Page 8 - 《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

1 复杂街区爆炸荷载快速计算方法

1.1 方法介绍
现实中的城市街区可视作直街道、十字街道等多种街道形式在空间中的组合，且不同街道形式在组
合时并不一定满足正交关系。为简化问题，本研究将现实街区抽象为由 L 形街道、十字街道及 T 形街道
3 种典型街道以路口拼接方式组合而成，如图 1 所示。图 1(a)～(c) 展示了不同的典型街道平面图，图 1(d)
展示了由典型街道组合而成的复杂街区。

(a) L-intersection (b) T-intersection (c) Crossroads (d) Complex block
图 1 典型街道及复杂街区的平面示意图
Fig. 1 Layout diagrams of typical streets and complex block

当爆炸发生在复杂街区场景中时，冲击波首先在起爆点所在街道扩散，之后经过路口扩散至非起爆
街道。为实现复杂街区场景爆炸荷载快速预测，本研究提出“空间分区、逐步推理”策略，采用起爆街
道预测模型和非起爆街道预测模型两种深度学习模型，构成双网络协同预测框架，如图 2 所示。起爆街
道预测模型用于预测起爆点位所在街道的压力场演化过程，模型接收基于镜像爆源算法计算得出的多
时刻低精度压力场，并融合基于信号距离场记录的场景空间信息，输出特定时刻起爆街道的压力场；非
起爆街道预测模型用于预测非起爆点位所在街道的压力场演化过程，模型接收来自前者模型在二维流
场边界上的预测结果及场景的能量密度因子，输出特定时刻非起爆街道的压力场。在推理时，起爆街道
预测模型和非起爆街道预测模型基于边界压力协同工作，将压力场在空间中由近及远地逐步推进，进而

Detonation street

Explosive
Pressure fields from
the method of images Detonation street
prediction model Pressure fields of the
Wave propagation detonation street
Signal distance field 3D-UNet
channels
Boundary
pressure
Non-detonation streets
Wave propagation
Two-dimentional Non-detonation street
boundary pressure prediction model
Pressure fields of the
Boundary non-detonation street
pressure 2D-UNet
Energy concentration +
factor channel 3D-UNet
Block Network Network Network
input architecture output

图 2 双网络协同预测框架
Fig. 2 Dual-network collaborative prediction framework

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