消防科学与技术

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多学科交叉驱动下我国消防科技创新发展战略

范维澄, 刘晅亚, 陈钦佩, 胡隆华

2025 (9): 1169-1175.

摘要 ( 745 )

PDF(1200KB) ( 59 )

通过对我国火灾科学以及消防科技发展历程的梳理分析，指出新时期我国消防科技创新发展面临的瓶颈与短板，并针对我国消防安全形势与消防救援实战需求，结合多学科交叉融合创新发展模式，提出新时期我国消防科技交叉融合创新发展范式以及数字化转型发展路径及思路，为我国消防科技创新发展指明发展方向与创新路径。

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火灾探测技术研究进展：从传统探测报警到潜伏期监测预警

付腾，王俊胜, 成艳英, 王玉忠

2025 (9): 1176-1183.

摘要 ( 330 )

PDF(1458KB) ( 64 )

先进的火灾探测与预警技术是实现源头控制、有效遏制火情发展的关键手段。本文系统梳理了火灾的发展过程与宏观特征，分析了影响火灾探测器件响应时间的3个关键因素，分别为特征致灾信号产生时间、信号传递时间与探测器响应时间，总结了传统探测与预警技术的基本原理及其局限性；进一步介绍了潜伏期火灾预测预警器件与系统的构建策略，该策略依赖于对可燃物燃烧机理，尤其是初始热解与燃烧阶段的深入认知，并需识别特定环境中典型的痕量致灾信号；最后，展望了火灾探测预警技术的未来发展方向，即向专用化、高灵敏度与高准确度持续演进。

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全尺寸火灾试验能力为支撑的新时期消防科学研究

鲁志宝, 陈钦佩, 范子琳, 李耀强

2025 (9): 1184-1189.

摘要 ( 608 )

PDF(4001KB) ( 22 )

随着城市内涵式发展、新型建筑材料和复合材料的广泛应用，以及新能源设施的快速发展，现代建筑火灾行为呈现出高强度、复杂耦合和非线性特征。传统小/中尺度试验已难以全面揭示火灾动力学机理和风险特征，全尺寸火灾试验设施已成为消防科学研究的重要支撑。本文系统梳理了国内外全尺寸火灾科研基础设施建设现状，包括大空间火灾试验场馆、高层建筑火灾试验设施、大型耐火试验炉、隧道火灾与交通工具火灾试验设施，以及储能电站、光伏等新能源火灾试验平台。通过对各类设施的规模、功能和典型试验能力进行归纳分析，揭示了全尺寸试验在火灾动力学研究、烟气流动模拟、人员疏散评估、火灾防控技术验证和重特大火灾事故调查中的关键作用。同时，结合集约建设、仪器共享、智能化手段、标准化建设等提出了未来发展方向。

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280 Ah磷酸铁锂电池火灾及热失控产气特性研究

许晓元, 李晋, 卓萍, 李紫婷, 储玉喜, 陈晔

2025 (9): 1190-1196.

摘要 ( 64 )

电池在开敞空间下燃烧和产气特性的定量研究，对电池火灾安全评价和防控技术具有重要的支撑作用。本文基于新能源火灾量热及热失控气体分析试验平台，研究了280 Ah磷酸铁锂电池燃烧、产烟和产气特性。结果表明，一块280 Ah磷酸铁锂电池在加热触发热失控并燃烧条件下，最大热释放速率为133.0 kW，总产热量为14.26 MJ，总产烟量为52.5 m2，产热当量为0.38 kg正庚烷；一块280 Ah磷酸铁锂电池在加热触发热失控，仅产气未燃烧的条件下，通过傅里叶分析仪共识别出酯类、CO2、CH4等15类气体，总量为294.17 L，其中，酯类164.68 L，总碳氢的产气量为27.73 L。

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典型火灾场景下灭火废水径流潜在毒性风险评价

杨旭, 郭海东, 杜振齐, 何瑾

2025 (9): 1197-1203.

