神经网络的发展史精选(九篇)

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第1篇：神经网络的发展史范文

神经网络

想必大家对神经网络这一词并不陌生，神经网络可谓是当今大多数尖端人工智能背后的脑启发AI工具。虽然像深度学习这样的概念是相对较新的，但它们的理论基础早就产生于1943年。

1943年，沃伦·麦卡洛克(Warren S.McCulloch)和沃尔特·皮茨(Walter Pitts)在《数学生物物理学公告》上《神经活动中内在思想的逻辑演算》(A Logical Calculus of the Ideas Immanent in Nervous Activity)。这篇论文对后世影响巨大，它讨论了理想化、简化的人工神经元网络，以及它们如何形成简单的逻辑功能，计算机“神经网络”(以及最后出现的深度学习)受到它的启发，所谓的“模拟大脑”这一说法也来自于它。人工智能概念

人工智能概念

人工智能正式开始于1955年8月31日。1955年8月31日，专家在一份提案中初度提出“AI(人工智能，artificial intelligence)”这一术语，提案建议由10名专家构成小组，花2个月时刻研讨人工智能。这份提案是达特茅斯学院约翰·麦卡锡(John McCarthy)、哈佛大学马文·明斯基(Marvin Minsky)、IBM纳撒尼尔·罗彻斯特(Nathaniel Rochester)和贝尔电话试验室克劳德·香农(Claude Shannon)联合提交的。

1956年7月和8月，评论会正式于达特茅斯学院的庄园里举办，这次会议变成人工智能出生的象征。

“BACKPROP(反向传播)”的到来

反向传播是机器学习历史上最重要的算法，其想法最早产生于1969年，但在20世纪80年代才成为机器学习的主流部分。

969年：阿瑟·布莱森(Arthur Bryson)和何毓琦(Yu-Chi Ho)在论文中描述称，反向传播可以作为多阶段动态系统优化方法使。反向传播允许神经网络在其产生的效果与创建者预期不相匹配时，调整其隐藏的层。简而言之，这意味着创造者可以训练他们的网络使其更好地运行，同时在出现错误时及时对其进行纠正。当完成修正以后，反向传播修改神经网络中的不同连接，以确保在下一次遇到同样的问题时，能够得到正确地进行处理。与电脑交谈

与电脑交谈

你有没有想过亚马逊的Alexa、谷歌助理以及苹果的Siri最早从哪里发展起来的吗？早在上世纪60年代中期，麻省理工学院人工智能实验室的约瑟夫·维森班(Joseph Weizenbaum)开发了ELIZA，这是一个交互程序，它可以根据任何主题进行英文对话。一些人想将人类的感觉赋予计算机程序，对此维森班感到很震惊，因此，他开发程序只是为了证明机器与人的交流很肤浅。奇点

奇点

所谓“奇点”就是机器变得比人类聪明的时刻，但目前还没有到来。弗农·温格(Vernor Vinge)发表了《The Coming Technological Singularity》。Vinge称“即将到来的技术奇点”，就是在未来30年内，人类将有能力创造超人的智能。“不久之后，人类时代将会结束，”他写道。这是一个警告，正如埃隆·马斯克(Elon Musk)这样的人在最近几年里已经反复强调了这一点。自动驾驶汽车来临

自动驾驶

谷歌是世界上第一个开发出自动驾驶汽车的吗？并不是。早在1986年，在恩斯特·迪克曼斯(Ernst Dickmanns)的指导下，慕尼黑联邦国防大学的研究人员用摄像机和智能传感器开发了第一辆无人驾驶汽车，这是一辆奔驰厢式货车，座位上没有人，最高时速55英里。

几年后，卡内基梅隆大学的研究员Dean Pomerleau建造了一辆自动的庞蒂克运输车，从匹兹堡到加州圣地亚哥的海岸，全程2797英里。按照今天的标准，该技术是一种原始的技术，但这证明自动驾驶是可以实现的。“大脑背水一战”

人工智能

1997年是人工智能标志性的一年，IBM的“Deep Blue”计算机在国际象棋比赛中击败了世界象棋冠军格里·卡斯帕罗夫，成为首台打败了国际象棋世界冠军的电脑。毫无疑问，Deep Blue处理信息的速度比卡斯帕罗夫要快，但真正的问题是它是否更有战略意义。

人工智能可能在处理更复杂问题时表现得并不是很好，但这仍然是人工智能领域的一个巨大飞跃。AI在《危险边缘》中获胜

危险边缘

就像Deep Blue与格里·卡斯帕罗夫一样，2011年，IBM超级计算机沃森(Watson)在美国电视智力答题节目《危险边缘(Jeopardy!)》中上演了人机大战，并最终击败两位人类冠军布拉德·鲁特和肯·詹宁斯，赢得了100万美元的奖金，这是人工智能少有的在棋类比赛之外战胜人类。沃森由IBM全球多个研究院和大学共同研发，历经四年研制而成。比赛结束后，肯·詹宁斯打趣道:“我，一个人，欢迎我们新的机器人霸主。”AI也喜欢…猫？

AI喜欢猫

2012年6月，杰夫·迪恩(Jeff Dean)和吴恩达(Andrew Ng)通过从YouTube视频中获取1000万张未象征的图像，来训练16000个计算机处理器的大型神经网络，发现其中一个人工神经元对猫的图像格外灵敏。尽管这些神经网络没有识别出图像的相关信息，但人工智能还是能够通过深度学习算法来检测猫科动物的照片。

事实证明，就像我们一样，即使是非常聪明的AI也喜欢与猫相关的视频。AI打败世界围棋冠军

第2篇：神经网络的发展史范文

关键词:国际贸易;非线性经济学;经济预测;数据分析;评述

国际贸易是世界各国经济、政治、文化交流的重要纽带，通过它可以扩大相互作用，促进相互的经济合作，改善国际环境，为本国的经济发展创造良好的外部条件。

国际贸易是一个复杂时变非线性系统。对国际贸易问题的分析与预测是建立良性经贸环境的前提。国际贸易不仅受到一国(或地区)的经济条件、自然条件、贸易政策等国内因素影响，还受到国际市场需求、全球经济增长等国际因素影响，且各影响因素相互之间存在非线性关系。对进出口贸易数据分析与预测，其实质就是建立适当的数学模型并进行应用。研究表明，各个国家的外贸环境复杂多变，导致在原来数据结构之上建立的简单线性模型失真，这给进出口贸易的分析与预测带来了很多困难。如何建立能很好拟合该数据特征的非线性模型，是一种积极的探讨，近年来日益受到国际贸易领域研究与应用者的重视。改革开放20多年来，我国外经贸事业发生了巨大变化。特别是加入世界贸易组织后，我国对外开放进入了新的阶段，我国已经成为世界第三大贸易国。关于我国外贸的准确分析与预测对于促进经济的平稳、持续增长，制定有效的外贸政策具有重要意义。本文介绍了目前用于国际贸易分析与预测的一些方法，以期供相关学者与实际工作者借鉴。

一、国际贸易的非线性特性分析

奴隶社会国际贸易的发展是与暴力掠夺、海上抢劫、贩卖奴隶密切联系在一起的。受自然经济的制约，国际贸易在奴隶社会经济中的地位并不重要。封建社会的国际贸易虽然较奴隶社会有了进一步发展，但由于占主导地位的仍然是自给自足的自然经济，因而贸易的规模和范围还是很有限的。国际贸易真正获得巨大的发展，出现在资本主义生产形成和发展时期。从16世纪至第一次世界大战，国际贸易发展迅速。全世界经历过一次由国际贸易带动的全球化浪潮，各国之间的经济联系因国际贸易的快速增加而大大加强[1]。许多国家对外交往范围之广、程度之深，如果以出口占GDP的比重来衡量的话，现在仍有一些国家(如日本等国)的国际化程度不能达到当时的水平。第二次世界大战后结束初期到1973年，是国际贸易迅速发展阶段。这一阶段国际贸易增长速度之快在历史上是空前的。这主要是因为:(1)战后发达资本主义国家经济的迅速恢复和发展;(2)国际分工和生产国际化的深入和扩大;(3)跨国公司的发展;(4)国际金融贸易组织的建立和经济一体化;(5)关税与贸易总协定的作用。从1973年到1985年，由于经济危机、能源危机、货币制度危机、农业危机的爆发，导致国际贸易由迅速发展转向缓慢发展，甚至停滞的阶段。20世纪80年代后半期至今，是国际贸易发展速度总体回升的阶段。近几十年涌动着又一波全球化浪潮，呈现出两个新的特征:中间产品贸易的大幅度增长(当然也是国际贸易的大幅度增长)和FDI流动的快速增加。以发达国家为例，过去20年，美国出口占GDP的比重大约翻了一番;OECD国家，即使略去集团内贸易不计，出口占GDP的比重也大致增长了一倍。与GDP相比，国际贸易出现了更快速度的非线性式增长。不管是从国际贸易的发展史，还是从各个国家的发展情况来看，国际贸易从宏观上看，均呈非线性发展的显著特点。

此处着重评述一下在微观上我国学者对非线性特征的认知与分析所做的研究与探讨工作。

黄梦桥和王涛生(2005)[2]结合使用相关维数和最大Lyapunov指数方法，采用我国进出口贸易的月度数据序列作为样本，说明了国际贸易市场具有非线性和低维混沌特征。

湛垦华、张永安和冯宗宪(1997)[3]应用自组织理论与方法，对国际市场演变的非线性机制作了较系统的分析，从新的视角阐述了国际市场演变的一般规律及特点。他们认为从自组织理论看，国际市场作为一个远离平衡的、开放的非线性系统，在国际政治、地缘关系、自然资源、人口分布等构成的国际经贸市场的势场背景下，是以一定的基核为始点，在不断涨落的外界环境影响下，以不同的演化方式，组成有特定功能的系统。

祝宝江(2006)[4]把国际贸易信用系统置于耗散结构状态下进行了研究。说明在耗散结构状态下的国际贸易信用系统不停地与经济社会系统通过实物信用和货币信用在内外环境之间进行着物质、能量、信息的交换与流通。系统耗掉了一定的能量，具有微小涨落和非线性动力过程，从而使多基元、多组分、多层次的国际贸易信用非线性流动，使系统各要素之间产生协调动作和相干效应。

二、国际贸易的非线性模型与方法

关于国际贸易非线性复杂系统的分析预测的模型与方法目前国内外都有诸多探讨，并取得了一定效果。下面按方法分类进行评述。

(一) 神经网络模型

神经网络是目前应用广泛的非线性建模与预测方法，它具有较强的非线性映射功能，具鲁棒性(robust)和容错性，在股市预测、证券预测、GDP预测、财务报警等经济领域内皆有应用。各个领域的研究与应用结果说明，经过恰当的结构设置与模型学习，神经网络预测精度可优于其他传统预测方法。

