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2024年, 第43卷, 第7期
刊出日期：2024-07-15 上一期   

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储能用磷酸铁锂电池热失控分析及液氮抑制效果研究 史波波, 王宇恒, 王志, 李志华 2024 (7):  907-912.  摘要 ( 1299 )   锂离子电池在使用过程中易受外界环境因素影响而触发热失控，此类现象不仅具有不可预测性，而且一旦发生，后果严重且难以控制，特别是电池的荷电状态（SOC）对于热失控的影响尤为显著。鉴于此，通过对比不同SOC条件下锂离子电池热失控特性并对其实施液氮喷射冷却处理，旨在探究其在封闭环境中的热失控行为特征。本研究还对电池箱进行了保温处理，以探究保温处理对液氮冷却效果及抑制电池热失控能力的影响。研究发现，SOC的提高与电池热失控引发的火灾规模、质量损失幅度以及产生的CO含量之间存在正相关关系。触发热失控的临界温度随SOC的增加而降低，而热失控峰值温度随之升高。电池热失控特征时间差值Δt与SOC成正比。对电池箱施加保温处理后，液氮的冷却效果得以显著延长，为延缓甚至抑制热失控提供了有效手段。 相关文章 | 计量指标

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公路隧道地面效应对双火源火焰合并特性影响的试验研究 彭伟, 张伟, 谢奇, 张少杰 2024 (7):  913-918.  摘要 ( 68 )   为研究自然通风隧道内发生双重火灾时地面效应对双火源火焰合并特性的影响，利用1:10小尺寸隧道模型开展了一系列试验。重点探究了双火源表面与隧道地面平齐时火源间距对火焰合并概率与火焰合并点高度的影响。结果表明：火灾烟气从隧道两端开口流出，由隧道两端补充进的新鲜空气产生的风速导致火源间距更大时火焰依然会发生互相倾斜，在间距足够大时，火焰倾斜角度约为10°。引入一个无量纲量表示火焰合并概率随着火源间距、热释放速率的改变而变化的规律。另外，将本文的试验数据与前人的工作做了比较，发现地面效应对隧道纵向布置的双火源火焰合并行为具有极大的促进作用。同时给出了火焰合并点高度与隧道高度的比值与改良后无量纲热释放速率的关系式。 相关文章 | 计量指标

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危险化学品道路运输事故复杂性机理研究综述 骆成, 韩东, 蒋灶, 李聪, 孙戬, 路亚妮 2024 (7):  919-931.  摘要 ( 103 )   为探寻危险化学品道路运输事故复杂性机理研究现状，基于事故风险特征提出了一种新的文献分类方法。该方法分别从复杂性与复杂系统特征、事故致因理论、事故风险演化过程、事故风险耦合后果4个方面对既有文献进行综合评述。分析认为，近年来危险化学品道路运输事故相关理论和方法的研究发展迅速，其中事故致因理论研究最为成熟，事故风险演化和事故风险耦合研究正逐步成为关注的重点；既有研究大多集中在系统的宏观层面，微观层面研究较少，且风险和能量如何在不同层面进行传递和转化尚未形成完整的理论，也未揭示系统内部风险因子相互作用及演化发展的过程和规律；基于新的分类方法发现，大多数研究采用单目标求解或多目标优化模型，未能充分考虑运输过程动态风险特征和时变效应，基于事故后果和环境污染风险的事故不确定性分析可能是未来的研究热点。 相关文章 | 计量指标

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基于地基干涉雷达的火灾下门式钢刚架三维变形监测研究 张浩, 温经林, 杨晓琳, 马海涛, 王祎然 2024 (7):  932-936.  摘要 ( 40 )   建筑火灾倒塌严重威胁人员的生命安全，地基干涉雷达可用于火灾下门式钢刚架微变形监测预警，但雷达仅能获取目标视线方向的形变，难以满足预警模型多维度数据需求，需对建筑结构目标三维变形监测进行研究。本文在论述微波信号模型的基础上，提出一种基于分布式目标成像信息的雷达等效相位中心估算方法，实现目标三维变换矩阵迭代优化，进而开展缩尺双跨门式钢刚架火灾试验，获取局部坐标系下结构目标三维变形分量，并与传统拉线式位移计监测结果进行对比。试验结果表明：多台地基干涉雷达组合监测可在真实火场下有效获取结构目标的三维变形分量，监测结果符合既有门式钢刚架结构的受火变形规律，可为火灾下建筑倒塌预警提供有效数据支持。 相关文章 | 计量指标