摘要 ( 50 )

通过搭建建筑、电动自行车、柴油火灾3种典型火灾缩尺灭火试验平台，开展不同灭火策略下灭火径流水质特征、急性毒性及遗传毒性的系统分析，以期为探索灭火径流处置方式和相关标准的制修订提供数据支撑。研究结果显示，不同灭火策略下灭火径流废水大多呈弱酸性和近中性（pH为6.4~7.4），且均具有高有机物负荷特征，其中建筑火灾灭火径流TOC最高可达3 722.5 mg/L。毒理学研究发现，灭火径流废水的4-NQO当量浓度（12.5~75.7 μg/L）显著高于地下水、地表径流的当量浓度值（1~520 ng/L）。对于建筑火灾A类泡沫灭火剂产生的径流废水，其0.1%体积分数稀释液的发光菌抑制率可达63.5%。同时灭火径流废水急性毒性和遗传毒性均随灭火时间的增加而递增，表明可燃物的持续冲刷会增加灭火径流的生态毒性。A类泡沫灭火剂主要贡献了急性毒性，而AFFF泡沫灭火剂则主导了基因毒性效应。基于以上研究结果，未来发生大规模火灾时，在保证灭火救援效果前提下应尽量减少泡沫灭火剂的施放时间，加强灭火废水的收集处置，以减轻灭火径流废水潜在的生态毒性风险。

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内浮顶储罐新型浮顶耐火性能试验研究

王璐, 包有权, 智会强, 杜霞

2025 (9): 1204-1210.

摘要 ( 39 )

浮顶作为重要的安全附件，对于内浮顶储罐的整体消防安全至关重要，其耐火性能是影响内浮顶消防安全的关键性能指标，由于现役铝制浮筒式内浮顶事故频发，新型内浮顶产品大量涌现。本文基于全盘组装结构的内浮顶耐火性能试验方法，针对8种类型的内浮顶，开展了21项内浮顶产品的耐火性能测试试验，分析了内浮顶材料和结构对耐火性能的影响，发现铝制浮筒式内浮顶的耐火性能达不到现实要求，新型全液面接触式内浮顶的浮力单元之间及浮力单元和边缘立板之间的密封效果对其耐火性能的影响较大，最终给出了工程应用中内浮顶选型的建议。

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综合加能站多区域可燃气体泄漏扩散风险分析

朱敬宇, 吕东, 王玥, 张少禹, 陈国明

2025 (9): 1211-1216.

摘要 ( 34 )

为探究综合加能站内部区域发生泄漏的事故风险，利用FLACS软件构建综合加能站的多区域泄漏扩散分析模型。首先，对综合加能站内可能发生泄漏的区域和场景进行辨识；其次，结合事故案例和综合加能站的结构布局，确定可能发生泄漏场景的具体工况参数；最后，针对不同泄漏场景开展后果分析。结果表明：制氢区、加氢区的危险气云体积和扩散距离主要受泄漏压力的影响，制氢区域的泄漏危险气云容易扩散至LNG区域，一旦遇点火源发生爆炸，易引发多米诺效应，威胁LNG区域的安全；LNG泄漏孔径达到50 mm时，泄漏的LNG容易在地面形成液池，可燃气云受风场的影响会迁移至制氢区域，发生爆炸会影响制氢区域的设备运行安全。针对不同区域的泄漏风险，提出减缓各区域泄漏事故后果的建议措施。

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不同倾斜角度柔性光伏电池燃烧行为特性试验研究

谷思念, 杨光远, 杨小龙, 杨建

2025 (9): 1217-1225.

摘要 ( 37 )

柔性铜铟镓硒（CIGS）光伏电池因其柔软、易安装等优点，应用场景广泛。然而，柔性CIGS光伏电池采用热塑性材料封装，其热稳定性差，火蔓延速度较快，火灾危险性更高。通过试验研究了不同倾斜角度（-30°~+30°）及点火位置（顶部、底部）下柔性光伏电池的燃烧蔓延特性，系统分析了火焰形态、火焰夹角、火蔓延速度、电池表面温度、辐射热通量等燃烧特性参数的变化规律。研究发现：随着电池板倾斜角度从-30°增加到+30°，火焰夹角、热解时间均呈现先增大后减小的趋势，而火焰长度、热通量、火蔓延速度呈相反趋势；倾斜角度在+10°~+20°时，火焰长度及蔓延速度出现明显激增，热解时间缩短40%，热通量增加65%。基于不同倾斜角度与点火位置下火焰前锋形态的差异，建立了3种不同辐射传热模型，辐射热流的理论值与试验值误差在20%以内，具有较好的适用性。

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钠离子电池热失控行为与燃烧特性研究

马畅, 储玉喜, 陈红光, 姜楠, 卓萍

2025 (9): 1226-1232.

