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不同点火位置和层间距下多层电缆火蔓延特性试验研究
范传刚;杜林波;胡俊博;周天念;为了更加系统地了解电缆火灾多维度蔓延特性，加强消防安全设计，以交联聚乙烯绝缘电缆为研究对象开展了多层电缆桥架火灾试验，测量并分析了火焰图像、平均火蔓延速率和温度等火蔓延特征参数，系统研究了点火位置与层间距对火蔓延的影响机制。通过对比不同工况下各个时刻的火焰图像，揭示了电缆火灾在不同方向上由单火源向多火源演化的动态蔓延特征。结果表明，在电缆中间点火时，火蔓延过程可分为四个阶段：横向蔓延阶段、垂直蔓延阶段、火焰融合阶段和火焰分离阶段，每个阶段均伴随电缆的纵向蔓延，火焰发生分离后会以“V”形向两侧蔓延。在不同层电缆端部点火时火焰尺寸较小，燃烧时间较长，火灾危险性较低；电缆火焰温度峰值主要出现在二层或三层电缆上方，接近1 000 ℃。多层电缆火蔓延存在明显的加速阶段，因此需要加强电缆火灾初始阶段的监测与防控；层间距从0.2 m增加到0.4 m时，火焰高度和宽度均会减小，火灾危险性下降。研究结果可为了解多层电缆的火蔓延过程提供一定参考。
基于安全势场理论的雨天高速公路车辆换道模型研究
张惠玲;柏楠;王靖帆;刘通;针对降雨天气高速公路环境变化导致的车辆运行特征的改变，提出了一种基于改进安全势场理论的车辆换道模型。对运行在高速公路的车辆在晴天、小雨、中雨和大雨天气下的速度、加速度、停车距离指数和换道持续时间等进行了显著性分析，表明车辆在晴天和小雨天气下的运行特征没有显著性差异，在小雨、中雨和大雨天气下则存在显著差异。综合考虑自车速度与加速度、周围车辆相对运动状态及降雨强度等因素，构建了适用于中雨和大雨天气条件下的安全势场换道模型；通过案例对不同降雨强度下斥力场参数的敏感性、模型预测性能及加速度误差进行了分析。研究表明，该模型在不同降雨强度条件下对车辆换道轨迹及加速度等具有较高的预测精度。
睡眠受限状态下不同睡眠类型个体面部疲劳三维特征
李敬强;唐弋岚;现有面部疲劳检测研究多依赖二维图像视觉线索，对面部三维几何结构的系统性分析尚属空白，且鲜有研究关注个体生理节律差异对疲劳表现的调节作用。研究通过睡眠限制试验诱发疲劳，采用光度立体视觉技术采集60名不同睡眠类型被试在正常与睡眠限制条件下的静态面部三维数据。针对泪沟、法令纹及口角囊袋3个疲劳易感区域，构建平均曲率（H）、高斯曲率（K）、平均夹角（A）及散度（D）4项面部三维几何特征指标，并结合卡罗林斯卡嗜睡量表（Karolinska Sleepiness Scale，KSS）验证客观指标与主观困倦感的相关性。结果显示：睡眠限制可有效诱发面部三维形态变化，在疲劳状态下，H、A、D显著升高，K显著下降；法令纹区域对疲劳的敏感性最高，口角囊袋最低；睡眠类型与疲劳状态存在显著交互效应，夜晚型个体的面部三维形态变化幅度显著大于清晨型与中间型。研究为面向不同生理节律人群的差异化疲劳风险识别提供了客观量化的三维几何评估方法。
基于机器学习的山区公路小客车超车冲突风险识别
戢晓峰;庞兴任;郭雅诗;覃文文;卢梦媛;李金;为探究山区公路小客车借道超车冲突风险特性，选取典型山区公路的直道和弯道路段为研究对象，首先利用无人机采集小客车借道超车视频数据，采用二维碰撞时间(Two-Dimensional Time to Collision，TTC2D)指标评估超车全过程冲突风险；其次，基于11类机器学习算法构建小客车超车冲突风险识别模型并进行对比分析；最后，采用沙普利加性解释(SHapley Additive exPlanations，SHAP)算法揭示各特征对小客车借道超车冲突风险的影响机制。结果表明：直道路段超车冲突风险呈现“高速显性”特征，弯道路段呈现“低速隐性”特征；直道路段冲突风险识别模型整体性能优于弯道路段，其中类别提升(Categorical Boosting，CatBoost)模型在直道路段的准确率达96.8%，轻量梯度提升机(Light Gradient Boosting Machine，LightGBM)模型在弯道路段的准确率达93.0%；两车之间的速度差和车头间距是影响小客车超车冲突风险识别的关键因素，且被超车辆类型与超车冲突严重程度呈负相关。