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基于Transformer神经网络的锂电池热失控多数据融合探测 丁沐涛, 郭世伟, 单志林, 张启兴 2024 (7):  937-945.  摘要 ( 49 )   为满足对锂离子电池热失控高效准确探测的需求，设计了一种锂电池热失控试验平台，并利用STM32F103ZET6单片机连接了CO、CO2、H2和热敏电阻NTC共4种传感器，实时采集特征参量。同时，利用PyroSim模拟试验环境，生成高质量的模拟数据，以补充试验数据。基于PyTorch平台，设计了一个Transformer神经网络，能够输出锂电池的正常、预警和热失控3种状态。通过使用试验数据和模拟数据进行训练，实现了对锂电池热失控的融合探测，相比于其他算法有一定的优势。 相关文章 | 计量指标

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开敞空间氢气爆炸特性数值模拟研究 关文玲, 李莫凡, 董呈杰, 任常兴 2024 (7):  946-951.  摘要 ( 59 )   为研究开敞空间氢气爆炸危害，基于Fluent流体力学计算软件建立开敞氢气-空气爆炸的三维数值模型，在此基础上，模拟和分析了边长为0.5、1.0、2.0、3.0 m的立方体预混氢气-空气爆炸，并将数值模拟结果与TNO多能法和BST法的爆炸强度等级进行对比。结果表明，火焰传播距离约为初始氢气半径的2倍。爆炸最大压力出现位置的无量纲距离与气云初始半径近似成线性关系。TNO多能法和BST法爆炸强度等级的选择应根据气云初始尺寸的增大而增加。 相关文章 | 计量指标

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亚氯酸钠助燃特性试验分析研究 施云献 2024 (7):  952-958.  摘要 ( 39 )   为了研究亚氯酸钠的防火措施，首先，通过模拟试验研究了不同引火源和湿度条件下亚氯酸钠的助燃特性；其次，通过离子色谱法测定燃烧残留物中ClO_2的含量，以对亚氯酸钠的助燃效果进行定量分析；最后，基于上述研究，制定针对亚氯酸钠的防火设计策略。结果表明，烟头作为引火源时，亚氯酸钠可使大多数可燃物燃烧，尤其是对含硫物质和山梨酸钾的助燃作用最为显著；机械火花作为引火源时，亚氯酸钠可促进含硫物质和防腐剂燃烧，也能使疏松多孔的可燃物燃烧，但结构致密的布料则难以引燃；白炽灯作为引火源时，亚氯酸钠仅能助燃少数几种还原性较强的物质；而电暖器作为引火源时，亚氯酸钠无法促使样品燃烧。此外，水滴作为引火源时，亚氯酸钠可促使含硫有机物或有还原性的含硫物质燃烧。在33.1%~97.6%的湿度条件下，亚氯酸钠分别与硫磺、硫化钠混合的样品亦可发生燃爆。对亚氯酸钠助燃特性的试验研究可为其生产、存储和运输中的防火需求提供一定的参考。 相关文章 | 计量指标

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木结构建筑之间火灾蔓延的试验研究 彭磊, 邱培芳, 欧加加 2024 (7):  959-966.  摘要 ( 61 )   搭建木结构试验框架，对影响木结构建筑之间火灾蔓延的因素开展实体火灾试验研究，分别考虑火灾荷载密度、外墙开口尺寸、外墙材料的燃烧性能、水平间距等影响因素。研究结果表明，在相同火灾荷载密度条件下，增大着火房间外墙开口面积会显著增大目标墙体上的辐射强度；在相同的开口条件下，增加室内火灾荷载密度，也会增大目标墙体上的辐射强度；当着火房间的外墙被引燃时，目标墙体受窗口辐射和被引燃外墙上火焰的双重辐射，会进一步增加火灾蔓延的风险。在测试的火灾场景中，当防火间距为6 m时，目标墙体上的辐射热流强度值小于10 kW/m2，不会因热辐射的原因造成建筑之间的火灾蔓延。研究结果可为定量分析各因素对火灾在建筑之间蔓延的影响和合理确定防火间距提供数据支撑。 相关文章 | 计量指标