摘要 ( 338 )

PDF(6386KB) ( 22 )

为研究钠离子电池的热失控行为与燃烧特性，基于热释放速率测试系统，研究了钠离子电池在不同触发条件下的热失控特性，并将其燃烧特性（热释放速率、热释放总量、产烟特性、产烟总量）与磷酸铁锂电池和三元锂电池进行了对比分析。结果表明：0.5C过充条件下，钠离子电池表面温度最高可达834.9 ℃，热释放速率最大为156.99 kW，产烟速率最大为1.65 m2/s。7 ℃/min温升速率加热条件下，钠离子电池表面温度最高可达594.7 ℃，热释放速率最大为227.41 kW，产烟速率最大为1.54 m2/s。将其燃烧特性与锂离子电池进行对比，结果显示，钠离子电池的燃烧特性介于三元锂电池和磷酸铁锂电池之间，三元锂电池的热释放速率和产烟速率最大，而磷酸铁锂电池的热释放总量最多。

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铅酸电池热失控特性及预警方法研究

刘冰汐, 解飞, 张晋, 卓萍, 马啸, 毕晓阳

2025 (9): 1233-1238.

摘要 ( 229 )

PDF(6234KB) ( 24 )

搭建了集成恒温环境模拟、充放电控制及多参数监测（温度、电压、气体浓度）试验平台，在3种环境温度下进行正常充放电与过充对比试验。研究发现：正常充放电时，电池温度变化受环境温度主导，低温下温升缓慢，高温下持续升温，而常温工况温度稳定；过充工况下则呈现显著危险特征，在不同环境温度下，电池温度均突破100 ℃，并伴随氢气、VOCs及二氧化硫、硫化氢等可燃气体的剧烈释放，密闭空间内存在燃爆风险，其中40 ℃环境温升速率最快。基于上述规律，本文研究提出了一套智能化热失控预警系统，依托BMS主-从架构，实时采集电池端的电压、多点温度信息及氢气和VOCs等气体浓度。核心预警参数包括温度阈值、温升速率上限及氢气浓度阈值，并融合SOC/SOH算法跟踪电池健康状态。该系统可对电池异常温升与气体泄漏实现毫秒级响应，触发保护机制，以预防热失控事故。

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我国建筑防火规范体系回顾与展望

王宗存

2025 (9): 1239-1242.

摘要 ( 849 )

PDF(616KB) ( 33 )

我国建筑防火规范体系历经70多年的发展，从建国初期的借鉴摸索到改革开放后的体系完善，再到新时代的技术法规体系建立，形成技术法规与配套技术标准相结合的新规范体系。当前，建筑防火规范面临数字化转型、既有建筑改造等挑战，需要持续创新，为人民群众对美好生活的向往提供消防技术保障；同时拓展国际合作，为“一带一路”工程建设消防安全提供中国防火规范技术支撑。

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新型移动式排烟风机送风特性及影响因素研究

谢元一, 陈桦, 冯小军, 荣建忠, 黄晓露

2025 (9): 1243-1247.

摘要 ( 47 )

针对移动式消防排烟风机普遍采用正压送风排烟模式，现有管内风量测试方法不能客观反映其无管道送风特性的问题，聚焦新型高效能大风量移动式消防排烟风机的送风特性及影响因素，建立了适用于无风道条件的风量测试方法。文章基于4台新型高效能大风量移动式消防排烟风机，共设计5种典型工况，完成风速与风量实测。测试结果表明，风速自轴心向外呈火山状衰减分布，风量则在某一特定圆环半径处达到最大值，二者分布规律不一致。在送风特性影响因素方面，风机功率对风量输出的影响最显著，其次为叶轮直径，而叶片数量与测试距离的影响相对较小。

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膨胀型钢结构防火涂料长期自然老化行为研究

张天昊, 黄浩, 杜卫宁, 葛欣国

2025 (9): 1248-1255.

