神经网络基本知识

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神经网络基本知识范文第1篇

（一）培养自主意识，让学生能学

自主学习是一种独立学习。独立性是自主学习的核心品质，它在学生学习活动中表现为“我能学”。自主学习，自主探究，这是当今课改提出的学生学习数学的重要方式之一，数学教学要促进学生自主学习、主动发展，必须注重培养学生的自主意识，充分发挥学生的主体作用。可以说，学生自主意识的强弱，决定了他们主体性发展的水平。因此，在课堂教学中，教师要十分注重使学生体验自己是学习活动的主人，感悟到自己在学习活动中的主人地位，从而增强学生的主体意识和独立学习能力。如：在学生自主探究的基础上，由让他们小组合作交流。然后，教师再让同学们把自己的成果展示于课堂上，师生一起探求问题的答案。在巩固练习时，教师又让同学们联系生活实际。整个过程，教师都是扮演组织者和引导者的角色，学生时时刻刻都是课堂的主人。材料又学生自己动手寻找，学习目标由学生自己制定，知识优自己发现，问题优自己解决，使学生觉得学习数学就是自己的事，就是解决自己的疑点，通过自己的努力肯定能学到数学知识。这样的教学，有效地培养并增强了学生的自主意识，激发了学生自主探索恶毒积极性，为学生自主学习和主动发展奠定了基础。

二、诱发学习动因，让学生想学

自主学习是一种主动学习，主动性是自主学习 的基本品质，它在学生学习活动中表现为“想学”和“我要学”。“想学”和“我要学”基于学生对学习的兴趣，需求和责任，学生的学习动机来源于学生内在需要，学习活动对他们来说就不是一种负担，而是一种享受，一种愉快的体验，他们会越学越想学。越学越爱学。学生意识到了自己学习的责任，能把学习跟自己的生活、发展有机结合起来，他们的学习就能成为一种真正的自豪组学习。因此我们在教学中，要注意教育和引导学生把学习的责任从教师身上转移到学生身上，让他们的学习成为一种真正的自主学习，要注意借助学生的生活背景，创设问题情境法，或通过“自学生疑”、“认知冲突”、“制造悬念”等激发学生“想学”和“我要学”的愿望，要注意 加工教材，选择现实生活中有意义的、富有挑战性的学习内容，使学生体会到数学与显示生活的密切联系，体会到数学就在身边，感受到数学的情趣和作用，从而积极主动地去学习数学。

三、学法指导，让学生会学

建主义认为：学生学习数学知识的过程，是以一个积极的心态调动原有知识经验，尝试解决新问题，同化新知识的积极建构过程。这个过程需要教师精心设计，由浅入深，指导学生“怎样学”，并潜移默化地传授学法。《新课程标准》明确指出：“学生是学习的主人，教师是数学学习的组织者、引导者和合作者。”因此在小学数学教学中，教师要彻底改变传统课堂教学中那种学生被动的、接受式的学习状态，不仅要研究教法，还要在指导学法上下功夫，让学生在自觉、积极、主动的学习活动中独立思考，勇于探索，学会求知，学会自主发展，提高自主学习的能力。

四、培养意志能力，让学生坚持学

现代教育研究表明，学生学习过程不仅是一个接受知识的过程，而且是一个发现问题、分析问题、解决问题的过程，这个过程一方面是学生 体验各种疑问、困难、障碍和矛盾的过程，另一方面是展示学生聪明才智、独特真实个性、创新成果的过程。教师在教学实践中，当学生面临困惑、挫折，特别是一些学困生感到自卑时，不要急于去“包办”去代替学生解决，而是应该激励和引导学生积极思考，让学生自己尝试寻找解决问题的途径和方法，去体验和品尝成功的喜悦。另外，在教学中，还要加强学生学习的目的性教育，利用榜样和名人故事去激励他们学好数学的志向，或适当出一些难题让他们自己去解决，让他们自己走向成功，通过这些方法来训练和培养学生的意志力，使他们有毅力，有恒心，坚持自主学习。

模糊集理论是由美国学者Zadeh于1965年提出的，模糊集指的是这样一种集合，这个集合中的每个元素都是在一定程度上隶属于或者不隶属于这个集合，用于衡量这种隶属程度的函数被称为隶属函数。模糊集中的任意一个元素都是通过隶属函数来确定一个隶属度与之一一对应。