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轨道交通地下单渡线配线区间烟控实测及模拟研究 刘凯 2024 (7):  967-970.  摘要 ( 35 )   为了明确单渡线配线区间不同排烟设计方案的烟气控制效果，选取某地铁线路的单渡线配线区间，通过现场实测和烟流数值模拟分析，得到影响隧道区间整体排烟能力和气流组织分配的因素。结果表明：单渡线形式下，隧道通风系统的排烟能力主要取决于TVF风机，在无射流风机且仅靠TVF风机的情况下，采用2送2排模式，能满足火灾区段断面风速的要求，且均未发生通过渡线烟流串线的现象；TVF开启台数对起火区间的风速提升显著，但采用4送4排模式会导致烟气过站。 相关文章 | 计量指标

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高铁候车厅行李火灾燃烧蔓延特性全尺寸试验研究 欧宸, 肖倪琪, 张宁, 赵家明 2024 (7):  971-975.  摘要 ( 32 )   为了给高铁候车厅火灾安全设计（考虑行李火灾）提供参考，在某候车厅局部区域采用5 MW量热仪开展全尺寸行李火灾燃烧试验。采用50 cm×34 cm×20 cm行李箱（承装外套、裤子、短袖、内裤、袜子）、编织袋（承装被子、枕头、被褥）、双肩包（承装书本、笔记本、笔盒、笔、充电宝）等典型可燃物组成行李堆，监测记录了热释放速率、温度、辐射热流等特征参数的变化规律。结果表明：全尺度行李火灾燃烧呈现出明显的阶段性特征，其中发展阶段的温升和热释放速率增长最快，且在行李火灾的增长阶段，热释放速率的变化与t2快速火（增长系数为0.046 9）模型吻合较好。在当前场景中，行李箱、编织袋、双肩包等行李可燃物最大火灾热释放速率达到1 004 kW，最高温度接近640 oC。在当前全尺寸行李火灾中，距离燃烧行李堆1 m处的可燃物均未被引燃，但出现了软化、熔融现象。在一定程度上，1 m的间隔距离可有效避免行李明火的连续蔓延。设置9 m的隔离带可以有效起到防火隔热的作用，距离燃烧行李堆9 m位置的温升和辐射热流变化并不明显。 相关文章 | 计量指标

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应急排水抢险车高功率密度便携式潜水电泵的研发及应用 邱会东, 陈晓清, 王海峰, 龙云 2024 (7):  976-981.  摘要 ( 32 )   随着我国各大城市内涝频发和洪涝灾害日益严重，应急供排水抢险装备的重要性日益凸显。为满足这一需求，总结了应急排水抢险车及高功率密度潜水电泵技术发展现状，并研发出一种新型大流量潜水电泵，采用永磁同步电机驱动，具有高功率密度、大排量、轻巧便携的特点。为了提高潜水电泵的综合性能，采用数值模拟和试验验证相结合的方法，对潜水电泵内部流动特性进行分析。计算模型为SST k-ω湍流模型，重点选取了0.6Q、0.8Q、0.9Q、1.0Q、1.1Q和1.2Q工况；选取具有代表性的速度分布云图，对比分析不同流量下泵内部流动结构及其变化规律；提取叶轮叶片与导叶叶片的叶片压力载荷曲线。装备了高功率密度便携式潜水电泵的应急排水抢险车具有广阔的应用前景，顺应了应急排水行业发展趋势。本文的研究有助于提升潜水电泵的水动力性能，从而提高防灾救灾能力。 相关文章 | 计量指标