神经网络模型在国际贸易问题的分析与预测方面也已有一些结果。李小红(2007)[5]将BP神经网络应用于重庆外贸出口额的预测，建立起预测模型并进行实证预测。结果表明，所建立的预测模型具有较高的预测精度，可以作为相关部门制定出口贸易发展目标的参考依据。杨卫和平瑛(2005)[6]利用BP神经网络建立水产品贸易模型，选取1999年至2003年中国主要出口伙伴国的GDP值、我国水产品总量、出口水产品平均价格、进口水产品平均价格，以其作为参数来考察它们与衡量出口的几个主要指标: 出口总量、出口总额、各出口方式所占数量及总额等之间的关系。结果表明，利用BP神经网络预测模型可以比较精确地预测水产品贸易情况，但也有些不足，如收敛不够快，有时会受局部平坦或局部最小的影响。可考虑结合遗传算法或其它一些全局收敛速度快的算法，来进一步提高精确度。

近期更多的研究侧重于考虑采用神经网络和其他方法的结合，通过建立混合模型来提高预测精度。张一、徐山鹰和汪寿阳(2003)[7]分析了协整技术及在此基础上建立的误差校正模型在预测中的应用。结合神经元网络的特点，他们提出了一个基于神经元网络的非线性误差纠正预测模型，选取了出口、外汇储备和外国直接投资数据，建立了两个在不同数据基础上的出口预测模型，并对模型的结果进行比较分析，证实两个模型反映了中国近几年出口的变化，都是比较可信的，并对两个模型的结果取平均值作为2003年全年中国外贸出口最终的预测结果，预测了中国2003年出口贸易的大体情况。傅晓旗和谢雯(2005)[8]运用协整分析方法和误差校正模型及非线性BP神经元算法，采用进口、出口、外汇储备、汇率等数据建立经济计量模型，对2006年我国进出口进行预测。

Lean YU、Shouyang WANG和Kin Keung LAI (2008)[9]提出了一种新颖的非线性集成学习方法，在神经网络基础上建立了基于神经网络的非线性误差纠正预测模型(EC-VAR)，合理地运用计量经济学方法、整合技术和人工智能(AI)方法，对中国的进出口贸易进行预测。

众所周知，目前最常用的BP神经网络模型误差反向传播神经网络中存在诸多有待解决的问题:参数较多，并且部分参数要凭经验主观确定;模型极难建立，需要经过反复多次训练和实验;模型拟合精度与泛化能力矛盾问题，也就是说，可能会对训练样本集“过度匹配”达到较高的拟合效果，而对于新的输入样本却可能产生与目标值差别较大的输出。各个专家都在如何改进这些问题做积极探讨。向剑伟(2007)[10]在相空间重构的非线性思想基础上，采用贝叶斯正则化方法，建立一个时滞BP神经网络模型，提高了BP网络的泛化能力。他将该模型应用于某电子行业进出口贸易非线性时间序列预测中，结果说明改进的模型具有较好的泛化能力，较准确地拟合了进出口贸易发展的历史以及趋势。

(二) 贝叶斯方法

贝叶斯方法源于英国学者贝叶斯于1763年在皇家学会学报上发表的论文《论机会学说中一个问题的求解》(An Essay Towards Solving a Problem in the Doctrine of Chances)。20世纪50年代后，随着统计理论及方法的应用范围扩大，贝叶斯理论也受到了欢迎，并迅速发展。贝叶斯基本思想是，将人们的经验知识作为先验信息和采集到的样本信息一起结合到实际模型中，即利用先验信息、样本信息来进行预测。

Bayes方法应用广泛，严格地说并不能归为非线性方法，但鉴于其灵活选择先验分布的技术，对处理复杂经济问题有其独特优势，所以本文也把他作为处理国际贸易问题的工具之一来给于评述与推荐。此处主要给出几个非线性模型的Bayes分析方法。

Jiang Weijin和Xu Yuhui(2006)[11]在相空间重构思想下，提出了一种时滞BP神经网络模型，并通过贝叶斯正规化方法，提高了泛化能力，效果良好。祝树金和赖明勇(2005)[12]针对非线性时间序列预测，根据相空间重构的非线性预报思想，利用G-P算法计算饱和嵌入维，即输入层节点数，同时结合贝叶斯正则化方法确定隐层节点数，并提高网络的泛化能力，建立了一类时滞的BP神经网络预报模型(TDBPNN)。该模型选择了中国1989年1月至2003年6月进出口贸易的月度数据作为训练样本，进行归一化处理，采用多步预测法，不仅能够有效地拟合实际数据，而且可以合理地预测实际序列的发展趋势。前文也提及到向剑伟(2006)[10]采用贝叶斯正则化方法，建立一类新的时滞神经网络(TDBP)预测模型，选取了一电子外贸企业1989年1月至2003年6月进出口贸易月度数据作为学习样本，运用多步预测方法预测了该企业2004年进出口贸易发展趋势。数据结果表明精度较好，能很好地跟踪原时间序列，具有比现有同类方法更快的响应性能，迭代次数减小，具有较强的鲁棒性和泛化能力。

(三) 灰色系统理论

灰色系统是指元素(参数)信息不完全、结构信息不完全、关系信息不完全、运行的行为信息不完全的系统。灰色系统理论即灰色系统所做的预测的一种理论框架，它是由我国著名控制专家邓聚龙教授于20世纪80年代首先提出的。灰色系统理论是一种新的建模方法，它可以克服线性回归模型的不足之处，对数据量的要求比较低，并且计算简单，建模精度高，被广泛应用于各种分析与预测领域。

在国际贸易方面，一些学者运用灰色系统理论，对进出口额进行分析，预测进出口贸易的发展趋势。邹晶和姜志新(2004)[13]建立了基开GM(1，1)的灰色预测模型，选取中国2001年10月份到2003年5月份的外贸出口额作为样本数据进行预测计算。通过对模型进行应用，将预测值与实际的外贸出口数值进行比较，发现误差较小，模型基本符合要求。李苏(2008)[14]采集了我国1990年至2004年的进出口总额，对原始数据经累加生成，经过光滑性、准指数规律性检验后，建立GM(1，1)的灰色预测模型，预测了2010、2015、2020年我国的进出口贸易总额。综合分析，预测结果比较符合我国进出口贸易总额的实际发展趋势。

(四) 支持向量机

支持向量机(Support Vector Machines，SVM)是上世纪90年代中期提出的一种机器学习算法，由于它具有自学习、自调整模型的特点，能对各种混沌系统产生较好的预测效果，使之成为当前机器学习界的研究热点。目前支持向量回归模型已应用在金融时间序列预测、产品需求和销售预测、电力负荷预测和故障诊断等方面，获得较好效果。

有学者运用支持向量机方法，对进出口数据进行了分析。肖智和陈婷婷(2006)[15]针对SVM以重庆市外贸出口信息为例，运用SVM方法对重庆摩托车出口进行了实证研究，建立了时序预测模型对其出口总量和发展趋势做出了较为精确的预测。数据结果显示，SVM方法在外贸进出口信息分析预测中的运用是可行的，而且SVM模型对样本量小、波动性强的外贸出口时序具有较高的预测精度，尤其是对其发展趋势的预测，模型具有较高的拟合度。

(五) 协整分析、向量自回归和误差校正模型

基于协整关系的误差校正(VEC)模型是一个含有协整约束的向量自回归(VAR)模型，被认为是一种精度较高的动态经济预测模型。该模型在宏观经济领域中得到日益广泛的应用，尤其是在货币需求、消费、投资、进出口方面取得了良好的效果。将神经网络等非线性方法与该模型结合，建立一种非线性混合预测模型，应用于进出口贸易，能得到更精确的预测结果。

协整分析方法的系统提出和介绍归功于Engle和Granger(1987)。该方法的基础思想是:如果两个或以上的变量的值呈现非平稳性，但它们的某种线性组合却呈现平稳性，表明变量之间存在某种长期稳定关系，即协整关系。如果非平稳的变量之间存在协整关系，必然可以建立一个误差校正模型。

在国际贸易中，很多学者利用了协整分析方法和误差校正模型，对我国进出口进行预测。徐山鹰和汪寿阳(2006)[8]通过对2005年我国对外贸易形势和2006年国内外宏观经济环境的分析，采用1994年1月份到2005年11月份的月度数据，建立了误差较正模型，并使用BP神经元网络方法进行非线性误差较正，对2006年我国进出口进行预测。程桂云(2007)[16]选取国内生产总值(GDP)、出口额(EX)、进口额(IM)三个变量作为研究对象，选取辽宁省1979-2004年的年度数据作为样本区间，对各变量数据取对数，然后对LNGDP、LNEX、LNIM三个变量进行平稳性检验和协整检验，建立向量误差修正模型(VECM)，最后对各变量进行GRANGER因果性检验，对辽宁省的对外贸易与经济增长之间的长短期关系进行了实证分析的检验。菲和马超群(2008)[17]根据1999年1月到2006年6月的月度出口贸易额数据，建立了一种基于BP神经网络和误差校正向量自回归模型的非线性混合预测模型。〖JP+1〗结果显示，该模型能够反映经济系统中各变量的长期均衡关系，同时非线性的协整变量能够反映出经济系统其他变量的短期波动对预测变量的影响，适合于经济变量的预测。

三、结束语

对国际贸易非线性经济系统的分析、研究与应用，目前已有一些成果，并在不断地完善与发展中。国际贸易的定量分析与预测问题极其复杂，影响因素众多，不可能建立一种完全统一的模型，应该根据不同的目的，不同的数据特征，应用多种分析方法，去选取、建立合适的模型。而且应该及时根据影响国际贸易的因素的变化来检验模型，不断改进和完善模型及方法，提高分析、评估和预测的效果，为我国相关部门提供正确的决策依据。

参考文献

[1]王怀民.关税减让、垂直专业化与国际贸易的非线性增长. 青海社会科学，2006(2):30-32.

[2]黄梦桥，王涛生.国际贸易系统中的分数维和最大Lyapunov指数[J].经济数学，2005，22(3):301-306.

[3]湛垦华，张永安，冯宗宪.国际市场演变的非线性机制分析[J]. 西安交通大学学报，1997，31 (增刊1):5-9.

[4]祝宝江.耗散结构下国际贸易信用的非线性流动[J]. 国际贸易问题，2006(2): 34-39.

[5]李小红.基于BP神经网络的重庆市外贸出口预测研究[J]. 商场现代化，2007(3):214-215.

[6]杨卫，平瑛.基于BP模型的中国水产品出口规模预测研究[J]. 中国渔业经济，2005(4):25-29.