在模糊集中，隶属函数一般是根据专家的经验知识或者通过一些统计数据结果来确定，具有很大的主观性，而缺乏一定的客观性，这也是模糊集的一个根本缺陷。粗糙集中的上近似和下近似是由已知知识库中客观存在的对象来确定的，不需要任何先前的假设条件，具有很强的客观性。但是，在实际的生活中，有很多已知的、确定的而无须再去进行判断的先验知识，如果能直接利用这些知识来解决问题，会带来很高的效率，而这一点又正是粗糙集所欠缺的。由此可见，粗糙集与模糊集各自的特点之间具有很强的互补性，把它们结合起来解决问题通常都会比单独使用它们更为有效。在这方面的研究已经有了很大的进展和很多的具体应用，粗糙模糊集和模糊粗糙集[29]便是其中两个重要的研究成果。

粗糙模糊集主要是通过对模糊集中的隶属函数采用粗糙集中集合的上近似与下近似的方法来进行描述，以此来增强模糊集处理问题的客观性。它是把粗糙集中的上下近似的特点融入到了模糊集当中，将模糊集中的隶属函数概念扩展成上近似的隶属函数和下近似的隶属函数，由这两个隶属函数所确定的隶属度值来形成一个区间；用这个区间来描述一个元素隶属于一个模糊集的可能性范围，而不再是之前的元素与隶属度之间一一对应的情况，即x∈A的隶属度不再是μ？A（x）∈[0，1]，而是在[下近似的隶属度，上近似的隶属度]这个区间。粗糙模糊集的基本定义如下：

定义7 粗糙模糊集。设U是一个论域，R是U上的一个等价关系，A是U上的一个模糊集，μ？A（x）是A的隶属度函数，R（A）和（A）分别表示A的上近似和下近似，它们对应的隶属函数是：

a）下近似的隶属函数μR（A）（[x]？R）=inf{μ？A（x）|x∈[x]？R}，？x∈X；

b）上近似的隶属函数μ（A）=sup{μ？A（x）|x∈[x]？R}，？？x∈X。

称R（X）=（R（X），（X））为粗糙模糊集。

模糊粗糙集是把模糊集中的隶属函数的概念应用到了粗糙集当中，根据模糊集中的隶属函数来确定粗糙集中的一个等价关系，即把由隶属函数得到的隶属度相同的元素归属于同一等价类，从而得到论域U上的一个划分。这其实就是将模糊集中已知的、确定的而无须再判断的知识转变为粗糙集中的等价关系，得到粗糙集上的一簇等价类，提高粗糙集处理问

题的效率。模糊粗糙集的基本概念定义如下：

粗糙模糊集和模糊粗糙集对粗糙集和模糊集进行很好的互补性处理，已经在很多领域得到了实际应用[30～33]，并取得了很好的效果。有很多学者对它们进行了进一步的比较研究[34～37]，作了一些改进和扩展。提出了模糊不可分辨关系的概念，加强了粗糙集对模糊值属性处理能力。

3 粗糙集与神经网络

神经网络是在现代神经生物学研究成果的基础上发展起来的一种模仿人脑信息处理机制的网络系统。

3.1 神经网络基本知识

神经网络[52]是一个由简单处理单元构成的规模宏大的并行分布式处理器，天然具有存储经验知识和使之可用的特性。神经元是神经网络最基本的信息处理单元，它具有接收和传递信息的功能。一个神经网络是由众多的神经元组成，每个神经元接收其他神经元和外界的输入信息。神经网络的结构通常都是以层的方式来组织的，一般包含一个输入层、任意多个隐藏层和一个输出层，每层都由众多的神经元组成。其基本原理是输入层神经元接收外界环境的信息输入，隐藏层神经元将隐藏层单元的信息输出至输出层，输出层将信息输出至外界。根据神经元信息的输出是否存在反馈，又将神经网络分为前馈神经网络和递归神经网络。