摘要 ( 27 )

针对钢结构防火保护应用最为广泛的膨胀型防火涂料老化问题，搭建了简易自然环境老化试验场，并对国内外各2个代表性品牌的8种水基性、溶剂性涂料进行了长达4年的自然环境老化试验。通过外观监测、耐火试验、粘结强度测试、元素分析、红外光谱等手段对涂料老化行为进行了系统表征。结果表明，室外自然环境相较室内环境对防火涂料特别是水基性涂料的老化有显著影响，而面漆可显著延缓涂层缺陷的发生。DSP、BRP、CRP、DRP四组涂料老化后仍保持良好的完整性（缺陷率0%）、较低的耐火极限衰减率（5.08%～28.79%）及粘结强度衰减率，而ASP、BSP、CSP、ARP则因裂纹/剥落导致其性能提前失效，主要原因是表面缺陷引起的膨胀组分流失。老化过程中，外观、耐火、粘结3个指标衰减行为一致，且与涂料中主要元素及组分含量有一定的相关性。总体上看，溶剂性涂料的综合性能优于水基性涂料。

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自动喷水灭火系统可靠性研究综述

羡学磊, 宋波, 李毅, 张恒, 朱耐思, 史宇航

2025 (9): 1256-1264.

摘要 ( 30 )

自动喷水灭火系统作为固定消防设备中应用最广泛的灭火系统，由于地理气候差异、运维管理等多方面因素影响，在长期服役过程中面临诸多挑战，导致失效类型多样且难以预测。本文综述了国内外自动喷水灭火系统可靠性研究的发展现状，介绍了可靠性评价方法、加速试验方法及剩余寿命预测计算方法，梳理了国内外可靠性标准体系的发展，指出我国可靠性标准化体系正在快速发展，但消防设施及装备方面尚无相关可靠性标准出台。因此，基于现有研究，本文提出了自动喷水灭火系统可靠性标准体系的建议。

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森林火灾扑救技术与装备研究进展

李国辉, 戎凤仪, 李艳志, 王鹏飞, 陈腾, 朱红亚

2025 (9): 1265-1273.

摘要 ( 288 )

PDF(5336KB) ( 22 )

我国森林面积增加和极端天气高发频发，造成森林火灾风险持续增大，科学高效扑救森林火灾是当前面临的重大挑战。随着我国消防体制的改革，森林消防科技水平不断提高，森林火灾预测、单兵装备、灭火剂和灭火装备、航空灭火装备等技术全面发展，但面对重特大森林火灾，仍缺乏智能高效的火灾扑救技术装备。通过综述国内外森林消防技术现状和发展趋势可知，我国未来应重点攻克林火态势智能预测、极端火行为精准识别、单兵装备轻质舒适性、森林灭火剂环保高效、森林消防车复杂环境适应性、隔离带无人快速开辟、专业灭火救援飞机和模块化机载装备等技术，聚焦森林火灾扑救实战需求和场景驱动，提升我国森林消防综合能力。

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基于改进YOLOv8的小目标火焰图像检测算法研究

于春雨, 李晓旭, 李泊宁, 张曦

2025 (9): 1274-1280.