[7]张一，徐山鹰，汪寿阳.一类基于神经元网络的误差纠正模型的应用——2003年度中国出口预测[J]. 预测，2003，22(3):21-26.

[8]傅晓旗，谢雯，徐山鹰，汪寿阳.2006年中国进出口预测与分析[J]. 管理评论，2006，18(1): 22-25.

[9]Lean YU，Shouyang WANG and Kin Keung Lai. Forecasting China’s Foreign Trade Volume with a Kernel-based Hybrid Econometric-AI Eensemble Learning Approach[J]. Jrl Syst Sci & Complexity ，2008 (21):1-19.

[10]向剑伟.一种新的时滞神经网络非线性时间序列预测方法[J]. 现代电子技术，2007(4):118-119.

[11]Jiang Weijin and Xu Yuhui. A novel method for nonlinear time series forecasting of time-delay neural network[J]. Wuhan University Journal of Natural Sciences，2006，11(5):1357-1361.

[12]祝树金，赖明勇.基于贝叶斯正则化的TDBPNN模型的中国外贸预报中的应用用评估[J]. 中国管理科学，2005，13(1): 1-8.

[13] 邹晶，姜志新.基于GM(1.1)的灰色系统模型在我国外贸出口预测中的应用[J]. 国际贸易问题，2004(2):27-29.

[14]李苏.基于灰色系统模型的我国进出口贸易总额发展趋势预测[J]. 商业研究，2008(3):113-115.

[15]肖智，陈婷婷.基于支持向量机的外贸出口预测[J]. 科技管理研究，2006(7):231-234.

[16]程桂云.对外贸易与经济增长:基于辽宁省的实证分析和检验[J]. 国际贸易问题，2007(2):62-66.

[17]王菲菲，马超群.区域出口贸易非线性混合预测模型及其实证[J]. 统计与决策，2008(1):46-48.

[18]樊重俊，张尧庭.多元自回归模型的Bayes分析方法[J]. 工程数学学报，1991(1):143-148.

第3篇：神经网络的发展史范文

关键词：胃肠肿瘤；标志物；检验；验后概率；ANN

    1 资料与方法

    1.1 临床资料

    检索统计2010年3月-2012年3月我院进行胃肠肿瘤标志物检验的数据。其中健康对照组来自体检数据，无任何器质性病变，共120例；大肠癌研究组为经病理组织学确诊的病例，共63例；其他疾病组为本院内科其他患者，其中胃癌27例，胰腺癌2例，食道癌13例，肝癌4例，胃肠溃疡21例，胃炎112例，肝炎94例，腹泻112例。共385例。

    1.2实验方法

    对三组研究对象均采取空腹采静脉血3ml，做5分钟3000rpm离心处理，并进行血清含量检测。实验分析仪器采用ECL-2010型（美国罗氏公司）电化学发光免疫分析仪。分析剂采用ECL-2010型分析仪专用的全封闭试剂盒。该分析仪采用了当前世界上较先进的标记免疫测定技术，具有灵敏度高、用标本量少、线性宽、检验快速可靠，耗时短等诸多优点。

    1.3数据统计

    采用SPSS13.0软件进行系统分析，并通过ANN (Artificial Neural Network)建立相应的诊断模型。

    1.4临床实践

    将CA19-9、CA72-4、CEA三种标志物的检测结果通过筛查模型以及诊断模型获得ANN计算值。阅筛查模型ROC和ANN预测值，获得验后概率检验报告。在定期回访的基础上，不断修正ROC数据集，并实现院内数据共享。

    2结果

    胃肠肿瘤标志物检验中，三组检测结果呈现非正态分布。通过标志物对比，可发现大肠癌组三种标志物均明显 其他两组，具体结果如下表。p<0.05具有统计学意义。

    3讨论

    从当代医学发展史看，检验医学大致已经走出了三个关键步骤。一是化学方式检验，主要用于检验蛋白以及钙、钾等离子浓度，人体酶糖等物质代谢情况，并以此来对患者病情进行判断。二是免疫学检验，主要是通过人体自身免疫系统所产生系列淋巴细胞以及特异性球蛋白和患者体内病原体的特异性相结合，据此来对病原体进行判断。三是进行基因检验，也就是通过分子生物学手段对人体基因进行探查据此进行基因缺陷诊断。可以说临床医学诊断的发展一直同检验技术密切相连。近年来，检验医学发展十分迅速，给临床医学的高度发展奠定的坚实的基础。同时临床医学发展也有对检验新技术的出现起到了有力的推动作用。随着检验项目的增多以及临床检验的日趋复杂多样，检验和临床的关系出现了某种相悖情况。因此进一步密切检验医学和临床医学的结合显得尤为重要，两者更加紧密地联系，充分合作和交流，不仅有利于提高检验质量，避免和减少医疗事故，同时有利于更好地发挥检验医学对临床诊断的支撑作用。

    本研究中可以发现，大肠癌组CA19-9、CEA 、CA72-4三种标志物浓度均明显高于高于其他疾病组以及健康对照组（p<0.05）。验后概率的检验报告能够比较科学地提供检测参考。ANN (Artificial Neural Network)验后概率的检验报告诊断效率较高，是临床检验实践的一个新途径。通过检验医师的密切协作，对各项检验项目深入分析和挖掘，构建ROC数据集，可以形成更加高效的检验医学系统。可以真正将有限的医学数据转化为服务临床的诊疗信息。

    参考文献：

    [1] 仲崇明,张子龄,蔡培培. ROC曲线评估相关肿瘤标志物对肺癌的诊断临界值[J]. 标记免疫分析与临床, 2009,(05) .

    [2] 秦耀春. 检验医学面临的挑战[J]. 当代医学, 2009,(28) .

    [3] 汤素丽,罗宇锋. 人工神经网络技术的发展与应用[J]. 电脑开发与应用, 2009,(10) .

    [4] 刘靳波,余晓林,夏乾峰,涂植光. ROC曲线及Logistic回归评价肿瘤标志物在胃结肠肿瘤的诊断价值[J]. 第四军医大学学报, 2008,(14) .

    [5] 王华妮,陈文旭. 肿瘤标志物检测技术及应用[J]. 福建医药杂志, 2009,(05) .

    [6] 陈俊. 神经网络的应用与展望[J]. 佛山科学技术学院学报(自然科学版), 2009,(05) .

    [7] 赵一鸣. 诊断试验中的先验概率和后验概率[J]. 华西医学, 1999,(03) .

    [8] 解庭波,张蕾. 人工神经网络在消化道肿瘤检测和诊断中的应用进展[J]. 长江大学学报(自科版)医学卷, 2009,(03) .

    [9] 严丽丽. 肿瘤分子标记物检测的进展[J]. 局解手术学杂志, 2007,(06) .

    [10] 秦晓光. 诊断性试验临床应用——验后概率的探讨[J]. 江西医学检验, 2003,(02) .

第4篇：神经网络的发展史范文

电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力，因此，继电保护技术得天独厚，在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段。

建国后，我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有，在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。50年代，我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术［1］，建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍，对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术，建立了我国自己的继电器制造业。因而在60年代中我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是机电式继电保护繁荣的时代，为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。

自50年代末，晶体管继电保护已在开始研究。60年代中到80年代中是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。其中天津大学与南京电力自动化设备厂合作研究的500kV晶体管方向高频保护和南京电力自动化研究院研制的晶体管高频闭锁距离保护，运行于葛洲坝500kV线路上［2］，结束了500kV线路保护完全依靠从国外进口的时代。

在此期间，从70年代中，基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。到80年代末集成电路保护已形成完整系列，逐渐取代晶体管保护。到90年代初集成电路保护的研制、生产、应用仍处于主导地位，这是集成电路保护时代。在这方面南京电力自动化研究院研制的集成电路工频变化量方向高频保护起了重要作用［3］，天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的集成电路相电压补偿式方向高频保护也在多条220kV和500kV线路上运行。

我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究［4］，高等院校和科研院所起着先导的作用。华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大学、天津大学、上海交通大学、重庆大学和南京电力自动化研究院都相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用［5］，揭开了我国继电保护发展史上新的一页，为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面，东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和发电机?变压器组保护也相继于1989、1994年通过鉴定，投入运行。南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置也于1991年通过鉴定。天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频保护，西安交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护也相继于1993、1996年通过鉴定。至此，不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色，为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。可以说从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。

2继电保护的未来发展

继电保护技术未来趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。

2.1计算机化

随着计算机硬件的迅猛发展，微机保护硬件也在不断发展。原华北电力学院研制的微机线路保护硬件已经历了3个发展阶段：从8位单CPU结构的微机保护问世，不到5年时间就发展到多CPU结构，后又发展到总线不出模块的大模块结构，性能大大提高，得到了广泛应用。华中理工大学研制的微机保护也是从8位CPU，发展到以工控机核心部分为基础的32位微机保护。

南京电力自动化研究院一开始就研制了16位CPU为基础的微机线路保护，已得到大面积推广，目前也在研究32位保护硬件系统。东南大学研制的微机主设备保护的硬件也经过了多次改进和提高。天津大学一开始即研制以16位多CPU为基础的微机线路保护，1988年即开始研究以32位数字信号处理器(DSP)为基础的保护、控制、测量一体化微机装置，目前已与珠海晋电自动化设备公司合作研制成一种功能齐全的32位大模块，一个模块就是一个小型计算机。采用32位微机芯片并非只着眼于精度，因为精度受A/D转换器分辨率的限制，超过16位时在转换速度和成本方面都是难以接受的；更重要的是32位微机芯片具有很高的集成度，很高的工作频率和计算速度，很大的寻址空间，丰富的指令系统和较多的输入输出口。CPU的寄存器、数据总线、地址总线都是32位的，具有存储器管理功能、存储器保护功能和任务转换功能，并将高速缓存(Cache)和浮点数部件都集成在CPU内。

电力系统对微机保护的要求不断提高，除了保护的基本功能外，还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通信能力，与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力，高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。在计算机保护发展初期，曾设想过用一台小型计算机作成继电保护装置。由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差，这个设想是不现实的。现在，同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机，因此，用成套工控机作成继电保护的时机已经成熟，这将是微机保护的发展方向之一。天津大学已研制成用同微机保护装置结构完全相同的一种工控机加以改造作成的继电保护装置。这种装置的优点有：(1)具有486PC机的全部功能，能满足对当前和未来微机保护的各种功能要求。(2)尺寸和结构与目前的微机保护装置相似，工艺精良、防震、防过热、防电磁干扰能力强，可运行于非常恶劣的工作环境，成本可接受。(3)采用STD总线或PC总线，硬件模块化，对于不同的保护可任意选用不同模块，配置灵活、容易扩展。