3.2 粗糙集与神经网络的联系

神经网络基本知识范文第2篇

关键词：智能科学与技术专业；认知科学基础；脑机接口；教学研究

中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2020）15-0084-02

一、关于认知科学基础课程

认知科学是智能科学与技术的生物基础，是从“自然智能”到“机器智能”之间的桥梁。作为一门研究人类感知和思维信息处理过程的学科，认知科学主要研究目的就是要说明和解释人类再完成认知活动时是如何进行信息加工的，一直是认知心理学等教学领域的重要课程。[1，2]自我校2009年设立智能科学与技术本科专业以来，认知科学基础一直是该专业的专业基础课程，主要目的是培养学生对人脑认知活动中的信息处理方法与过程的认识和理解，培养对新知识、新技术有较敏锐的洞察能力，同时使学生具有数据分析与处理能力的意识，在智能科学与技术专业的学科体系中占据着十分重要的地位。[3]特别是随着人工智能和脑科学研究的不断发展，现有的计算架构不能有效实现具有泛化能力的人类认知信息加工机制。借鉴人类脑认知机制，通过脑认知和神经科学与机器学习相融合的方式，构建一种类脑的“学习机器”，而不是简单的“机器学习”，已成为当前人工智能领域的一个重要研究方向。因此，学习并理解人类认知和信息处理过程，对于提高学生的智能信息和数据建模与分析能力，有着重要的意义。

然而，对于以工程技术应用为背景的智能科学与技术专业而言，该学科涉及多学科内容，比如心理学、神经科学、数学、语言学、人工智能科学乃至自然哲学等，学生存在畏难情绪，学习兴趣不太浓厚，教师对于该课程的教学也颇为费心。此外，由于“认知科学基础”课程在大三上学期开设，大部分学生在模式识别和数字信号处理等上面的基础较薄弱，对于该门课程的脑功能信号分析与脑机接口技术部分的教学也存在较大的困难。

针对该课程理论和实时性较强、涉及教学内容多、交叉广泛等特点，笔者自承担本课程教学来，结合我校学生和专业建设实际情况，立足培养学生的专业知识素养和学习兴趣，提高学生的专业基础能力和综合素质，积极摸索改进。本文将信号处理和机器学习方法融合进认知科学的神经机制探索与学习，从教学、实验实践等方面进行了初步探索。

二、课程建设目标与教学内容设置

本课程将使学生学习到认知科学的基本知识，包括脑与神经系统的基本构造、工作原理、基本研究手段，脑与学习、意识、行为的关系，深入了解感知、注意、记忆的生物和生理学本质，实现人工大脑、人工神经网络、听觉计算、视觉计算、脑机接口、认知机器人等前沿技术的理解与应用。

目前认知科学方面的教材大多为国外翻译教材，并且聚焦于其中的某个方面（比如认知心理学、认知神经科学等）。同时该学科实时性较强，和当前脑与认知科学的前沿研究紧密相连，因此很难找到合适的教材同时将智能信息处理技术和认知科学基础相融合。

认知神经科学旨在联合心理学、哲学和神经科学的方法帮助我们理解大脑是如何产生心智的，并阐明人类认知过程中的脑机制，即在分子、细胞、脑功能区到全脑等多个尺度上如何实现认知功能。脑机接口是近二十多年来兴起的涉及神经科学、认知科学、计算机科学、控制及信息科学、医学等多领域的人机接口方式，是在大脑与外部环境之间建立的神经信息交流与控制通路。

该课程在大三年级开设，且该专业的学生已在前面学习中学习人工智能原理、信号处理等课程，这些课程的学习为本课程的理论学习打下了一定的基础。在教材选择上，选择上海人民出版社的《认知、大脑和意识——认知神经科学引论》，并参考其他辅助教材，比如机械工业出版社的《脑机接口导论》、中国轻工业出版社的《认知神经科学》。教学内容主要包括以下几个部分：

1.脑科学与认知科学的发展历程及基本概念，包括感觉与知觉、注意与意识、情绪、语言、记忆、学习等。

2.认知活动的生理基础，包括大脑结构、神经元、神经系统的基本组成等。

3.脑功能信号的采集与分析，包括大脑节律、脑功能信号（EEG、fMRI等）采集、常见脑功能障碍、脑信号分析基本方法（包括基于时域/频域分析的EEG分析方法、脑电源成像基础等）。

4.脑机接口技术，包括脑电信号预处理（零参考电位、拉普拉斯空间滤波、数据归一化、插值技术），脑功能信号特征提取方法、模式分类器（比如Fisher线性分类器、支持向量机）设计。