摘要 ( 26 )

机场航站楼、体育场馆等大跨度空间场所，由于其特殊的建筑结构和内部空间布局，常规火灾探测技术已经无法在响应时间和灵敏度上满足此类场所火灾早期预警的需求。而现有图像型火灾探测器最远探测距离为100 m，许多大跨度空间建筑的横向跨越距离超过200 m，这对图像型火灾探测器的探测距离和灵敏度提出了更高的要求，远距离大范围空间内火灾早期探测需要提升探测算法对于小目标火的准确识别能力。针对该问题，设计了一种改进YOLOv8的小目标火焰图像检测算法。在模型准确率提升方面，增加了融入坐标注意力和动态残差调节CA-Res模块；在模型复杂度控制方面，改进了模型中BottleneckCSP模块；在提高模型多尺度检测能力方面，在模型的输出端Head部分增加小目标火灾检测层。对比测试表明，针对YOLOv8的三方面改进，极大地提高了模型火焰图像检测准确率，且对于小目标火焰图像具有较好的检测准确性和实时性，为解决图像火灾探测技术远距离大范围探测难题，实现机场航站楼、体育场馆等大跨度空间场所火灾早期预警提供了有效技术方案。

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基于改进CycleGAN的大跨空间场所火灾合成样本增强方法

李晓旭, 张曦, 于春雨, 李泊宁

2025 (9): 1281-1286.

摘要 ( 22 )

为了解决大跨空间场所火灾图像样本库不足导致火灾检测准确率低的问题，提出了大跨空间场所火灾合成样本增强方法。该方法基于改进的CycleGAN网络，构建火焰块生成网络和火灾图像生成网络，火焰块生成网络生成火焰块图像，火灾图像生成网络将火焰块融入工程场景指定区域，生成可用于目标检测模型的火灾样本。结果表明：模型生成的合成样本显著提升目标检测模型性能，mAP@0.5提升25.11%，验证了数据增强方法的有效性。通过生成高质量、多样化的大跨空间火灾图像，有效缓解了火灾样本库不足的问题，为开发应用于特定场景的基于人工智能图像火灾探测算法提供支撑。

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泡沫灭火剂环保性能研究现状及发展趋势

张宪忠, 赵婷婷, 包志明

2025 (9): 1287-1296.

摘要 ( 245 )

PDF(815KB) ( 19 )

泡沫灭火剂作为一类消防安全产品，其广泛、大量使用造成的环境污染和生物毒性引起了广泛关注，国内外研究人员对泡沫灭火剂的环保性能开展了大量研究。本文综述了国内外泡沫灭火剂环保性能评价指标和方法，分析了国内外主要类型泡沫灭火剂的环保性能特征，对比了国内外在泡沫灭火剂环保性能方面的标准和认证差异，并结合我国泡沫灭火剂产品的生产和应用现状，提出了后续发展建议，以期为完善我国泡沫灭火剂环保性能评价研究及泡沫灭火剂标准，降低泡沫灭火剂造成的环境风险提供参考。

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高稳定压缩空气泡沫流变性研究

陈涛, 秦国杨, 李毅, 张鹏, 王雨薇, 包志明

2025 (9): 1297-1302.

摘要 ( 29 )

泡沫流变性是进行泡沫灭火系统工程设计和水力计算的重要基础。通过正压发泡方式产生泡沫，采用旋转式流变仪测试了不同工况下的压缩空气泡沫动力黏度及剪切应力变化规律，分析了新型高稳定压缩空气泡沫的流变行为特性和流变模型。结果表明：基于多糖聚合物的新型高稳定压缩空气泡沫5 min内流变本构方程符合Herschel-Bulkley模型，属于屈服拟塑性流体，泡沫动力黏度随着剪切速率增大而逐渐减小；新型高稳定压缩空气泡沫的剪切应力和动力黏度随多糖聚合物预混液混合比、气液比和发泡时间的增加而逐渐增大；多糖聚合物预混液混合比越大，新型高稳定压缩空气泡沫流变性越差，多糖聚合物预混液混合比由37.5%增大至50.0%时，剪切应力几乎不变；气液比越高，发泡时间越久，新型高稳定压缩空气泡沫流变性越差。

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芳纶/聚酰亚胺混纺耐高温灭火防护面料的制备及应用

金星, 王俊胜, 班燕, 林贵德, 夏建军, 张梦颖

2025 (9): 1303-1310.