继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求，如何进一步提高继电保护的可靠性，如何取得更大的经济效益和社会效益，尚须进行具体深入的研究。\

2.2网络化

计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱，使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。它深刻影响着各个工业领域，也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。到目前为止，除了差动保护和纵联保护外，所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量。继电保护的作用也只限于切除故障元件，缩小事故影响范围。这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。国外早已提出过系统保护的概念，这在当时主要指安全自动装置。因继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围(这是首要任务)，还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据，各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作，确保系统的安全稳定运行。显然，实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来，亦即实现微机保护装置的网络化。这在当前的技术条件下是完全可能的。

对于一般的非系统保护，实现保护装置的计算机联网也有很大的好处。继电保护装置能够得到的系统故障信息愈多，则对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确。对自适应保护原理的研究已经过很长的时间，也取得了一定的成果，但要真正实现保护对系统运行方式和故障状态的自适应，必须获得更多的系统运行和故障信息，只有实现保护的计算机网络化，才能做到这一点。

对于某些保护装置实现计算机联网，也能提高保护的可靠性。天津大学1993年针对未来三峡水电站500kV超高压多回路母线提出了一种分布式母线保护的原理［6］，初步研制成功了这种装置。其原理是将传统的集中式母线保护分散成若干个(与被保护母线的回路数相同)母线保护单元，分散装设在各回路保护屏上，各保护单元用计算机网络联接起来，每个保护单元只输入本回路的电流量，将其转换成数字量后，通过计算机网络传送给其它所有回路的保护单元，各保护单元根据本回路的电流量和从计算机网络上获得的其它所有回路的电流量，进行母线差动保护的计算，如果计算结果证明是母线内部故障则只跳开本回路断路器，将故障的母线隔离。在母线区外故障时，各保护单元都计算为外部故障均不动作。这种用计算机网络实现的分布式母线保护原理，比传统的集中式母线保护原理有较高的可靠性。因为如果一个保护单元受到干扰或计算错误而误动时，只能错误地跳开本回路，不会造成使母线整个被切除的恶性事故，这对于象三峡电站具有超高压母线的系统枢纽非常重要。

由上述可知，微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性，这是微机保护发展的必然趋势。

2.3保护、控制、测量、数据通信一体化

在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下，保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机，是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据，也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此，每个微机保护装置不但可完成继电保护功能，而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能，亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。

目前，为了测量、保护和控制的需要，室外变电站的所有设备，如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆不但要大量投资，而且使二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置，就地安装在室外变电站的被保护设备旁，将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后，通过计算机网络送到主控室，则可免除大量的控制电缆。如果用光纤作为网络的传输介质，还可免除电磁干扰。现在光电流互感器(OTA)和光电压互感器(OTV)已在研究试验阶段，将来必然在电力系统中得到应用。在采用OTA和OTV的情况下，保护装置应放在距OTA和OTV最近的地方，亦即应放在被保护设备附近。OTA和OTV的光信号输入到此一体化装置中并转换成电信号后，一方面用作保护的计算判断；另一方面作为测量量，通过网络送到主控室。从主控室通过网络可将对被保护设备的操作控制命令送到此一体化装置，由此一体化装置执行断路器的操作。1992年天津大学提出了保护、控制、测量、通信一体化问题，并研制了以TMS320C25数字信号处理器(DSP)为基础的一个保护、控制、测量、数据通信一体化装置。

2.4智能化

近年来，人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用，在继电保护领域应用的研究也已开始［7］。神经网络是一种非线性映射的方法，很多难以列出方程式或难以求解的复杂的非线性问题，应用神经网络方法则可迎刃而解。例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题，距离保护很难正确作出故障位置的判别，从而造成误动或拒动；如果用神经网络方法，经过大量故障样本的训练，只要样本集中充分考虑了各种情况，则在发生任何故障时都可正确判别。其它如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。天津大学从1996年起进行神经网络式继电保护的研究，已取得初步成果［8］。可以预见，人工智能技术在继电保护领域必会得到应用，以解决用常规方法难以解决的问题。

3结束语

建国以来，我国电力系统继电保护技术经历了4个时代。随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，继电保护技术面临着进一步发展的趋势。国内外继电保护技术发展的趋势为：计算机化，网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化，这对继电保护工作者提出了艰巨的任务，也开辟了活动的广阔天地。

作者单位：天津市电力学会(天津300072)

参考文献

1王梅义.高压电网继电保护运行技术.北京：电力工业出版社，1981

2HeJiali,ZhangYuanhui,YangNianci.NewTypePowerLineCarrierRelayingSystemwithDirectionalComparisonforEHVTransmissionLines.IEEETransactionsPAS-103，1984(2)

3沈国荣.工频变化量方向继电器原理的研究.电力系统自动化，1983(1)

4葛耀中.数字计算机在继电保护中的应用.继电器，1978(3)

5杨奇逊.微型机继电保护基础.北京：水利电力出版社，1988

6HeJiali,Luoshanshan,WangGang,etal.ImplementationofaDigitalDistributedBusProtection.IEEETransactionsonPowerDelivery,1997,12(4)

第5篇：神经网络的发展史范文

关键词：电力系统，继电保护，网络化，一体化，智能化

 

电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。免费论文，智能化。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置（主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等）转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心，通过各种设备再转换成动力、热、光等不同形式的能量，为地区经济和人民生活服务。

1 继电保护的作用

电力系统运行中常会出现故障和一些异常运行状态，而这些现象会发展成事故，使整个系统或其中一部分不能正常工作，从而造成对用户少送电、停止送电或电能质量降低到不能容许的地步，甚至造成设备损坏和人身伤亡。免费论文，智能化。而电力系统各元件之间是通过电或磁建立的联系，任何一元件发生故障时，都可能立即在不同成度上影响到系统的正常运行。免费论文，智能化。因此，切除故障元件的时间常常要求短到1/10s甚至更短。而这个任务靠人完成是不可能的，所以要有一套自动装置来执行这一任务。

继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围（这是首要任务），还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据，各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作，实现微机保护装置的网络化。这样，继电保护装置能够得到的系统故障信息愈多，对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确，大大提高保护性能和可靠性。

2 继电保护现状

2.1 国内继电保护现状

1984年原东北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用，揭开了我国继电保护发展史上新的一页，为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面，关于发电机失磁保护、发电机保护和发电机——变压器组保护、微机线路保护装置、微机相电压补偿方式高频保护、正序故障分量方向高频保护等也相继通过鉴定，至此，不同原理、不同机型的微机线路保护装置为电力系统提供了新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。

到9O年代，随着微机保护装置的研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果，此时，我国继电保护技术进入了微机保护的时代。

2.2 国外继电保护现状

国外的继电保护已经走过了一个多世纪的历程。上世纪9 0 年代，随着微机保护的发展，不断有新的改善继电保护性能的原理和方案出现，这些原理和方案同时也对微机保护装置硬件提出了更高的要求。由于集成电路和计算机技术的飞速发展，微机保护装置硬件的发展也十分迅速，结构更加合理，性能更加完善。

近年来与微机保护领域密切相关的其它领域的飞速发展给微机保护带来了全新的革命。国外微机保护发展了近十五年，经历了三代保护设计上的更新换代，并以微处理器技术与多种己被提出并被可靠证明和广泛应用的算法相结合为基础，不断为新型微机保护的开发和完善创造着良好的实现条件。

3 电力系统继电保护展望

在未来，微机保护的发展趋势集中体现在硬件上高度的集成化、标准化、性能上高度的开放化，软件上的多功能化。其目的是使微机保护系统在实现功能日益完善的软硬件基础上实现保护系统运行及性能价格比的最优化结构。

3. 1 计算机化

随着计算机硬件的发展，微机保护硬件得到了有力的技术支持，取得了迅速发展。免费论文，智能化。

电力系统对微机保护的要求不断提高， 除了保护的基本功能外，还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通信能力，与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力，高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。

现在，同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机。免费论文，智能化。因此，用成套工控机做成继电保护的时机己经成熟，这将是微机保护的发展方向之一。继电保护装置的计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求， 如何进一步提高继电保护的可靠性，如何取得更大的经济效益和社会效益，尚须进行具体深入的研究。

3.2 网络化

计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱。由于缺乏强有力的数据通信手段，目前的继电保护装置只能反应保护安装处的电气量，切除故障元件，缩小事故影响范围。于是，人们提出了系统保护的概念，将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来，实现继电保护能保证全系统的安全稳定运行，即每个保护单元都能分享全系统的运行和故障信息的数据，各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作，确保系统的安全稳定运行。免费论文，智能化。要真正实现保护对电力系统运行方式和故障状态的自适应，必须获得更多的系统运行和故障信息，只有实现保护的计算机网络化，才能做到这一点。

3.3 保护、控制、测量、数据通信一体化

在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下，保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机，是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端，它可以从网上获得电力系统运行和故障的任何信息和数据，也可将它获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心的任一终端，因此，每个微机保护装置不但可以完成继电保护功能，而且在无故障正常运行情况下还可以完成测量、控制、数据通信功能，亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。

3.4 智能化

近年以来，人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用，在继电保护领域的研究也已开始神经网络是一种非线性映射的方法，很多难以列出方程式或难以求解的复杂非线性问题，应用神经网络的方法则可迎刃而解。例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题，距离保护很难正确作出故障位置的判别，其它如遗传算法、进化规划等也有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可是求解速度更快。可以预见，人工智能技术在继电保护领域必会得到应用，以解决用常规方法难以解决的问题。

4 结束语

鉴于电力系统的被保护元件发生故障时，继电保护装置应能自动、迅速，有选择地将故障元件从电力系统中切除，以保证无故障部分迅速恢复正常运行，并使故障件免于继续遭受损害的特点，如何在今后确保继电保护的更可靠运行，牵涉继电保护可持续发展的重要课题，因此全面研究继电保护发展趋势，有着十分重要的现实意义。

参考文献

【1】吴斌，刘沛，陈德树。继电保护中德人工智能及其应用电力系统自动化，1995。

【2】陈德树。计算机继电保护原理与技术[M]。北京：水利电力出版社， 1992。

【3】王维俭。电力系统继电保护基本原理[M]。北京：清华大学出版社， 1991。

【4】段玉清，贺家李。基于人工神经网络方法德微机变压器保护。中国电机工程学报，1998。

【5】许建安。电力系统继电保护中国水力水电出版社，2005。

第6篇：神经网络的发展史范文

【关键词】忆阻器 电子技术 存储功能

科技飞速发展的时代下，信息传递是影响社会发展的重要元素之一，海量的信息存储及快速处理等需求推动电子行业的快速发展。忆阻器作为一种有记忆功能的非线性电阻，带来了电子电路的结构体系、原理、设计理论的巨大变革，是继电阻、电容、电感之后的第四种无源基本电路元件，为电子技术中存储功能的进一步提高提供了基础。