三、以学生为中心的教学方法

1.提高学生学习兴趣。认知科学基础课程交叉性强，尤其涉及心理学、神经科学等非工科学科，对于我校智能科学与技术专业的学生来讲，学习压力较大，学习兴趣不高。为激发学生学习兴趣，在授课过程中，尽量发挥自身乐观活泼的性格特点，选择大家生活中常见的例子，在语言表达上尽量避免生硬，力求用简单直白的语言讲解知识点。同时，善于利用网络视频，比如在课程绪论部分，通过播放网络公开视频《打开思想的大门》片段，激发学生学习脑认知功能的兴趣。

2.注重与智能科学与技术其他课程知识的衔接。在神经元和神经系统的教学部分，笔者安排了两个课时的内容讲解了常见的人工神经元模型和人工神经网络结构，并重点讲解了神经网络和支持向量机的基础——感知机。在脑机接口教学部分，安排了两个课时的信号处理和数据预处理的基础知识的回顾，重点复习信号滤波、主成分分析、Fisher线性判别分析和支持向量机等内容，再进入脑机接口系統的学习，教学效率得到了明细提升。

3.适当使用板书，细化推导过程。对于一些知识点，比如动作电位产生过程、部分公式的展示，仅依靠PPT教学过于单薄，学生难以理解，因此在播放PPT时需要适时插入细致的板书。同时板书过程中要结合学生实际情况循序渐进，例如在学习神经细胞和感知机与人工神经网络时，教师从点到平面的距离入手，并引导学生回顾梯度下降法等相关数学基础知识，帮助学生切实地把前面学习的信号处理和机器学习的基础知识应用到本课程。

4.加强实践环节教学和学生综合能力素质培养。根据本专业的培养计划，在理论课程教学期间，“认知科学基础”设置了相应的实践课程，以培养学生的动手能力、自学能力和专业综合素质。在实践课程教学环节，基于Matlab和Python等工具，以2005年国际BCI竞赛的P300数据为分析数据，引导学生设计常见的模式分类器（如Fisher线性分类器、支持向量机、深度神经网络等）分析脑电事件相关电位。同时，使用计算智能重庆市重点实验室的NeuroScan和BrainProducts脑电采集放大设备，利用E-Prime设计脑电刺激程序，指导学生设计实验，以小组合作的方式采集并分析P300字符拼写脑电数据。

神经网络基本知识范文第3篇

[关键词]课程改革非IT类计算机网络课程分层次多模块

一、《计算机网络技术与应用》课程在计算机基础教育中的重要地位

随着计算机网络技术的迅猛发展及Internet的广泛应用，网络技术及应用已经成为现代社会高级人才必须掌握的知识和技能。本科毕业生应该具备通过网络获取信息、分析信息、利用信息以及掌握基本的网络知识，具备相应的网络应用能力，本课程作为非IT类计算机基础教育典型核心课程之一在计算机基础教学中占有重要的地位。

二、目前《计算机网络技术与应用》课程的教学状况

我校《计算机网络技术与应用》主要在非IT理工、人文及医学类大一或大二开设，虽然现在学生接触网络的时间都比较早，但对计算机网络的基础概念都不太了解，掌握的程度很浅。对于非IT类的学生，网络课程学习前所学习的计算机课程是《大学计算机基础》和《程序设计》，对大多数学生来讲，并不具备很好的计算机知识背景，而且这些学生专业后期课程与计算机网络衔接不大，而长期以来，计算机网络课程都是将重点置于基本理论的讲解上，一般来讲教材也比较适合IT类专业学生的学习，因此这门课程常常使得非IT类的学生学起来感到很枯燥，实用性较差。因此在网络课程教学中提出创新的适用非IT类学生学习网络课程的教学模式是非常必要的。

三、根据各类学生的专业特点及培养方向优化整合教学内容

教学内容是学生获取知识的重要来源，也是课程改革的关键，教学内容的确定要以培养学生具有扎实基础知识、创新能力、网络应用能力为导向。计算机网络技术发展迅速，教学内容的选取要与时俱进，删除过时落后的部分，同时根据非IT各类学生的实际情况优化整合教学内容。根据不同专业的学生学习网络课程的需求，制定多元化的教学目标。采用多层次、多类别的分类教学模式，做到因材施教。采用“兴趣、理解、实践、应用”的递进方式，循序渐进，培养学生的学习兴趣和实践能力。