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直升机消防吊桶姿态模拟试验研究 谢家雨, 朱亚男, 阮涛, 梁润杰, 李金朋 2024 (7):  982-989.  摘要 ( 28 )   为量化研究直升机消防吊桶灭火过程中消防吊桶姿态对洒水精准度及直升机稳定性的影响，搭建直升机消防吊桶姿态试验平台开展消防吊桶缩尺寸试验。开展来流速度、质量、绳索长度、加装尾鳍4种因素影响下直升机消防吊桶摆动试验，利用以姿态传感器和拉力传感器为核心的数据采集系统采集试验过程中消防吊桶的姿态角和绳索垂直方向的受力。结果表明：来流速度为8、16、24 m/s时姿态角变化极差为7.85°、20.40°、34.84°，绳索垂直方向受力极大值与自身重力之差为0.18、1.13、2.29 N；质量为301、271、241 g时，姿态角变化极差为17.45°、20.40°、38.27°，绳索垂直方向受力极大值与自身重力之差为0.95、1.13、1.17 N；绳索长度为100、150、200 mm时，姿态角变化极差为22.41°、20.40°、19.61°，绳索垂直方向受力极大值与自身重力之差为1.93、1.79、1.56 N；正交试验分析得出不同工况的影响因素大小为来流速度>绳索长度>质量，其中来流速度对试验结果影响极显著（P<0.01）；直升机消防吊桶是否加装尾鳍的姿态角变化极差为15.78°、55.76°，绳索垂直方向受力极大值与自身重力之差为0.64、1.06 N。综上，降低来流速度、增加消防吊桶质量、增加绳索长度及加装尾鳍可有效降低消防吊桶姿态变化幅度，提高垂直方向受力的均匀性，从而优化洒水精度和直升机稳定性。 相关文章 | 计量指标

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文物建筑内移动式高压细水雾灭火装置设计参数研究 张子龙, 刘芳, 李宏文, 钱禹丰 2024 (7):  990-996.  摘要 ( 45 )   为了研究移动式高压细水雾灭火装置在文物建筑内的设计参数，搭建了6A木垛火试验台，研究在不同喷射距离和模式下，该装置应对大规模火灾时适合的喷射流量与距离，并采用FDS，以北京某古建筑为模型进行模拟，从喷射强度、喷射距离、喷射时机、雾化粒径等方面验证并补充移动式高压细水雾灭火装置的设计参数。结果显示，喷射强度可设定为4.4~6.6 L/（min.m2）；喷射距离可设定为5 m，尽可能采用近距离喷射策略；灭火时机应尽早，至少在起火后300 s内；雾化粒径的选择需根据具体情况权衡考虑。 相关文章 | 计量指标

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一种电动汽车火灾扑救装置的灭火效能研究 夏新升 2024 (7):  997-1000.  摘要 ( 44 )   为了研究电动汽车火灾快速扑救，笔者结合实际工作经验，设计了一种电动汽车火灾扑救装置，通过消防车出不同水压，测试扑救装置性能；选取电动汽车进行燃烧试验，观察扑救装置扑救电动汽车火灾的效果。结果表明：在消防车出水0.5 MPa和0.7 MPa条件下，电动汽车火灾扑救装置出水流量和冲击力明显优于多功能水枪；燃烧实战测试中，该扑救装置能对燃烧车辆进行有效的降温控火。 相关文章 | 计量指标

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高空机载灭火剂流动输运数值仿真 杨琪, 王鑫宇, 刘晶晶, 范怀良 2024 (7):  1001-1006.  摘要 ( 35 )   为探究高空环境对飞机货舱灭火系统内灭火剂流动输运动态的影响，采用Fluent软件对一小型“哈龙”1301机载灭火系统装置管网中灭火剂的流动输运进行数值建模与仿真模拟，计算得到10 000 m及13 000 m高空下“哈龙”1301灭火剂在管网内的输运和释放动态，并与海平面高度下灭火剂输运释放过程中压力、相体积分数及相变传质速率三个特征变量进行对比分析。结果表明，高空环境下灭火剂的输运释放遵循“三阶段”，但高海拔环境不利于灭火剂的流动输运。该研究结果可为优化机载灭火系统在高空环境下的流动输运能力提供理论依据。 相关文章 | 计量指标