一、忆阻器的发生及特点

（一）忆阻器的发生

1971年，科学家蔡绍棠通过研究发现电压、电流、电荷、磁通（v，i，q，φ）这四种变量之间，两两之间组合成的六种关系中，有5个是已知的，只有q，φ之间的关系尚不明确，蔡绍棠根据对称性的原理提出了第4种无源基本电路元件存在，将这第4种基本电路元件命名为忆阻器，忆阻值M与电荷q、φ之间的关系为：dφ=M（q）dq。

2008年惠普公司成功发明了具有典型特征的固态忆阻器，自此证明了科学家蔡绍棠提出的第4中基本电路元件存在，在惠普公司的发展史上，忆阻器的发明带来了新的变革空间，主要应用于电路结构、设计理论等方面。

（二）忆阻器和其他基本电路元件的关系

无源电路元件集是由忆阻器（M）、电容（C）、电阻（R）和电感（R）一起组成的。四种电量之间分别由这四种电路元件来进行转换，四种电路之间不可以相互替代，不可相互模拟。C、L与忆阻器相比较，虽然是动态元件，都有记忆功能，但是前两者在实用中存储的能量泄放的很快，忆阻器则在撤掉电流以后，能一直保持忆阻值，忆阻器具有非易失特性。M和R的比较，当忆阻值M为常量时，和电阻R是等同的，而R又不具备忆阻器的忆阻滞回特性，忆阻滞回特性应用于开关电路中，可以替代存储器的存储单元，存储器被非易失的阻性随机访问。

（三）忆阻器和有源器件的比较

忆阻器属于无源电路元件，但是它可以用有源和无源器件混合组成的电路来模拟，这说明了忆阻器在一定因素影响下可以具有有源器件的某些功能。但是忆阻器并不能完全取代晶体管，因为忆阻器毕竟属于无源电路元件，晶体管能量控制作用，因为忆阻器所不具备晶体管能量控制的有源特性。

（四）忆阻器和二极管的比较

忆阻器和二极管的共同点是都是非线性的器件，不同点是二极管没有记忆的能力。二极管可以组成ROM存储矩阵，其存储原理是通过逻辑阵列完成逻辑关系，而忆阻器本身即可存储数据，因此忆阻器可用作非易失随机访问存储器NVRAM。

二、忆阻器的材料及结构

（一）忆阻器制作材料

有机材料中有些具有忆阻特性，但目前使用的忆阻材料更倾向于无机固体材料。近年来多次实验结果证明，有机材料制作的忆阻器，对高温不耐受，敏感度较高，其性能不太稳定。具有忆阻特性的材料类型主要有：有机薄膜、硫化物、金属氧化物，特别是TiO2 以及各种钛矿化合物等。影响忆阻器材料选用及采用的因素包括成本、性能等，稀有、贵重的材料价格必然会很高，不能广泛的应用于实际中，在材料的选用上还要考虑是否能与集成电路工艺兼容。充分考虑各项影响因素后，再进行选用，可以有效提高生产效率，降低制作成本，扩大应用范围。抗辐射能力也是目前选用材料的特性之一，传统的晶体管抗辐射能力较低，忆阻器的制作材料具有更强的抗辐射能力。目前磁性存储器（MRAM）、铁电存储器（FeRAM）、Si+Ag混合材料存储器件和金属氧化物存储器（CMORAM）等是比较成功具有忆阻特性的器件。

（二）忆阻器的结构

薄膜结构是忆阻器空间结构主要采用的结构，忆阻特性在器件尺寸较小的前提下，发挥的越明显；忆阻器本身的结构可以做到几nm尺寸，这一点与MOS器件相比较，MOS管就很难做到或不能做到；忆阻器的空间结构和集成电路兼容性好，从而使成本得到了合理控制，加快了忆阻器的应用速度，发挥了忆阻器在电子行业发展中的商业作用。

（三）忆阻器的种类

自2000年以来，多种材料制作的新型忆阻器件被研究成功，都具有非易失的忆阻器特性，主要有相变存储器、磁性存储器、复杂金属氧化物存储器件、铁电存储器、硅和银合金薄膜存储器件、惠普实验室发明的TiO2薄膜器件（目前非常受关注）。忆阻器在存储器及模拟神经网络中的应用是研究的重点内容。

三、忆阻器的各种应用途径

（一）忆阻器在存储器中的应用

非易失的记忆能力是忆阻器的特性，因此忆阻器在存储器中的作用最为显著，忆阻器是基本的存储单元，体积和功耗都比较小，是传统单元所不能达到的。

第一个基于轮烷有机分子的纳米交叉结构阻变存储单元，是2003年惠普实验室和加州大学洛杉矶分校合作通过压印方法制备出来的，是纳米交叉结构的阻变存储器进入电子行业的开端。

（二）忆阻器在模拟电路中的应用

忆阻器的非易失记忆能力在模拟电路中也带来了新的发展方向，传统的电子器件中如二极管、晶体管、热敏电阻等都不具备忆阻器的特性，这些电子器件结合忆阻器构成了新型的混合电路，随之也出现了模拟电路的某些新功能及新特性，使电路功能更加先进，实现更多的电路功能，如非常规波形发生器和混沌振荡器等。

（三）忆阻器在人工智能计算机中的应用

忆阻器的主要功能是有记忆的能力，除此之外忆阻器还可以进行逻辑运算，这一功能可以把数据处理模块与存储电路模块结合在一起，从而改变传统的计算机体系架构，带来计算机体系架构的重组，为计算机体系的发展带来了新的动力。

1.忆阻器数据写入

通过在忆阻器两端施加超过其阈值的电压，便会使其处于导通或关断的状态，从而完成忆阻器的置位操作，在此基础上通过施加不同信号，来完成忆阻器的写操作。这种给忆阻器两端直接施压的方式，优点是直接方便，但是缺点也很明显，因为纳米忆阻器电阻值及其他相关设备运行参数的统计分布往往呈现出对数正态分布，每次写操作完成后存储单元的忆阻模拟状态变量便会出现较大的波动现象，影响RRAM可靠性和持续读写性，也会影响存储单元中高阻态之间的电阻差距。解决这些问题的方法是在2010年Huang等人提出的一个反馈系统，通过运算放大器可以持续给忆阻器施加电压，使得忆阻器能够较稳定处于所需要状态。惠普实验室于2011年设计出更加完备的闭环反馈电路用于数据写入，确保了忆阻器两端电压的稳定性，提高了数据写入的可靠性。

2.忆阻器的数据读取

数据读取与数据写入有很大的相似之处，施加相同电压，不同状态间阻值相差较大的原因导致电流差距较大。与数据写入的区别是忆阻器连段施加的电压不能超过阈值，在不改变忆阻器的状态下，通过流经存储阵列的负荷电阻的电流来判断忆阻器的存储数值。也可以运算放大器来辅助读取数据。

3.忆阻器在模拟神经网络中的应用

在模拟神经网络中，突触功能一般可由软件和硬件来完成，软件和硬件相比较软件完成的速度较慢、整体效率较低，很少被采用。硬件一般通过模拟电路、模数混合电路和数字电路来完成。目前，忆阻器的功能是相对于其他器件最接近神经元突触的电子器件，因此在构筑模拟神经元网络中，忆阻器与以上其他实现方式相比较，是最先进、最好的一种实现方式，为模拟神经元网络中发挥着巨大的推动性作用。

4.忆阻器带来的变革

忆阻器与其他各类基本电子器件具有明显的优势，最为突出的是其非易失特性，这一特性导致电路组成结构出现重大的变革，并且工作原理也随之发生改变。电子电路设计理论及开发工具针对忆阻器的特性而做出改变，在目前电子设计自动化开发工具非常成熟的基础上，不同种类忆阻器件首先要建立器件模型，把器件模型加入模型库后便可以投入使用。忆阻器带来的各项变革中，也存在着比较难点的问题，表现为电路和系统结构发生变化后，必须构建新型的电路及系统结构，并建立相应的设计理论及工作原理，这是忆阻器变革中的巨大挑战，也是今后研究的主要内容之一。

四、忆阻器研究难点

忆阻器在存储功能方面的发展是目前研究的方向之一，在生产工艺改进、产品质量提高、忆阻器在工业中的应用、读写功能满足计算机结构要求等等问题都是目前忆阻器研究中的难点问题，也是亟待解决的问题。纳米级器件制备采用的各项技术，如纳米压印、溶液制备、电子束光刻技术等在实际中效果并不理想，开关比较小，制备工艺的改进直接影响到存储器的存储密度及良率，忆阻器性能怎样有效提高，如何提高读写速度，忆阻器怎样满足计算机对速度和稳定性的各项要求，这都是今后研究的重点。

五、展望

作为基本电路元件，忆阻器在未来将会在数据存储、技术操作等方面发挥巨大的作用，器件模型的研究也将会更加适应实际电路需求，在促进电子产品发展的同时开发更多的应用电子技术。逐渐普及忆阻器的应用领域，扩大忆阻器的特殊用途范围，通过其特殊优势及功能得到电子市场的广泛认可。目前忆阻器的很多应用途径需要进一步开发及完善。在未来忆阻器一定会成为电子器件的优化产品，满足电子产品发展趋势各项要求：速度快、功耗低、密度高、体积小及功能强、成本低、环保等。忆阻器很可能满足以上所有特点，为电子电路发展贡献巨大的力量。

参考文献：

[1]蔡坤鹏； 王睿； 周济.第四种无源电子元件忆阻器的研究及应用进展[J].电子元件与材料.2010-04

[2]朱平平； 甘朝晖； 蒋.忆阻器实现逻辑门的方法研究[J].微电子学与计算机.2012-12

第7篇：神经网络的发展史范文

关键词：智能机器人技术；机械电子工程；应用；效用

引言

智能机器人是人类社会科学技术进步和发展的必然产物，机器人的出现，极大地便利了人们的生活。而越来越多的研究成果表明[1-4]，智能机器人技术应用于机械电子工程领域，既为机械电子工程领域注入新的活力，提升企业生产效率，推动科技创新，又能进一步促进智能机器人技术的发展，拓宽智能机器人的应用领域。因此，智能机器人技术在机械电子工程领域的应用研究具有重要意义。

1智能机器人技术与机械电子工程

1.1智能机器人技术

作为人工智能中重要领域之一的智能机器人技术，综合了计算机科学、语言学、信息论、心理学、神经生理学、控制论等多门学科。智能机器人可在感知、效应、思维等方面全面模拟人并可以根据人们的需求为人们的生产和生活运作，是人的机械智能化的智能机器。智能机器人由诞生之初的只能按照程序执行命令到具有自己独特的感知能力和自适应能力再到可以自我学习、自我控制，真正地实现了机器人技术的智能化。

