張 迪

(中國刑事警察學(xué)院，遼寧 沈陽 110000)

爆炸案件現(xiàn)場分析的主要內(nèi)容包括炸藥的類型、起爆裝置的類型、炸藥量等。炸藥量的推算作為爆炸案件的一個重要內(nèi)容，對于爆炸案件的偵破具有重要的意義。截止目前，對于炸藥量的推算方法研究有很多，炸藥量的推算方法通常借助于經(jīng)驗(yàn)判斷公式和爆破工程原理進(jìn)行計算的，計算結(jié)果通常只能得到近似的值，并且適用范圍非常有限。在復(fù)雜的爆炸案件現(xiàn)場中，為了幫助技術(shù)人員選擇最佳的方法，本文對于推斷炸藥量的方法進(jìn)行梳理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 炸藥量推算的方法研究進(jìn)展

爆炸案件現(xiàn)場炸藥量的判定，通常依據(jù)現(xiàn)場的爆炸痕跡來推算，目前主要是根據(jù)爆炸產(chǎn)物和作用痕跡、空氣沖擊波波陣面的超壓值等來計算炸藥量，這些方法主要憑借一些經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)爆炸原理進(jìn)行計算的。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，采用數(shù)值模擬來計算炸藥量也有一定的進(jìn)展。炸藥量計算的方法愈來愈趨于科學(xué)性與精確性。

1.1 根據(jù)爆炸產(chǎn)物初始作用痕跡計算炸藥量的方法

爆炸產(chǎn)物的初始作用痕跡是指炸藥爆炸瞬間產(chǎn)生的具有高溫、高壓、高能量密度的強(qiáng)壓縮能氣團(tuán)，極具膨脹釋放能量，強(qiáng)烈沖擊直接接觸爆炸物的介質(zhì)，使緊靠強(qiáng)壓縮能氣團(tuán)的物體、介質(zhì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的局部破壞痕跡。炸藥量與初始作用痕跡范圍成正比，炸藥量越大，初始作用痕跡范圍越大，因此可以通過介質(zhì)受到的強(qiáng)壓縮效應(yīng)來推斷出炸藥的量。初始作用痕跡與炸藥量的關(guān)系如下：

其中：R為初始作用痕跡半徑，cm；ρ為炸藥密度，g/cm3；A為爆炸的壓縮系數(shù)，與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，介質(zhì)可塑性越大，取值越大；Q為推算的TNT量，g。

該方法只適用于地面接觸爆炸和埋入式爆炸，并且爆炸案件通常都是自制炸藥，炸藥的密度也只能根據(jù)炸藥的成分進(jìn)行大致的推斷；同時爆炸的壓縮系數(shù)也是一個大概的數(shù)值，存在一定的誤差。

1.2 根據(jù)爆炸產(chǎn)物拋擲作用痕跡計算炸藥量的方法

在形成起始作用痕跡后，壓縮能氣團(tuán)繼續(xù)迅速對快做功，造成被作用介質(zhì)繼續(xù)變形、破壞，同時使其產(chǎn)生拋射運(yùn)動。介質(zhì)被拋出后形成的痕跡被稱為爆炸產(chǎn)物的拋擲作用痕跡。根據(jù)介質(zhì)被拋出的范圍可以確定炸藥量的公式如下：

其中：R為拋射半徑，cm，ρ為炸藥密度，g/cm3；A為爆炸壓縮系數(shù)，通常取值為7～11，Q為推算的TNT量，g。

該方法適用于地面接觸爆炸，并且需要在爆炸現(xiàn)場尋找拋射物，不容易尋找，并且拋射物范圍較廣，拋射半徑不能精確測量，同時爆炸壓縮系數(shù)與炸藥密度也存在一定的誤差，因此推算的炸藥量結(jié)果會出現(xiàn)一定的誤差。

1.3 根據(jù)空氣沖擊波作用距離計算炸藥量的方法

空氣沖擊波作用即爆炸產(chǎn)物間接作用痕跡，爆炸產(chǎn)物停止膨脹而往回收縮，空氣波單獨(dú)向前運(yùn)動并損壞物體，直到能量衰減到不能損壞物體物體的這一范圍內(nèi)的破壞痕跡。根據(jù)現(xiàn)場建筑物的破壞情況，來計算炸藥量，公式如下：

其中：R為測量點(diǎn)距離中心炸點(diǎn)的距離；Δp為空氣沖擊波超壓值，該數(shù)值根據(jù)現(xiàn)場建筑物的破壞情況，查表得出相應(yīng)的數(shù)值。

該方法主要是依據(jù)爆炸現(xiàn)場房屋門、窗的破壞程度進(jìn)行計算，但是通過破壞程度查表得到的超壓值是一個范圍，并且其也會受到其他建筑物的影響，其超壓值會出現(xiàn)很大的誤差，因此該方法適用于空曠地方爆炸。

1.4 根據(jù)爆炸殘留物分布峰值距離計算炸藥量的方法

爆炸殘留物峰值距離與藥包的直徑成線性關(guān)系，首先需要通過試驗(yàn)研究，得到現(xiàn)場同種炸藥爆炸情況下，b與k的值。通常滿足以下公式：

RP=b+kR0

其中：RP爆炸殘留物的峰值距離，cm，R0為藥包的直徑，cm。然后經(jīng)過以下公式可以確定炸藥量。

其中：ρ為炸藥密度，kg/cm3，Q為推算的TNT量，kg。

通常爆炸案件現(xiàn)場都是自制炸藥，炸藥的密度和成分很難確定，該方法首先需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)，得出藥包直徑與峰值距離的線性關(guān)系，然后才能計算炸藥量，成本較高，耗費(fèi)時間久。同時峰值距離與藥包的位置也有關(guān)系，因此藥包直徑與峰值距離的線性關(guān)系會存在一定的誤差。