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杉木浸渍与表面涂载阻燃特性研究 杨泽霖, 徐艳英, 王志 2024 (7):  1007-1011.  摘要 ( 36 )   杉木是我国南方林区人工造林的主要树种，多用于室内家具和住宅中，具有用途广、生长快等特点，但杉木耐火性较低，遇高温或热辐射环境极易发生火灾。为降低火灾危险性，本文提出一种阻燃工艺方法制备阻燃杉木，将杉木浸入聚磷酸铵-硼砂复合浸渍液，并在表面涂载三聚氰胺达到阻燃效果。采用锥形量热仪、热重分析仪及点燃试验，研究改性杉木的吸药率、增重率、燃烧性能、热解及点燃特性，并探究其阻燃机理。与原木相比，阻燃处理杉木可有效降低杉木在燃烧时的热释放速率及总热释放，对延缓其在火灾中的燃烧行为有重要作用；总烟释放量、CO及CO2产率均减小，提升了抑烟性能；800 ℃时，阻燃杉木热解后残炭率提升了160%，热稳定性提高，甲烷火炬能够迅速点燃原木且燃烧剧烈，燃烧90 s后表面失去了整体结构性，而阻燃杉木在90 s内未被点燃。 相关文章 | 计量指标

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大娄山典型林分草本可燃物载量及其影响因素分析 刘讯, 顾林静, 张运林, 彭徐剑 2024 (7):  1012-1015.  摘要 ( 20 )   以大娄山6种典型林分的草本可燃物为研究对象，通过对相同林分和不同林分下草本可燃物载量进行差异性及相关性分析，结合林分特征因子进行逐步回归分析，得到草本可燃物载量的预测模型。结果表明：阔叶混交林内草本可燃物载量最大值为0.759 t/hm2，杉木林最小，仅为0.058 t/hm2；马尾松林的草本可燃物载量主要与平均厚度相关，而阔叶混交林的草本可燃物载量主要受平均盖度和林分密度影响；相同林分时，马尾松林下模型的拟合优度为0.885，拟合效果较好，平均厚度、郁闭度和平均地径显著负向影响草本可燃物的载量；阔叶混交林下模型拟合优度为0.973，拟合效果好，平均盖度显著正向影响草本可燃物的载量。本研究对大娄山森林可燃物调控和科学林火管理具有重要意义。 相关文章 | 计量指标

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多峰拟合模型分解平行反应的落叶松腐殖质热解动力学研究 池泓颖, 辛颖, 黄天棋, 张敏 2024 (7):  1016-1021.  摘要 ( 25 )   腐殖质是森林地下火阴燃的主要对象，分析其热解特性、计算动力学参数，对于预测和扑灭地下火有重要的理论意义。本研究以落叶松林地的腐殖质为研究对象，利用热重分析仪进行3种升温速率下的热解试验，针对试验数据的动力学参数计算提出一种多峰拟合模型。模型基于失重速率和加速率曲线获得特征点，在特征点计算拟合峰，每条曲线得到4个拟合峰，利用其计算动力学参数。结果显示：拟合峰Ⅰ的活化能较低，对应DTG曲线第一个峰部；拟合峰Ⅱ、Ⅲ的活化能处于中等水平，对应DTG曲线的第一个肩部和第二个峰部；拟合峰Ⅳ的活化能最高，对应DTG曲线的最后一个肩部。模型的参数计算结果与Gorbatchev积分法计算的动力学参数区间吻合。对模型进行残差和拟合优度检验，拟合检验(F检验)的P<0.000 1，均方根误差RMSE<0.005，拟合优度R^2≥0.99。检验结果表明，多峰拟合模型能有效地分解腐殖质热解的子反应并计算动力学参数值，具有一定的理论意义和实践指导价值。 相关文章 | 计量指标