摘要 ( 31 )

本文针对传统芳纶灭火防护服耐高温性差、热防护性能不足等问题，研究了芳纶/聚酰亚胺混纺织物的设计制备及在灭火防护服中的应用性能。通过织物成分与结构设计，制备了系列耐高温面料，系统评估了其力学性能、高温残余强力、耐火性能、阻燃性能及热防护性等关键性能，并试制了耐高温灭火防护服。结果表明，制备的耐高温面料经400 ℃热处理30 min后，残余强力仍大于650 N，丁烷火焰下烧断时间43 s以上，耐高温性和耐火性能远超芳纶面料，且耐火性能优于测试的两款PBI面料；试制的耐高温灭火防护服兼具轻便性与高热防护性，可显著提升消防员灭火作战的安全性与舒适度，为高性能灭火防护装备的研发提供技术支撑。

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大语言模型在消防救援领域的应用现状与展望

韩冰, 李大鹏, 万子敬, 李继宝, 王澄

2025 (9): 1311-1319.

摘要 ( 366 )

PDF(1273KB) ( 23 )

为了更好地应对大语言模型对消防救援行业智慧化、数字化转型带来的冲击，首先回顾了大语言模型的发展历程，进而解析了其从通用能力构建到行业适配的发展逻辑；其次，聚焦消防救援场景，系统阐述了大语言模型在消防救援领域的相关技术实现和落地应用现状，基于此，深入剖析大语言模型在行业应用过程中面临的数据可得性、行业适配性等核心挑战；最后，探讨了未来大语言模型在消防救援领域的研究方向与应用前景。

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基于火灾风险监测预警大数据模型的消防安全综合监管探索

安春晖

2025 (9): 1320-1325.

摘要 ( 36 )

面对消防监督力量薄弱、传统监管模式滞后、多源数据融合困难及监管效能不足等挑战，天津市消防救援总队（以下简称天津总队）积极响应国家发展新质生产力和大数据战略的要求，以打造新质战斗力为目标，研发了火灾风险监测预警系统，用于引领和指导全市消防安全综合监管工作。本文系统阐述了天津总队依托国家超级计算中心等技术力量，以大数据为基础，以AI智算为支撑，建立了细粒度的火灾风险预警模型、消防领域大模型、火灾风险溯源模型，并融合多维实时监测数据，实现了预警信息向属地、行业、专业监管主体的精准推送与穿透落实，显著提升了风险识别精度、监管资源配置效率及隐患整改闭环率，为构建科学高效的消防安全综合监管体系、推动治理模式向“事前预防”转型提供了有力支撑。

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面向应用的国内电气火灾物证鉴定技术研究进展

陈克, 张斌, 郭宇航, 王轩磊, 刘振刚

2025 (9): 1326-1333.

摘要 ( 267 )

PDF(7510KB) ( 26 )

精准认定电气火灾的起火原因，能够及时化解矛盾纠纷、有效预防类似火灾再次发生并最大限度降低损失。这一目标的实现，依赖火灾物证提取与鉴定技术的支撑。本文面向电气火灾物证鉴定的实际应用需求，综述了我国电气火灾物证提取与鉴定技术的研究进展，包括基于BMS、云端及智能电表数据分析的物证定位技术，熔痕智能识别技术的关键突破，短路熔痕再结晶机制，铝/黄铜类物证有损鉴定技术和Micro-CT/X射线无损鉴定技术的最新成果，展望了电气火灾物证鉴定技术面向物证分类体系、融合分析技术及引燃能力表征的发展趋势。

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一种面向森林火灾调查的蔓延方向分析及起火点溯源方法

高鹏, 彭波, 吕忠

2025 (9): 1334-1339.

摘要 ( 40 )

面向森林火灾调查需求，提出了一种森林火灾蔓延方向分析及起火点溯源方法。该方法通过无人机测绘构建火灾现场模型，利用ResNet-18卷积神经网络识别痕迹照片中的火势蔓延方向，结合反距离加权插值法构建连续方向场，采用Runge-Kutta方法进行反向流线积分，最终通过DBSCAN聚类确定起火点位置。仿真结果表明，该方法能够较好地分析蔓延方向，溯源起火点，有效克服传统人工勘查效率低、主观性强等缺点，将专家经验转化为可复用的智能化方法，减少主观依赖，实现起火点智能溯源，为森林火灾调查提供高效、客观的技术支持。

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