既有建筑改造施工火灾逃生路径动态规划方法研究
田卫;李欣阳;郑福康;周菻鈜;胡家乐;高明哲;既有建筑改造兼具施工期与运营期的特点，其空间布局具有显著的时变性，且在施工区域内可能存在未及时拆除的障碍物，会极大地影响人员的安全逃生。为此，提出了一种融合视觉技术的改进A*算法。首先，结合YOLOv8模型，通过对图像识别处理，实现了改造施工现场与逃生网格间的动态映射；通过对算法的启发函数进行改进，将各类改造施工状态与人员逃生速度关联，从而生成改造施工现场动态环境下安全且耗时最短的逃生路径。最后，通过对比试验及模拟试验验证了算法的优越性与智能性。研究表明，相较于经典A*算法，改进后算法生成的逃生路径平均节省时间7.2%，增强了传统方法的动态环境建模能力，为既有建筑改造施工的火灾应急决策提供了新方案。
不同处置条件下电动汽车火灾特性的全尺寸试验研究
祝现礼;张佳庆;过羿;孙韬;尚峰举;黄玉彪;针对电动汽车热失控火灾蔓延快、辐射强、处置难的问题，评估不同隔离与控制措施在实际充电站场景下的抑制效果，提出适用性的应急处置策略。依托自主搭建的充电站实体火灾试验平台，设置空白对照、压缩空气泡沫、细水雾与灭火毯联用三类工况，开展全尺寸纯电动汽车热失控火灾试验。基于车内温度、车辆上方温度场、周边环境温升及热辐射强度等多维数据，系统分析火灾发展特性及不同处置方式的差异。结果表明，空白对照无任何处置措施施加下车辆燃烧加速蔓延，峰值温度达到801 ℃，辐射强度超31 kW/m2，且存在复燃风险。压缩空气泡沫能显著降低车头区域温度并使辐射强度快速回落至接近0，适用于中后期持续燃烧抑制。细水雾在初期具备快速降温与削减辐射的能力，灭火毯能实现局部早期覆盖隔离，但对持续放热控制有限。不同隔离处置措施在作用时效与控制范围上存在明显差异。验证了不同隔离处置措施在作用时效与控制范围上的差异，提出分层、分时、多点协同应用策略，为电动汽车应急隔离处置措施的制定提供依据。
考虑气候变化的腐蚀管道时空风险演化研究
秦国晋;靳丹;王艺环;针对气候变化对埋地管道完整性影响机制不明确，构建基于物理机理的综合概率评估框架，该框架融合第六次国际耦合模式比较计划（Coupled Model Intercomparison Project Phase 6，CMIP6）预测数据、电化学腐蚀驱动泄漏模型及蒙特卡洛不确定性传播分析方法，基于共享社会经济路径（Shared Socioeconomic Pathways，SSPs）模拟环境退化情景，选取中国五个典型气候特征城市，评估了不同辐射强迫水平（SSP1-2.6至SSP5-8.5）下管道失效概率的时空演变规律。结果表明气候驱动的管道退化与失效风险存在显著的区域异质性；在高辐射强迫情景（SSP5-8.5）下，广州管道腐蚀速率超过4 mm/a，而成都、武汉不足3 mm/a，区域差异达1 mm/a以上；失效风险呈现显著的“南高北低”空间分布特征。研究结果可量化长期气候变化对基础设施的潜在威胁，为管道的全生命周期风险设计、检测规划及气候适应性策略制定提供理论依据。
甲烷–乙烯爆炸特性及CO2抑爆研究