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森林消防救援起降点选择影响因素分析 潘卫军, 黄园晶, 杨兆西, 李滨希 2024 (7):  1022-1027.  摘要 ( 56 )   为提高森林消防救援效率，针对森林消防救援的起降点选择，提出了一种改进DEMATEL-ISM法，对其影响因素进行深入分析。首先基于扎根理论建立面向森林消防救援起降点选择的影响因素体系，然后引入模糊集理论消除DEMATEL-ISM法中专家评分的主观性，通过分析起降点选择的影响因素间因果属性和影响程度，确定关键因素，通过合理设置阈值构建多级递阶结构模型。通过案例分析，得到了影响森林消防救援的5个关键因素、3个根本因素、3个直接因素以及10个间接因素，并提出起降点选择的相关建议。该研究成果可以加快林火救援时起降点选择的决策速度，提高森林消防救援效率，为起降点的选择提供理论依据和科学参考。 相关文章 | 计量指标

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火灾等级划分的损失标准分析研究 贾洪琛, 王强, 徐凯文, 张琰, 何元生 2024 (7):  1028-1031.  摘要 ( 46 )   为了研究当前火灾等级划分损失标准的合理区间，基于2007年标准修订时的发展水平，对国民生产总值和居民人均可支配收入变化情况、基于CPI的通货膨胀变化情况、历史火灾数据情况等进行对比分析；同时，引入“家庭承受损失上限”概念，通过计算火灾损失的“家庭承受损失上限”当量来衡量损失的严重程度，进而分析当前损失标准的调整范围。通过各推算方法间的对比，将火灾损失等级划分的界值控制在2 900万元~3 300万元、9 958万元~1.5亿元、2.98亿元~3.30亿元。考虑到火灾损失的特点，结合分析测算结果及海上交通事故新修订的等级标准，建议将较大、重大、特别重大火灾事故等级的损失标准分别调整为3 000万元、1亿元和3亿元。 相关文章 | 计量指标

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基于供水管网水力模型的市政管网消防供水能力研究 聂军, 庞愉文, 赵家晓 2024 (7):  1032- 1036.  摘要 ( 30 )   为提高城市消防安全水平和火场救援的效率和质量，基于供水管网水力模型，对市政管网消防供水能力进行研究，利用算法分析计算应急状态下满足消防取水需求的市政管网最大消防给水量，得出市政给水设施在火灾条件下的实际给水能力。填补城市消防给水设施管理部门和消防实战应用单位之间的真空地带，解决各信息之间的“信息断层”和应用系统之间的“信息孤岛”问题，充分发挥城市消防给水设施效能，保障消防安全。 相关文章 | 计量指标

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电动汽车火灾事故分析及防控对策探究 万绍杰 2024 (7):  1037-1042.  摘要 ( 79 )   通过对电动汽车火灾事故进行统计分析，阐释了电动汽车火灾事故的发生机理，基于引发火灾事故的电池内部短路、电池外部短路、电池过充电或过放电3大因素，结合其蔓延快、危险大、灭火难、易复燃的特点，从电动汽车的生产、销售、使用、维护、回收5个环节提出了相应的防控措施，以期为电动汽车的安全防控与消防救援提供参考。 相关文章 | 计量指标

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运用多种数据调查高压供电侧故障引发的火灾事故 梁国福, 王鑫, 常颖 2024 (7):  1043- 1046.  摘要 ( 29 )   介绍一起在台风天气下发生的大型厂房火灾事故的调查过程，在前期调查过程中现场起火点不定、引火源不明、物证无法提取，起火原因无法定性的情况下，通过调取火灾现场与原因相关的视频数据、网络数据、电表数据、高压录波数据等多维电子数据，结合高压供电故障痕迹形成的机理和诱发因素，综合分析认定了火灾原因。该起火灾的调查过程可为相关类型火灾事故调查提供参考。 相关文章 | 计量指标

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氢能源助力自行车火灾危险性及起火原因调查技术研究 孟佳怡, 孟庆庚 2024 (7):  1047-1050.  摘要 ( 46 )   以氢能源作为动力源的自行车在一定程度上会存在发生火灾的风险。以某品牌氢能源助力自行车在上海市某地区连续发生的多起火灾事故为背景，开展氢能源助力自行车火灾危险性和起火原因调查研究，查明氢能源助力自行车火灾事故背后的原因，提出火灾防范措施，总结此类火灾事故调查、询问要点。 相关文章 | 计量指标