1.2机械电子工程

机械电子工程以机械化工程为核心，将电子工程技术与信息技术结合一体，通过科学合理的设计使得各个模块的优点发挥到最大的一门学科。机械电子工程的综合性较强，涵盖了机械、电子、计算机、信息、控制、人工智能、管理等诸多理论体系，也被我国大多数学者称为“机电一体化”。机械电子工程的发展史可大致分为3个阶段：第一阶段是人工阶段，在第三次工业革命时期，新兴的电子技术与传统的机械技术实现了初步融合，然而融合度还比较低，基本上处于人工阶段；在随后的30～40年为第二阶段的流水线阶段，此时计算机和控制技术以及大规模集成电路等技术的出现，使得机械电子工程进一步发展，并且在一定规模上应用于工业领域；第三阶段是集成阶段，主要指20世纪末以及21世纪初，此时机械电子工程与其他相关技术紧密结合，逐渐迈向智能化和机器人化。

1.3智能机器人技术与机械电子工程的关系

机械电子产品的内部运转机理比较复杂，但产品结构相对简单，具备模块化、集成化的特点，可以和管理技术以及制造技术等进行结合，有效控制产品体积，提高产品的综合性能。然而电子系统有不稳定性和非线性，因此在不同程度上将智能机器人技术应用于机械电子工程成为了解决这种问题的有效途径。从广义角度来看，机械电子工程与智能机器人技术的结合是双向的，机械电子工程为智能机器人技术提供了平台，进一步促进了智能机器人技术的发展，为智能机器人开拓了巨大的发展空间；将智能机器人技术与机械电子工程领域相结合，会使机电系统和产品向着智能化、信息化和自动化发展，减少成本的投入，提高质量的同时提高企业经济效益，给机械电子工程领域注入了新的活力，为生产制造业带来了前所未有的崛起和发展。

2智能机器人技术对机械电子工程的效用

2.1监督作用

在传统的机械电子工程中，自动化能力较低，很多工作需要相关人员的密切监督。而人类会受到生理心理等方面的限制，不可能长时间做工，也不可能做到精确无误。智能机器人技术的加入，可以替代或减少相关人员的介入，对机械电子工程工作进行监督。工作人员只需输入相关的指令，便可轻松实现智能机器人对机械电子工程工作的监督作用，极大地解放了劳动力。

2.2协调作用

机械电子工程是一个交叉学科，综合了许多不同的学科，这些学科的工作特点又都不相同，因此如何使这些不同的学科在机械电子工程领域发挥的作用更大成为了一个重要问题。把智能机器人技术与机械电子工程相结合，就充分协调了这些不同的学科，并使其特点相互补充完善，发挥出更大的优势。

2.3提高效率智能

机器人是机器做工，只要保证有足够的运行能源和机器的良好运行，智能机器人就可以实现长时间的工作，减少甚至消除了工作人员因大脑以及身体疲劳时可能在生产工作中工作错误。因此智能机器人技术在机械电子工程中的应用，使之前的工业生产方案与生产形式得到了改变，不仅极大地提升了工业自动化控制设备的智能性和自动性、工业生产的效率以及质量，同时还有效降低了人工劳动力投入量，并提升了工作安全度。

3智能机器人技术在机械电子工程领域的应用及趋势

3.1神经网络控制技术

神经网络控制技术是一种关键性技术，将智能机器人技术应用于机械电子工程领域的过程中，这种关键技术必不可少。相比于自动化处理能力比较低、通常需要人工操作来实现的传统的机械电子工程，通过统一的控制设备运行、调整系统参数流程后，神经网络控制技术的应用有效地减少了人工介入，提高了自动化处理的能力。

3.2嵌入式系统技术

嵌入式系统是基于现代计算机技术为用户提供特定需求的一种专用的计算机系统，它具有专用性强、体积小型化、实时性好、可靠性高等特点。将嵌入式系统应用于智能机器人的远程控制方面，通过对机器远程操控，不仅可以提高工厂的工作效率，还可以让员工产生工作兴趣，同时也保证了工作的安全性。

3.3快速诊障技术

在机械电子设备的实际应用中难免会出现许多故障，因此要保证系统正常运行，就需要快速实现对各种机电故障的诊断与排除。智能机器人技术中的快速诊障技术就可以对故障点进行精准快速的定位，帮助工作人员及时找到故障并展开维修。这极大的减少了检修的时间和成本，还可以避免因人为诊断错误造成更大损失。快速诊障技术通过系统的工作参数信息结合工作库进行分析，得到判断结构，案例库根据信息找到与之相似的案例并对此次故障提出解决方案。快速诊障技术在机械电子工程领域极大地提高了处理故障的效率。

3.4智能机器人技术在机械电子工程领域的发展趋势

当今社会，智能化已经逐渐成为机械工程领域的主要趋势。传统的工程机电在操纵和控制方面并不具备较好的信息处理能力和感觉认识功能，因而在越来越多的领域中，机械电子工程与智能化相联系。智能机器人技术的使用，为设备和系统增添了控制中枢，它可以提高数据控制的稳定性并得到更高的精度，设备和系统便有了强大的实用能力。通过协调机电系统各模块的功能，提升整体的系统性能，“智能化”还可以完整的开发机电控制系统，智能机器人技术在机械电子工程领域的智能化发展，不仅完善了双方单独使用的缺陷，而且促进了自身新的发展，为便捷生产生活提供了新的契机，这在根本上体现了智能化机械电子系统的优越性。

第8篇：神经网络的发展史范文

关键词：电力系统；继电保护技术；发展趋势；电力故障；用电需求 文献标识码：A

中图分类号：TM77 文章编号：1009-2374（2015）22-0044-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.22.022

电力系统继电保护技术是指在电力系统发生故障或者不正常运行时，用于快速切除故障，消除不正常状况的重要自动化技术。其当电力系统发生故障或者危及电力系统安全运行的事件时，能够及时发出告警信号或者直接发出跳闸命令以终止电力系统运行，保护电力系统安全。在电力系统运行的过程中会经常因为各种内外因素导致电力系统故障或者运行不正常的情况出现，如单相接地故障、双相接地故障、相间短路故障以及短路等情况出现。因此，了解我国电力系统继电保护技术的发展历程以及其应用现状，探析电力系统继电保护技术的发展趋势，对促进继电保护技术的发展，提高电力系统运行的可靠性、安全性就有着重要的现实意义。

1 我国电力系统继电保护技术的发展历程及其应用现状

我国的电力系统继电保护技术可以说是起步较晚，但是发展非常迅速。建国初期，我国在继电保护学科、继电保护设计以及继电保护制造工业等方面都是极其落后的，特别严重的是我国缺乏一支继电保护研究设计技术队伍，但是我们的工程技术人员却在如此艰难的环境下通过自身的不断努力与创新，用了短短的十年的时间，使我国在这个领域就取得了很多先进国家半个世纪才能达到的成就。20世纪60年代中期，我国已经初步建成继电保护研究、设计、制造运算以及教学的一套非常完整的体系，这为我国继电保护的后续研究发展奠定了坚实的基础。电力系统继电保护技术一共经历了20世纪初的机电型继电保护以及20世纪中叶的整流型继电保护，再到20世纪50年代末的晶体管型继电保护和70年代中叶集成电路型继电保护几个阶段，发展到现在的微机保护阶段，其技术可以说是日新月异，更新换代非常

迅速。

我国的继电微机保护方面的研究开始于20世纪70年代末期，经过十年的努力发展，我国机电微机保护研究和开发取得了举世瞩目的成就，特别是在输电线路微机保护技术这方面，技术已经逐步成熟，能够达到实现大量使用的程度。在这个研究开发的过程中，我国广大的高等院校及其科研所可以说是起到了领头羊的作用，如1984年，原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置获得鉴定通过，并在电力系统中广泛运用，这是我国继电保护发展史上新的一页；在主设备保护研制方面，比较突出的是1989年，东南大学研制的发电机失磁保护和发电机保护获得鉴定通过；1991年，南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置获得鉴定通过；1994年，华中理工大学研制的发电机-变压器组保护获得鉴定通过；1996年，西安交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护获得鉴定通过。

这些原理不同、机型不同的微机线路以及设备保护装置研制的成功，为我国电力系统提供了一批又一批的性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护技术装置。到了20世纪90年代，可以说我国的电力系统继电保护已经完全进入微机保护时代（电力系统微机型继电保护装置设计思路分析图）。

而且随着我国微机保护技术的发展和微机保护装置的不断研制成功，我国在微机保护的软件和算法等方面也取得了很多新的理论成果，并且很多已经发展非常成熟，可以运用到实践工作当中去。

2 电力系统继电保护技术的未来发展趋势

电力系统继电保护技术发展可以说是日新月异，发展非常迅速，虽然我国在这方面取得了很大的成就，但是还必须加强这方面研究，探究电力系统继电保护技术的发展方向，以促进继电保护技术不断发展，跟上时代和科学技术发展的步伐，下面是笔者结合自身的工作实践提出一些分析，具体有以下四点：

2.1 继电保护技术更加计算机化

随着计算机技术的不断发展以及计算机硬件的逐步提高，继电保护技术的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势，这是进一步提高继电保护的可靠性，更好地满足电力系统要求，取得更大的经济效益和社会效益的必然选择。

2.2 继电保护技术更加网络化

随着时代的发展以及计算机网络信息技术的发展，人们日常生产生活的方方面面已经发生了翻天覆的变化，计算机网络技术可以说影响着工业生产的每个领域，当然电力系统的继电保护技术也不例外，人们通过互联网，可以使继电保护装置得到更多的系统故障的信息，有利于提高继电保护装置对电力系统故障的性质、位置以及故障距离判断的准确性，大大提高了继电保护的可靠性和安全性。

2.3 继电保护技术更加智能化

人工智能作为高新技术，其应用范围越来越高。近些年来，神经网络技术、遗传算法、进化规划以及模糊控制等人工智能技术已逐步应用到继电保护技术当中，例如，使用神经网络技术可以很容易列出方程式和解出复杂的非线性问题，如果可以应用到继电保护装置上来就可以通过大量故障样本的训练，判别任何故障的发生。由此我们可以预见，人工智能技术在继电保护领域将会得到更加深入的应用，以解决这一领域一些常规方法难以解决的问题。

2.4 继电保护技术必将实现保护、控制、检测以及数据通信的一体化运行

继电保护在实现计算机化、网络化以及智能化之后，继电保护装置实际上就成为了一台具备多种功能、高性能的计算机系统，是电力系统中的一个智能终端系统，可以通过这个系统了解电力系统的运行和故障的每一个信息和数据，以实现无故障正常运转的情况下也可以实现检测、控制以及数据通信的功能，达到保护、控制、检测、数据通信的一体化目标。目前，在这方面的研究以已经取得了很大的突破，比如天津大学就成功研制了以TMS320C25数字信号处理器为基础的，一个集合保护功能、控制功能、检测功能以及数据通信功能一体化的继电微机保护装置。

3 结语

综上所述，电力作为日常生产生活的重要能源，维护电力系统安全可以说是异常重要，我们应不断加强这方面的研究，努力提高电力系统继电保护技术的水平，以提高电力系统的安全性与可靠性，保障人们的生产生活的用电需求。

参考文献

[1] 杨国福.电力系统继电保护技术的现状与发展趋势

[J].电气制造，2010，（7）.