将网络课程内容按照1+X+Y的模块构建，1是核心内容包括网络的基本知识、网络的基本应用和TCP/IP基础，是各个专业学生学习网络课程必须掌握的内容，X是限选，理工类学生需要掌握网络设备的基本操作、计算机局域网的组建与配置及TCP/IP协议的较深入的理解，网络安全知识的掌握。对人文类专业的学生在上述基础上，略去一些难度较大的内容，重点应放在互联网的应用于维护及网络安全与管理上，相应实验教学也应按学生的类别有不同的要求。Y是任选部分，根据学生的个人需求、专业需求进行选择。

具体方法是将课程的学习分为两个层面：基础篇、应用篇。

基础篇是各个专业的学生学习网络课程必须掌握的基本理论知识，包括计算机网络的基本概念、网络体系结构与TCP/IP协议基本要点、基本的数据通信的概念、局域网的基本知识、主要组网设备的工作原理、以太网组网技术、无线局域网技术、交换与虚拟局域网、网络互联的基本概念、IP地址以及网络安全与管理的基本概念与技术。并加强网络新技术介绍。

基础篇课程学习的总目标

应用篇由基础应用与专业应用两部分组成分，人文、医科类基础应用学习的内容包括WWW、FTP服务器的安装与配置、多媒体技术在网络中的应用，网页设计及。理工类基础应用学习的内容包括WWW、FTP、邮件服务器的安装与配置、网络设备在组网中的应用（静态、动态路由的配置与实现）。NAT、VPN技术的实现，

人文、医科类基础应用学习的总目标

理工类基础应用学习的总目标

专业应用学习的内容均包括网络信息搜索、分析与整理及网络在各个不同领域的典型应用。

专业应用学习的总目标

人文、医科专业领域的应用选题：

1）医院HIS系统简介；

2）Internet在医学领域的应用及发展

3）计算机人工神经网络在医学领域的应用

4）Internet与哲学社会科学研究

5）电子商务技术如EDI、计算机网络及电子商务平台等在国际贸易领域的应用

理工专业领域的应用选题：

1）人工神经网络在土木工程中的应用

2）无线传感器网络在环境监测领域的应用

3）数学模型在计算机网络中的应用

四、课程教学模式的改进

课堂教学是整个教学活动的重要环节，课堂组织是否科学合理会直接影响学生学习的质量。立足兴趣与能力的培养，应根据不同的内容采用多种教学模式，引导学生去思考、去探索、去发现，要鼓励学生大胆提出问题，改变过去讲细、讲透的教学方法，以提高教学效果。

基础篇的教学使用多媒体的高质量课件，把教学内容的结构化、动态化、形象化有机整合，突出重点难点，对比较难理解的概念使用案例入手，并配以相应的动画。通过“设疑-自学-提问-释疑-总结-练习”的模式，加强师生互动。

应用篇的教学结合网络实验的分组采用合作学习法的教学方式，学生以小组为单位，小组分组人数4人，即通过小组内学生之间的沟通、讨论、评价等一系列合作互动过程，共同解决学习中遇到的问题，一起实现学习目标，从而共享探索成就、体验合作的快乐。

应用篇侧重于计算机网络的应用，对于应用性较强的内容，避免理论课课堂枯燥，以问题入手是一种有效的方法，随着知识点的深入，问题由易到难，引导学生在问题的基础上进行拓展和扩充。课堂教学根据教学内容，课前布置讨论的题目，学生通过小组交流讨论，给出相应的解决方案，教师在课堂上根据学生的问题讲评，演示案例的解决过程，并总结归纳。例如多层交换技术、防火墙技术、路由器技术等几个热门方向，可在教师的综合指导下，以分组提交论文的方式进行学习。这种方法可以促使学生在认真阅读教材的基础上，充分利用互联网丰富的资源进行归纳总结式的自学，使其自学能力、信息检索能力及对专业新动向的敏感度都会有较大的提高。

五、实验教学内容的改革

《计算机网络技术与应用》课程是一门实践性较强的课程，其实验是该课程中不可或缺的重要环节，对学习效果起着至关重要的作用。我校建立了较完善网络实验室，为实验开展奠定了基础。计算机网络实验教学内容经过几年的逐步改进，学生的满意程度有了很大的提高。