董冰岩;陈炜烨;何俊文;童乐;为探究乙烯掺混对甲烷爆炸特性的影响规律及CO2的抑爆机制，在常温常压(T=298 K，p0=0.1 MPa)条件下，利用20 L球形爆炸试验系统与Chemkin反应动力学模拟，系统研究了乙烯掺混比(R=0～1)及CO2添加量(0～20%)对甲烷–乙烯–空气预混气体爆炸特性的影响。结果表明，乙烯掺混显著增强了甲烷的爆炸强度与反应速率：随着R从0增至1，最大爆炸压力pmax上升16.5%，最大爆炸压力上升速率(dp/dt)max提升2.3倍，火焰传播速度由2.37 m/s增至5.47 m/s。CO2对爆炸具有显著抑制效果，但在高乙烯比例下其抑制效能减弱，如R=0.4时，20% CO2可使pmax下降50%，(dp/dt)max下降91.9%，层流燃烧速度降低73.8%。动力学分析表明：乙烯通过引入反应R254(C2H4+OH=C2H3+H2O)和R16(HO2+H=2OH)等重构了反应网络，提升了·OH浓度与链分支反应R1(H+O2=O+OH)的速率；CO2则通过参与反应R31(CO2+H=CO+OH)消耗H·来降低反应强度。研究揭示了乙烯与CO2分别通过调控·OH与反应路径实现爆炸增强与抑制的动力学机制，为甲烷–乙烯共存工业环境的风险评估与抑爆设计提供了理论依据与工程指导。
鬼针草吸附剂制备及对PM10吸附机理
陈莉;代治蓉;熊晓明;程朝霞;杜熙媛;王涛;研究以鬼针草(Bidens pilosa)为原料制备生物质吸附剂，用于PM10的吸附。氯化钾辅助中性蛋白酶改性制备鬼针草吸附剂，并通过二次回归正交旋转组合设计优化，得到回归模型及最优处理条件。研究考察了不同粒度、投入量、温度、相对湿度、PM10初始浓度及吸附时间对改性鬼针草吸附PM10性能的影响，并探讨了吸附等温、吸附动力学和吸附热力学特征。此外，结合扫描电镜、元素分析、比表面积分析仪及傅里叶变化红外光谱分析了样品的结构及性能。结果显示：当中性蛋白酶质量浓度为0.2 mg/mL、氯化钾浓度为0.1 mol/L、氯化钾浸泡时间为21.5 min时，Ymax为18.05%；粒径为380 μm、加入质量为2 g、温度为24 ℃、相对湿度为35%、PM10初始质量浓度为500 μg/m3及吸附时间为50 min为最佳环境因素条件；该吸附过程更倾向于以化学吸附为主的物理化学混合吸附，表现为多分子层在不均匀位点上的吸附，且为自发进行的吸热反应。Freundlich等温模型和准二级动力学模型的拟合效果优于Langmuir模型和准一级动力学模型，进一步证实了多分子层及化学吸附主导的性质。热力学参数ΔG < 0、ΔH > 0、ΔS > 0一致支持上述自发吸热特性。改性鬼针草表面富含大量—OH基团，有利于吸附的发生。改性鬼针草对PM10去除率在1%水平上极显著地优于其他材料，效果优劣顺序为优化鬼针草、活性炭、竹炭、硅藻土、大孔树脂、原始鬼针草。经8次循环再生后，改性鬼针草仍具有较强的吸附能力，表明其具有良好的重复使用性和持续控制PM10的实际潜力。
改性稻壳纤维增韧水泥基注浆材料工程特性试验研究
张建俊;韩健;孙闯;孙源骏;赵涛锋;王宝强;注浆是破碎围岩稳定性控制的重要技术手段，为填补传统水泥基注浆材料脆性大、变形适应差、易开裂失效的缺陷，引入改性稻壳纤维（Rice Husk Fiber，RHF）制备新型增韧水泥基注浆材料。通过开展浆液流动性测试和结石体无侧限抗压强度、抗折强度等试验，分析RHF掺入对水泥基注浆材料工程特性的影响，确定最优掺量，并结合傅里叶红外光谱与扫描电子显微镜等微观表征手段，探究RHF的增韧机理。结果表明：随RHF掺量增加，浆液流动度、析水率和抗压强度逐渐下降，初凝与终凝时间延长，抗折强度呈先增后减趋势；试样轴向应变增大，峰后残余强度提高，压缩破坏由脆性劈裂破坏向延性破坏转变，弯曲断裂裂缝由脆性弯曲裂缝演化为延性弯剪裂缝，材料变形协调能力增强。RHF掺量为3‰时，材料韧性最优。RHF与水泥基体结合紧密，在裂缝扩展过程中发挥桥接、拔出及断裂耗能作用，抑制裂缝发展，提高材料变形与吸能能力，实现水泥基注浆材料韧性提升。