[2] 梁振锋，康小宁，杨军晟.《电力系统继电保护原理》课程教学改革研究[J].电力系统及其自动化学报，2011，（4）.

[3] 姜凡.电力系统继电保护技术的现状与发展趋势[J].科技创业家，2014，（6）.

[4] 王永年.关于电力系统继电保护技术应用现状的探讨[J].科技与企业，2013，（12）.

第9篇：神经网络的发展史范文

对方药新用研究的历史沿革及近20年研究的现状和进展进行了概述，认为由于历代医家从理论、临床、实验及多学科等方面对方药新用的研究，使方药的功效、适应范围得到了拓展；此外，就如何在方药新用的理论和应用研究领域有所创新提出了思路及方法，认为经方和效方的文献整理和挖掘是研究的理论源泉，探索方药配伍规律是其理论研究的主轴，而临床实践是发现其新用和效用检验的必要手段，多学科协作参与进行方药物质基础研究以及引进分子生物技术是方药新用研究创新的关键。

【关键词】 方药新用 中医药发展史 理论研究 临床研究 多学科研究

方药新用的研究自古以来是中医药研究的重要核心内容之一。《黄帝内经》“十三方”和汉·张仲景《伤寒论》载“113方”问世以来，历代医家通过对方药效用的不断总结、归纳、探讨、研究和拓展，促进和推动了中医方药学的发展。随着世界日新月异的变化和现代科技及医学科学的迅猛的发展，对方药新用的研究呈现出蓬勃、活跃的良好势头。但如何继承传统方剂的效用和理论，如何拓展方药的治则范围，如何创新方药的理论思想和应用方法、并探索新的功效主治及适应范围，已成为方药研究与发展中不可忽视的重要课题。本文结合方药新用的研究历史和现状，就如何开展方药新用研究的思路和方法进行研讨。

1 方药新用研究的历史沿革

追溯方剂、中药学的发展史，从马王堆汉墓帛书《五十二病方》的出现，已显示了方药学的萌芽。自先秦、春秋时期《黄帝内经》的诞生，其理论奠定了方剂学的基础，而《伤寒论》的问世则标志着方剂学科体系的形成。自此，对方药功用的研究成为历代医家对经方继承和发扬的主要内容之一。至晋隋唐宋时期，方剂学发展盛况空前，晋·葛洪的《肘后方》已有详细的载方论效。唐·孙思邈的《千金要方》共30卷，133门，载方五千三百余种，其《千金翼方》则补充了前者的不足，共30卷，189门，载方、证、论二千九百余首/条。唐·王涛的《外台秘要》共40卷载方六千余首。 宋·王怀隐的《太平圣惠方》共100卷载方16 834首。宋·赵佶的《圣济总录》载方二万余首。上述众多的方书对古方功效进行整理，对主治进行分类归纳，在继承的基础上，阐幽发微，有补前人所未备，亦有独辟蹊径、创新发挥。金元四大家的学术争鸣和流派的形成，正是对传统方药治则功效理论的发展。明清时代，方药研究得到了迅猛发展，明代朱棣编著的《普济方》载方61 739首，为我国古代方书收载方剂数量之首。清代温病学的创建，对温热病方剂的应用和研究，使传统方剂功效理论得到了继承和发扬并有所创新，如明·吴昆的《医方考》，全书六卷，收集历代常用方七百余首，按病症分为中风、伤寒、感冒、暑湿、瘟疫等四十四类，对方药“揆之于经，酌以已见，订之于证，发其微义”，对方药的功用提出新的思想和观点。清·汪昂的《古今名医方论》对众多前人古方的功效进行探讨、论证、发挥。清·《医学源流论》将经方中通阳益气、滋阴养血的“炙甘草汤”化裁，创新了滋阴养液、主治真阴欲绝的“加减复脉汤”和滋阴潜阳、主治虚风内动的“三甲复脉汤、以及滋阴熄风、主治虚风内旋的”大定风珠、滋阴生液、主治津枯便秘的“增液汤”等4张方剂，此类众多医家对经方的发挥和新用，推动了方药学的发展。20世纪初，西方医学的传入，对方药的传统功效理论注入了新知。张锡纯《医学衷中参西录》的“镇肝熄风汤”“建瓴汤”等，在古方的基础上进行了大胆的创新，拓宽了新的方药效用。陆渊雷著《伤寒今释》，“取古书之事实，释之于科学道理”，从西医药理学角度，对伤寒论方进行了新的功用阐述。民国·左季云《伤寒类方汇编》中，通过临床研究认为，仅治“太阳表虚证”的桂枝汤，尚有调和阴阳、能内能外之用，故左氏以太阳经立论，增补了以病机为营卫不和的胸腹痛、背彻痛、通身寒冷、周身皮肤作痒、时而恶风等12种病证。至近代，对古方新用的研究，已逐渐出现了从历史的方证对应转向方病对应、从辨证论治转向辨病论治的新思维和新方法。直至近50年来，对方药新用的研究，无论在理论、临床还是在实验研究等诸多方面，获得了质的飞跃。

2 方药新用研究的进展与现状

近20年来，方药新用的研究多体现在对方剂的文献整理、理论的阐发、方剂配伍规律的新发现、药物加减后新功效的增补、药物有效成分和有效部位的证实、新的药理作用的揭示、以及多学科、多途径、多技术方法对方剂功用的前瞻性探索等诸多方面，形式多样化的研究使方药新用的研究得到了快速的进展并获得了丰硕的成果。

2.1 理论研究

传统的理论研究，注重对古方、经方效用的整理、校勘和辑佚、对经验效方的增补，如1996年出版的《中医方剂大辞典》（彭怀仁主编）分11分册收方十万余首；2002年国家中医药管理局组织编写出版的《中华本草》（南京中医药大学宋立人负责）共10卷，可谓为收载中国民族医药药物之大全。这类著作，对众多的方剂、药物进行了主治、功效、适应证的整理、归纳、增补、删减和详解；而1997年出版的《古方今用》（李世文、康满珍）一书则是通过临床实践对方药新功效、新主治和适应证的发现和总结，这类古方新用的研究模式促进了古方、经方的理论和功用的发展。此外，对理论文献的综述研究，一定程度上亦给寻找方药新用的苗头和发现指出了方向。笔者经中国期刊网数据库检索发现，近十余年来，对经方、验方、新方的综述性文献有四千二百余篇，其文献都为对目前或近期几年某一方药的理论、临床、实验研究的现状的概括，加以总结归纳中并予以评述，以肯定现在的成果，指出研究现状的不足，并展望未来研究的方向。此外，尚有从方证研究、用药经验的理论探讨、剂量的变化、用药方法和给药途径的改革、配伍规律等多方面的理论研究［1］中，发现和产生新观点、新思想，总结新方法，探索新疗法。理论研究是从综合中总结经验，从不足中寻求改良，从肯定中寻找发展，从难点中思索突破，为方药新用的研究提供了研究方向和基础。方药新用的理论研究无疑推动了中医药学的发展。

2.2 临床研究

中医药得以继承和发扬的生命力在于牢固的临床实践性基础和临床经验的撷箐，大量的方药应用于临床，并不断取得和发现新的疗效和新适应范围，是方药新用研究得以持续发展的重要因素之一。中医临床的方药研究，可谓“百花齐放”，百家争鸣，“同病异治，异病同治”的中医治则以及辨证与辨病结合的诊治方式，在方药新用的临床研究中得到了充分的体现。如金匮肾气丸本为温肾益气治疗阳痿、之方药，但众多医家从不同角度临床观察发现，该方药对慢性肝炎、慢性浅表性胃炎、顽固性失眠、泌尿系结石、女性尿道综合征、复发性口腔溃疡、哮喘等多种疾病有效［2］；再如完带汤本是治疗妇女带下过多之方药，但有临床研究者根据脾胃虚弱、运化无力、湿邪为患的病机，拓展为可治疗小儿水肿、泄泻、流涎、耳聋等病证［3］。此外，尚有参苓白术散治疗特发性血小板减少性紫癜及慢性肾炎激素递减过程中反应的论载［4］；亦有运用补阳还五汤治疗植物神经功能紊乱、失眠的报道［5］，有膈下逐淤汤治疗小儿久泻、芍药甘草汤治疗咳喘、乌梅丸治疗结石、平胃散治疗盗汗、酸枣仁汤治疗胃痛等众多方药新用的临床报道［6］。上述方药临床应用的拓展，是以“谨守病机”并以“异病同治”的治则为理论基础，通过临床总结、验证或探索发现了方药新的效用，使主治、功效、适应证等范围得到了拓展，给中医临床治疗提供了新的思路和方法。

2.3 实验研究

运用现代实验手段、技术和方法以揭示和阐述方药的有效成分、有效组分、药理机制及其作用靶点是实验研究的主要内容之一，也是证实和发现方药新用不可缺少的重要研究方法之一。有人从中医“证”的动物模型角度着手研究，旨在通过方药的实验观察，来证实对动物中医“证”的模型的客观治疗作用和对微观指标的调节变化，在证实传统功效的同时，有时亦可发现了新的药理作用［7］。如有人运用大承气汤对腑实证的攻下作用进行了研究，在证实对急腹症动物模型客观存在攻下作用的同时，揭示了大承气汤能加速血液中内毒素的清除、抑制TNF的诱导产生、降低PGE2水平、抗过脂质氧化、抑制自由基损伤等现代作用机理，但研究同时发现该方药能使肺泡吞噬细胞增多，死亡率降低，对实验性呼吸窘迫综合征有效［8］，展示了大承气汤方药新用的拓展前景。不少学者从复方的主要化学成分含量及药物的化学结构等入手研究。如有人对生脉散方中的3味药合煎与3味药分煎的化学成分进行对比，发现人参、麦冬、五味子合煎后产生了一种新成分5-羟甲基-2-糖醛，而可能具有新的治疗作用［9］；亦有学者实验发现，半夏泻心汤不同配伍，黄芩苷的溶出不同，而产生不同的药理作用［10］。有文献表明，日本仅1993年就发表了复方研究论文103篇，对45个中药复方进行了组方配伍、药物活性、化学成分、药物代谢等进行了详细的研究，通过实验结果来阐述理论的基础上，开拓了新的功效［8］。此外，尚有众多的实验研究显示，中医方药在具有传统的解表、清热、泻下等治疗作用的基础上，尚同时存在几种以上的其他作用，如抗感染、清除内毒素、抗疲劳的药理作用［11］，对进一步开拓方药新用的临床应用性研究提供了基础和依据。

