Page 14 - 《爆炸与冲击》2026年第5期

第 46 卷 黄 阳，等： 基于物理信息及数据融合驱动的复杂街区爆炸荷载快速计算方法 第 5 期

表 2 起爆街道数据集工况设计
Table 2 Explosion scenario design for detonation streets
街道类型 TNT当量/kg 炸点位置/m 街道类型 TNT当量/kg 炸点位置/m

(0.10, 1.40, 0.08) (0.10, 1.40, 0.08)
0.070 (0.00, 0.50, 0.08) 0.070 (0, 0.50, 0.08)
(−0.20, 0.70, 0.08) (−0.20, 0.70, 0.08)
L形街道 (0.10, 1.40, 0.08) 十字街道 (0.10, 1.40, 0.08)
0.035 (0.00, 0.50, 0.08) 0.035 (0, 0.50, 0.08)
(−0.20, 0.70, 0.08) (−0.20, 0.70, 0.08)
0.019 (0.10, 1.40, 0.08) 0.019 (0.10, 1.40, 0.08)
(0.10, 1.40, 0.08) (0.10, 1.40, 0.08)
(0, 0.50, 0.08) (0, 0.50, 0.08)
0.070 (−0.20, 0.70, 0.08) T形街道 0.070 (−0.20, 0.70, 0.08)
T形街道
(1.00, 1.50, 0.08) (1.00, 1.50, 0.08)
(0.90, 1.40, 0.08) (0.90, 1.40, 0.08)
0.019 (0.10, 1.40, 0.08)

在获取数值模型结果后，以 0.01 ms 为时间步长，在三维空间中按 0.05 m 间隔取测点，以三维张量形
式记录所有测点在各时刻的压力值，作为起爆街道模型的数据输出。此外，根据 1.2.1～1.2.2 节介绍的方
法，依次计算各空间测点的镜像爆源结果及场景对应的信号距离场，作为模型的数据输入。将以上数据
以 10 为底数取对数后归一化至 [0, 1] 之间，并通过三维切片生成维度为 [7, 16, 16, 16] 和 [1, 16, 16, 16] 的
张量对。经过上述步骤，最终建立了包含十余万样本的数据集，其中 60% 数据作为训练集，20% 数据作
为验证集，20% 数据作为测试集。
2.2 非起爆街道数据集
在非起爆街道场景中，以 L 形街道作为起爆街道，分别以 L 形、T 形、十字街道为非起爆街道，采用
图 9 所示的数值模板生成对应的爆炸流场。起爆街道的宽度设为 1 m，起爆街道与非起爆街道高度设为
1 m，与空气域高度一致。改变非起爆街道宽度（图 10 中变量 d ）、炸药当量、炸点位置，设计了 12 种爆
炸工况，如表 3 所示。数值模拟时间设置为 10 ms。

Computational Computational Computational

area area area
Boundary Boundary Boundary
pressure pressure pressure
Detonation Detonation Detonation
street street street
Charge Charge Charge
z d z 1 z d
1 y x 1 1 y x 1 1 y x 1
1 1 1 1 1 1
(a) L-intersection (b)T-intersection (c) Crossroads

图 9 非起爆街道数值模板（单位：m）
Fig. 9 Numerical templates for non-detonation street configurations (unit: m)
在获取数值模型结果后，提取各场景中街道拼接处二维边界压力场并切片，以维度为 [1, 21, 21] 的
单通道二维张量形式存储，作为非起爆街道预测模型中 2D-UNet 的输入。基于 1.3.1～1.3.2 节中的方法，
分别计算各场景对应的能量密度因子通道、角度信息通道，将两者同 2D-UNet 输出合并，作为模型中 3D-UNet
的输入。以 0.01 ms 为时间步长，在三维空间中按 0.05 m 间隔取测点，提取各场景中非起爆街道的三维

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