1.5 根據(jù)現(xiàn)場人員死亡情況計算炸藥量的方法

爆炸現(xiàn)場通常會出現(xiàn)人員死亡，死亡人員與炸點(diǎn)的距離R死和炸藥量Q通常滿足以下經(jīng)驗(yàn)公式：

Q=(R死/1.1)2

該方法不用進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)，就能夠快速推斷出炸藥量，但精確度較差。如果需要精確的炸藥量，則需要采用其他方法進(jìn)行計算。

1.6 基于廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算炸藥量的方法

首先需要進(jìn)行爆炸實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)生算法訓(xùn)練需要的樣本，將數(shù)據(jù)中的3個表觀量化特征參量(土介質(zhì)爆炸作用系數(shù)、炸坑直徑、炸坑深度)以及炸藥量通過廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行同步處理，通過訓(xùn)練得到這幾個因素之間的網(wǎng)絡(luò)模型，其中炸坑直徑、深度以及土介質(zhì)爆炸作用參數(shù)作為輸入層，炸藥量作為輸出層，找出輸入與輸出之間的特征關(guān)系進(jìn)行推算應(yīng)用。該方法首先需要建立模型，然后進(jìn)行大量的訓(xùn)練才能夠進(jìn)行推算，精度較高，但是所需的成本較大，需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)獲得訓(xùn)練樣本，并且每個模型適用的范圍較小，針對不同的爆炸情況，需要建立不同的模型。

1.7 根據(jù)現(xiàn)場玻璃破碎計算炸藥量的方法

該方法主要是依據(jù)空氣沖擊波的超壓對現(xiàn)場玻璃的損壞狀況進(jìn)行計算，主要有以下幾個方法：(1)首先通過實(shí)驗(yàn)測得1000kgTNT爆炸后，距離中心炸點(diǎn)不同距離的玻璃的破損情況，然后利用爆炸相似公式，得到炸藥量推算公式如下：

其中：R為炸點(diǎn)距離玻璃破碎的距離，m，R'為實(shí)驗(yàn)所得相似的玻璃破損情況下距離炸點(diǎn)的相似距離，m，Q為推算的TNT量，kg。

該方法適用于大于1000kgTNT的爆炸現(xiàn)場，并且需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)來得到相似距離，成本較大。

(2)將爆炸案件中玻璃破碎面積為50%或者玻璃大部分破碎而門窗木框基本無損的情況作為炸藥量推算的臨界點(diǎn)，其與炸點(diǎn)之間的距離與炸藥量有以下關(guān)系：

其中：R為該臨界點(diǎn)與炸點(diǎn)之間的距離，m；K為對比距離系數(shù)，取決于選定玻璃的破碎情況，破碎程度越嚴(yán)重，取值越小，通常取值為15～30之間；Q為推算的TNT量，kg。

根據(jù)現(xiàn)場玻璃破碎的情況雖然能夠快速推斷出炸藥量，但是復(fù)雜的爆炸現(xiàn)場環(huán)境會影響到玻璃的破碎情況，并且玻璃的破碎情況只能依據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷不能進(jìn)行量化，會存在一定的誤差。

2 推算炸藥量的方法展望

炸藥量推算方法大多都是基于經(jīng)驗(yàn)公式與簡單爆炸原理來進(jìn)行計算，適用于爆炸現(xiàn)場快速推算炸藥量，但是針對精確推算炸藥量而言，存在著諸多的誤差，計算結(jié)果相差較大。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)技術(shù)與爆炸力學(xué)的結(jié)合為炸藥量推算提供了新的思路，基于廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的炸藥量推算就是兩者結(jié)合的產(chǎn)物。計算機(jī)數(shù)值模擬通過進(jìn)行建模不僅可以模擬爆炸案件現(xiàn)場炸藥的整個過程，并且可以在計算機(jī)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，節(jié)省時間和成本，對于推斷炸藥量具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，因此采用數(shù)值模擬建模將推斷炸藥量將是未來研究的重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]張龍年,張彥春,陳立宏,等.基于廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的炸藥量推算[J].中國刑警學(xué)院學(xué)報,2017(4):69-71.

[2]任會蘭,寧建國,許香照.不同炸藥量在工事中爆炸的三維數(shù)值模擬[J].高壓物理學(xué)報,2013,27(2):216-222.

[3]隋國發(fā),李金山,馬 貝,等.炸藥量對雙層圓管爆炸焊接影響的數(shù)值模擬[J].材料科學(xué)與工藝,2010,18(6):741-745.

[4]周明安,魏萬鑫,劉 存,等.爆炸現(xiàn)場炸藥當(dāng)量確定方法初探[J].采礦技術(shù),2009,9(5):57-58.

[5]仵建民.根據(jù)爆炸現(xiàn)場玻璃的破碎推算炸藥量的研究[J].刑事技術(shù),1999(2):24-26.

[6]鄭國躍,李世聰.爆炸案件的快速偵破[J].爆破,1998(4):75-79.