2.4 多学科研究

最近，随着现代科技的发展，交叉学科和边缘学科的兴起与渗透，对传统方法研究中医方药效用带来了挑战，与此同时，亦给中医药的方药研究注入新的活力。有人运用数学方法“基于人工神经网络新的高维数据归纳”的“归约算法”，利用先验的属性（方药功效）相似信息，归纳得到任意属性间的权重矩阵，引入神经网络，通过训练神经网络得到最终数据结果［12］（功效优劣的排序），该方法可以对宏观描述的功效进行数字化评价，以确定主次、新旧功效。也有人运用模糊数学方法对“梨贝合剂”的组方进行系统聚类法分析，而重新组方，提高了方药的疗效和药物的稳定性［1］。日本学者济木氏根据临床报道可能对特异性皮炎有新疗效的12个汉方，首先运用免疫方法，对动物模型用抗DNP-IgE抗体被动致敏或DMP-OVA+Alum主动致敏，研究结果发现，小青龙汤、桃核承气汤、治头疮方、白虎加人参汤的效果与西药泼尼松龙相同，能抑制小鼠致敏反应1h的速发反应（IPR）、24～48h的迟发相反应（LPR）和第8 d出现的极迟发相反应（vLPR）；而四物汤、当归饮子、黄芪建中汤仅抑制LPR和vLPR；黄连解毒汤、理气抑肝散均无抑制作用［13］，通过现代免疫学方法，筛选和证实了方药新的功效和微观机理。最近，国内有学者提出用化学组学的方法对方药的功用、适应症进行研究，通过建立评价模型和参数对有效化学物质组、有效成分群、药材和组分等，进行多维指纹图谱、药效组分指纹图谱、多组分分析、多组分定量的分析，目的是对传统方药功效客观的予以证实保留，扬弃无效方药，发现新功效； 筛选和确认有效化学物质组的方药，明确方药有效组分配伍及其机理，有利于开发组分方药；逐步进入有效成分群的层次研究，从复方中开发具有新功用的单体成分药物［14］。引入现代多学科技术方法对方药新用的研究，对中医药方剂药学的功效研究逐步走上现代化和国际化有重要意义。

3 方药新用研究状况的评价与分析

可以看出，方药新用的研究现状是古方新用多、文献综述多、新创经验方和效方多以及临床应用与实验结合多。古方新用扩大了古方和经方的适证应和使用范围；文献综述总结了过去和当前，肯定了成绩、指出了不足，为研究提供方向；临床经验方和效方的广泛总结，活跃了临床，为筛选新的方药提供了基础和素材；实验研究证实了客观疗效，阐述和发现了新的作用机制；多学科的介入加快了方药新用的现代化研究步伐。勿用置疑，无论从理论、临床还是从实验及多学科角度对方药新用的研究，使中医方药的功效、适应范围得到了拓展，也促进了方药研究的发展速度和内涵的深化。然而，古方新用的范围过于弥散，似乎能“包”治百病，大多是从个体角度进行个案的总结，从传统理论上阐述心得体会，尚缺乏大规模病例样本的观察和检验；文献理论研究往往偏于详解、诠释、发微和发挥，难免有以经释经、曲解和歧义之虞；综述大多也综多述少，在揣度和描述未来研究发展方面缺少明确的目标和具体的方向措施；经验方和效方以数千首的速度而大量涌现，更是鱼目混珠，加减微调几味药后而带有随意性命名的方，既可能存在重复，又可能混淆主次，加之不少经验效方缺乏按GCP原则进行多中心的临床试验，其疗效尚有待进一步扩大验证和观察；实验性研究大多是证实方药对疾病模型动物的治疗作用和方药的药理作用及药效学、药物化学分析研究，但复方的化学成分仍不十分明确，在体内产生作用的成分及其发挥作用途径研究也十分鲜见；至于引入多学科研究处于尚未成熟的探索、前瞻性研究阶段，有待进一步深入。此外，通过对方药剂型改革、给药途径的变革和改良而获得更新更佳疗效的创新方剂研究为数不多。因此，如何更好地继承、发扬传统方药的理论，如何拓展方药的治则范围，如何在临床中潜心观察、搜隐索微而寻找突破亮点，又如何在方药理论和应用方法上有所创新、并探索新的功效主治及适应范围，值得深思。

4 方药新用研究的思路和方法

探索传统经方、临床效方新的治疗功效、扩大适应证、不断总结筛选和创新的有效方药，发现新的药物成分、有效部位、新的药理作用是方药新用研究的方向和目标。笔者认为，对其的研究可从如下几方面入手。

4.1 格守中医药基础理论，剖析经典方药，寻找新知尽管中医药经典著作论载有效方药众多，且后世历代医家不断汇类、发微、诠释、集成，指导着一代又一代的习医者，但时代的变化、生活习性和生态环境的改变、食谱的迥异和气候的差别以及现代物理化学因素的影响，众多新的现代疾病的发生，其致病因素、发病机理和传变途径也发生了相应改变。因此，在中医基础理论框架和基础上，针对可适用于现代疾病的经典方药，对组方结构进行剖析，探索组方原理，结合辨病理论，予以辨证观念的微调，进行用药甄选，从理论层次寻求新知。

4.2 遵循辨证施治原则，从临床治疗中察微，发现亮点 中医药的生命力离不开临床实践，而辨证施治为其传统诊治的核心方法，但仍一成不变的停留在传统论治方法和围绕为数不多的几个“证”的病症类型上已难以适应当今的形势。故当临证治疗时，在辨证论治的基础上，既要审因论治，又要知常达变，从诊疗过程中寻找突破，从疗效意外中发现亮点，从结果总结中辨别新异，以期拓展传统方药的功效，从实践层次上总结获得方药的新用。

4.3 运用“方药离合”模式，解析功效主次，创制新方新药传统方剂的配伍，有着君臣佐使的基本结构，而每一单味药物有着自身特定的功效，而在组合后的配方中，并非每味药物功效皆有所体现发挥，方剂功效亦并非所有组方药物功效之总和，其间存在着剂量、功效间的离合关系。中药传统效用广义上包涵驱除病因、调整病机、消除症状；而现代中药功效已延伸发展为：辨证用药-对证，对症用药-对症，特效用药-对病［15］。因此，在方药新药的组方研究中，可采用“方药离合”模式，根据疾病的需要和功效的主次，调整和改变符合中医治则理论的配伍药组的剂量；突破传统理论治则，加用从现代药理证实有现代作用机理的药物剂量；联合使用具有协同和加强传统功效和/或现代药理作用的药物剂量。在遵循原方的基础上，创制新方而获得新用。

4.4 采纳现代设计方法，“拆方”精减、优化组合，发挥方药新用科学合理的配伍亦是提高方药效用和挖掘固有方剂潜在疗效的研究方法之一。有人提出，采用数理统计方法的正交实验来筛选复方，运用正交试验设计方案将方剂的药物组成、每味药的用量、所含有效成分等，进行反复多次的筛选试验，能进一步优化组合，提高其组方的疗效。如有学者研究发现，将血府逐淤汤进行拆方筛选，从原方11味药中，通过统计处理，精选了6味药，反而提高了临床疗效［16］。运用现代科学设计方案对经验效方进行拆减或新方的组合，不失为探索方药新用的研究方法之一。

4.5 深化实验研究，阐述方药的物质基础，拓宽方药应用范围实验研究对方药新用机理的客观证实和新的成分发现及新的治疗前景的开拓具有重要的现实意义。笔者认为，尽管需要对方药的药效学、药动学及单体有效成分、有效部位的研究，但研究尚应进一步深化。如研究方药新作用的物质基础，可从方药体内活性成分，进行比较药效实验证明分析，探究是单体抑或是配位络合物/分子络合物诱导出母方的药效，以阐明君臣佐使组成原理和药效学物质基础［17］；亦可从细胞及分子水平分析方药各有效成分群、活性成分群、多组分药效物质作用下病理过程中各生物因素变化的效应水平；观察在不同组分、组分配比、全方组分的化学环境影响下，相关受体的生物反应特性，揭示药效组分对作用靶点的影响规律和生物学调节机制［18］。此外，随着分子生物学的发展和基因芯片技术的开展与应用，可从疾病及药物两个角度，针对疾病基因谱表达状况，寻找新药靶标，设计出特异性强、效率高的基因靶向方药，探索新的分子药理学作用机制。实验研究的深化和发展，将有效提高方药新用的研究深度和层次，促进中药现代化的发展。

4.6 改良和创新制剂剂型，探索不同吸收途径，增强治疗效果剂型的改良和创新制剂的研制，改变了传统制剂的服药途径的不便，提高了生物吸收和利用度，也提高了原有方药的治疗效果。如对有效的传统汤、散、丸、丹、膏等剂型，经过注射剂、片剂、胶囊、巴布剂、膜剂、气雾剂等剂型的改良，既可保持原方的组方结构而体现中医辨证用药的理论基础，又可通过生产工艺和成的添加，降低某些药物的毒性成分、改变用药途径，提高有效成分的生物吸收和利用度，从而提高临床疗效。随着中药生产工艺技术和制剂研究领域的发展，中药一些新剂型的诞生，亦将是发挥方药新用的研究途径之一。

5 小结

综上所述，中医药方药研究的历史渊源流长，为了中医药的继承、发展和不断创新，众多的中医药专家学者在方药新用的研究领域坚持不懈的在努力、在艰辛的耕耘和探索，取得了较为丰硕的成果。然而，中医方药新用的研究任重而道远。笔者认为，经方和效方的文献整理和挖掘仍然是方药新用研究的理论源泉，探索方药配伍规律是其理论研究的主轴，而临床实践是发现其新用和效用检验的必要手段，通过现代实验研究以阐述方药新用的药效和作用机理，多学科协作参与进行方药物质分离分析、活性评价、方药物质基础及化学成分分析以及引进分子生物技术是方药新用研究过程中创新的关键所在。我们相信，随着方药基础、临床和实验研究的不断深入和发展，并随着新兴学科和交叉学科的渗透，方药新用的研究领域将迎来新的时代跨越，产生质的飞跃。

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