在实验内容的组织上，将实验划分为验证、综合、设计三个层次，同时根据专业不同，理工和人文医科设置不同的实验内容，验证试验主要以掌握基本知识、基本技能为主；综合实验主要强化学生动手操作能力与综合分析能力的培养；设计实验主要引导学生根据所学知识，自行设计实验目的和实验方法，以培养学生综合素质和创新精神。

通过实验，学生更好地理解和消化了课堂所学的知识，学生做实验时获得一定的成就感，也就进一步提高了学习该课程的热情。

六、评价体系的改革

创新教育要求以培养学生能力为目的，将提高学生的创新思维、创新能力放在重要地位，提高学生的实验操作能力在总评成绩中的比例，学生会更注意网络应用能力提高，主动学习的兴趣增大，同时加强对理论教学过程（如内容预习、课内互动、课后讨论、课程论文等）及实践教学过程（如实验方案制定、相关知识预习、实验操作情况、学习态度、结果报告等）进行多元综合考核。并加强阶段性的考评，

考评的具体方式：

七、结束语

《计算机网络技术与应用》课程授课的学生每年有两千以上，覆盖理工、人文、医科等各大专业，网络技术的发展，学生对网络认识的提高，使学生对网络课程的学习需求也在不断的改变。这些都要求我们在课程教学中以社会、学生的需求为主导，不断创新和探索。教学改革涉及到教学活动的各个方面，是一个逐步深化的长期过程，任重而道远。

[参考文献]

[1]李益才等.多模式智能教学系统教学规划与模式调度研究.计算机工程与设计2005,26（4）

[2]吴京惠.培养学生创新能力的实践教学方式的研究.计算机教育：学术版 2007（11）

神经网络基本知识范文第4篇

【关键词】：土木工程；结构；检测；评估

中图分类号：E271文献标识码： A

引言

随着我国经济的飞速发展，大型建筑设施的出现对土木工程技术提出了更高的要求。在土木工程的施工过程中，对其施工过程中出现的结构性损伤及时进行有效检测，并针对出现的结构性损伤进行及时的维修，不仅可以提高土木工程的质量，延长建筑成果的寿命，同时还可以避免许多重大质量安全事故的发生。

一、土木工程结构的检测内容和特点

1、土木工程结构检测内容

（1）外观检测

对建（构）筑物的外貌、外部尺寸进行检测，检查建筑物的表面的平整性，检测建筑物的倾斜度，以及建筑物的尺寸大小是否符合相关规定。外观检测是保证建筑物质量的最简单的方式。

（2）强度检测

对建（构）筑物的材料、结构进行检测，检测建筑物的材料强度、构件承载力、钢筋配置情况等。通过检测建筑物的原材料，保证建筑材料的品质；通过检测建筑物的构件承载力和钢筋配置，保证建筑物的主体结构符合建筑要求，保证建筑施工安全进行，保证建筑物符合工程质量。

（3）结构内部缺陷的检测

检测混凝土内部可能存在的孔洞、裂缝、钢结构的焊接等问题。通过对建筑物的工程内部缺陷的检测，可以及时发现施工问题，解决施工的缺陷，保证工程质量。

2、土木工程结构检测特点

（1）结构检测工作大多在露天的现场进行，来源于外界环境中的干扰因素多，使得土木工程检测的结果的准确度不高，影响对土木工程质量的评估。

（2）工程结构检测数据需要慎之又慎。当土木工程的结构性问题出现时，往往是在工程完工很久以后，由于时间很长，对结构检测数据档案保护不当，导致技术材料不全，甚至还会出现材料虚假的现象。

（3）结构检测工作需要采取采取非破坏的方式。结构检测往往是在被检测的工程建设完工或主体形式完工后，一般不允许破坏原构件，或者是从原构件上取样时只能允许有微破损，破损后稍经加固后就不会影响建筑物结构强度。这样就保证了工程完整性，保证了工程质量。

二、工程结构检测方法

土木工程结构检测根据检测方式的不同可以分为静态检测方式、动态检测方式两种。土木工程结构的静态检测是通过观察和测量建筑结构的实际大小尺寸、工程材料的弹性模量和强度系数等数据，将这些数据综合到一起，运用物理学中的力学知识去分析评价土木工程结构，评价土木工程结构的稳定性与可靠性。

