Page 198 - 《爆炸与冲击》2026年第10期

第 46 卷 李军润，等： 基于开源信息融合的公共安全爆炸事故分析方法 第 10 期

2.2.2 基于视频信息融合的当量反演
除上述基于建筑结构毁伤效应和超压阈值反算爆炸当量外，部分学者推导拟合得到了基于冲击波
到达时间和目标与爆源间距离反算爆炸当量的经验模型。其中，杨亚东等 [23] 和 Wu 等 [24] 拟合得到的经
验公式应用广泛。下面简要介绍上述 2 种经验公式，并反算得到此次爆炸事故中的等效 TNT 当量。
杨亚东等 [23] 基于大量的数值仿真结果和文献试验数据，建立了自由场爆炸工况下冲击波超压峰
值、到达时间和持续时间的经验预测模型，进一步构建了以到达时间、距离和当地声速为关键输入参数
的等效 TNT 当量计算公式：
Å 1.666 ã 0.311
0.185 6R
W TNT = (2)
c 0 T a
式中：c 为当地声速，m/s；T 为冲击波到达时间，s。
a
0
Wu 等 [24] 基于数值仿真，推导了冲击波压力随装药质量、距离、结构高度、持续时间等特征的经验
公式。基于此，拟合得到了等效 TNT 当量与冲击波到达时间的函数关系：

Å 1.4 ã 5
0.34R
W TNT = (3)
c 0 T a
由式 (2)～(3) 可知，冲击波到达时间 T 为计算等效 TNT 当量的关键参数。在开源视频信息中，冲击
a
波波阵面表现为一道快速向外扩张的半透明扭曲带，导致其后方的背景建筑或环境图像产生瞬间模糊
和错位。对开源信息中视频信息进行处理 [25] ，得到不同时刻下的光信号，进一步确定冲击波到达时间
−1
T ，如图 6 所示。视频采集帧率为 30 s ，即每一秒由 30 帧连续的静态图片组成。以爆炸火光出现为第
a
1 帧，如图 6(b)～(c) 所示。从第 5 帧和第 25 帧可以看出冲击波的传播路径，如图 6(d)～(e) 所示。以摄影
装置显著晃动的帧数为冲击波到达帧（第 99 帧），换算得到冲击波到达时间为 3.3 s，如图 6(f) 所示。

Blaze erupted
Observation
location 1 250 m Explosion
source

(a) Observation location (b) Frame 0 (c) Frame 1

Shock wave Shock wave
propagation propagation

(d) Frame 5 (e) Frame 25 (f) Frame 99
图 6 爆炸事故采集视频帧
Fig. 6 Video frames of explosion accidents

将冲击波到达时间 T =3.3 s 分别代入式 (2)～(3)，得到 2 种经验模型计算的等效 TNT 爆炸当量分别
a
为 26 098 和 12 184 kg。由于本次事故近似地面爆炸，地面对冲击波的反射增强作用使其以半球形向外
传播，其冲击波压力大于相同当量下的自由场爆炸场景。因此，杨亚东模型反演结果偏大。Wu 等 [24] 的
经验模型是基于地面爆炸和复杂场景冲击波演化推导，其应用场景与获取的开源视频信息相吻合，反演
结 果 与 基 于 远 场 建 筑 毁 伤 效 应 反 演 得 到 的 等 效 TNT 当 量 11 300 kg 结 果 相 近 ， 最 终 确 定 爆 炸 等 效

TNT 当量约为 12 000 kg。经证实，该结果与现场勘察专家组调查统计结果基本一致。

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