施设置存在的突出问题，并提出针对性措施，为摄影棚的消防安全水平提升提供参考。

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基于异构数据融合的火灾现场信息分析研究

段汝甫, 佟润泽

2023 (6): 863-868.

摘要 ( 407 )

为了实现火灾事故现场异构信息的快速处理，针对灾害现场信息时效性、不确定性、复杂性的特点，在确定了决策信息种类的基础上，基于边缘计算法的相关理论和方法，针对不同决策信息种类，选择相应的终端传感设备，介绍相关数据处理技术；对当前数据调用固有模式进行改进，有效减小数据访问时延影响，解决了边缘数据存储时容量不足的数据选择问题。

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火灾音频分析与应用

梁军

2023 (6): 870-874.

摘要 ( 434 )

为了探索火灾音频资料在火灾调查中的应用前景，结合火灾调查实践案例，综合阐述了火灾音频的概念、特点、作用、分析方法、遇到难题和解决方案，为全面、系统和科学地挖掘火场音频证据内涵的显性和隐形证据线索，丰富和完善火灾事故调查手段和技术体系提供了新的技术思路。

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氧气对阻燃复合材料火灾危险性及痕迹特征的影响

高维英, 张宇睿, 程玺鹏

2023 (6): 875-879.

摘要 ( 409 )

氧气是影响可燃物火灾危险性和残留物痕迹特征的一个重要因素。运用火焰传播量热仪、相机、扫描电镜等研究不同氧气体积分数下阻燃聚氨酯泡沫（FPUF）、阻燃中密度板（MDF）的燃烧性能和残留物痕迹特征等，分析总结了氧气体积分数对其相关性能的影响。研究表明：FPUF和MDF同为阻燃复合材料，但由于材质、阻燃机理等不同，氧气体积分数对二者的火灾危险性影响有较大差异。随着氧气体积分数降低，FPUF的火灾蔓延指数（FGI）显著减小，而MDF的FGI虽然也受氧气体积分数的影响，但与FPUF相比，受影响程度要弱得多。另外，随着氧气体积分数降低，FPUF的燃烧残留量增加，炭层架构完整性提高，黑褐色加深。MDF的残留物颜色整体呈土黄色，宏观上均呈龟裂状，随着氧气体积分数降低，龟裂裂缝增大，黑色炭化物增多，微观纤维化增强。

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基于CBR的客舱突发事件应急决策模型研究

张青松, 魏祥宇, 吴煜, 常畅

2023 (6): 855-859.

摘要 ( 466 )

为了提高机组人员处置飞机客舱突发事件应急决策的科学性，基于案例推理法（CBR）理论构建客舱突发事件应急决策模型，制定应急决策流程；利用粗糙集理论计算属性权重，运用结构相似度、属性相似度及全局相似度相结合的算法得到全局最优相似历史案例及应急处置方案。基于该模型设计客舱突发事件应急决策系统，并通过客舱行李架和座椅锂电池起火应急处置演练进行试验验证。研究表明：机组人员使用该模型后应急处置效率分别提升了22.28%和18.96%，验证了案例推理模型的科学性和有效性。

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