但是，由于土木工程结构形体巨大，构件繁多且具有一定的隐蔽性，对于某些过大或过于隐蔽的工程构件难以检测，静态检测的方法在实际的应用中受环境等因素的影响较大，工作效率较低。而土木工程结构的动态检测，是通过建立动态的数字化的结构动力检测机制，监督土木工程的结构建设工作。结构动态检测利用结构的模态参数或物理系数，评价土木工程的结构性能。但是，土木工程的动态检测却受到动态监控信号质量和数量的限制，影响动态监控数据的准确性。

三、土木工程中结构检测技术的应用

土木工程建设过程中，仅仅运用传统的结构结构检测技术已经远远不能满足现代化土木工程建设的需求，需要土木工程结构检测技术不断的发展，以推动我国建筑行业的发展。随着科学技术的发展进步，出现了许多检测方式，尤其是物理学知识在土木过程中的发展应用，使我们能够及时发现土木工程建设过程中的许多结构性问题，对我国土木工程的发展产生了重要影响。在现代的检测技术中有以下几种方式：

1、超声波法

超声波是在检测土木工程结构问题时常用的一种检测方式，该技术的产生是根据物理学的基本知识，依据超声波在媒介中传播的规律和超声波本身的特点而产生的一种结构检测技术。超声波在不同的介质中的传播规律不同，通过对检测到超声波的波形进行分析，可以对工程结构内部缺陷的大小以及缺陷所在的方位进行判断。利用超声波检测土木工程的结构问题时，既没有破坏土木工程设施，有检测了土木工程的结构，实现了检测目的。

2、红外线检测法

红外线检测法是根据物理学中的热辐射定律、微分方程，对原子震动产生的红外辐射进行检测的一种结构检测方式。任何物体其温度只要高于绝对零度，就会辐射出来红外线。物体的辐射强度与物体本身的温度有关，当土木工程内部结构发生物质变化时，红外线的辐射强度也随之改变。我们可以基于红外线辐射的变化判断其内部是否损伤。

3、建立动态的工程结构检测机制

动态工程结构检测机制的建立，需要将各种数据和信息整合到一起，形成一个有机的系统。动态结构检测需要将相关的管理信息知识存入到系统信息库内，当系统检测到的数据发生变化时，能够根据数据库内信息来判断土木工程的结构是否出现了问题。动态工程结构检测是根据结构物理特性的变化来判定土木工程结构问题存在的可能性以及结构性问题存在的地方。

3、但是，由于动态工程结构检测机制的成立比较困难，在实践操作中，干扰因素较多，又容易受到土木结构的影响，使得动态监测的数据不精确。工程检测的数据也存在一定的失误或偏差。影响工程的进度。就当前动态工程结构检测在实践中的应用来看，动态检测机制在识别损失方面比较迟钝，往往是在损失发生后才能检测出来，不能起到早期发现和预防的作用。

四、评估方法

现阶段,对土木工程结构进行评估时,主要应用以下评估方法：

1、可靠度评估方法,这是一种以概率统计为基础的评估方法;

2、模糊数学评估方法,该方法尤为擅长对复杂事件的处理;

3、灰色理论评估方法,该方法有效规避了对样本过分依赖的问题,简化了计算过程,而且保证了量化结果、定性结果的一致性;

4、神经网络评估方法,该方法在处理多因素事件以及模糊事件方面表现出了极大的优越性,评估结果较为理想。下文将针对这一方法中的概率神经网络(PNN)方法展开重点介绍。

PNN能够实现对损伤位置及类型的准确判断。PNN利用已知数集的概率密度函数以完成贝叶斯决策,将之合理的融入人工神经网络系统中,如此一来,便可完成对未知数据的归类,对于那些多类问题(涉及θ1、θ2⋯θn)而言,基于P维试验向量X的贝叶斯决策d(X)为;

d(X)∈θq(hqlqfq(X)＞hklkfk(X),k≠q)

设fj(X)为概率密度函数,那么多变量高斯分布函数如下:

n=q

fq(X)=1/[nq(2π)P/2σp]Σ[-(X-Xqi)T(X-Xqi)/2σ2]

i=1

对该贝叶斯决策进行相应处理,可得到一个概率神经网络,且包括如下层次：1、输入层;2、模式层;3、求和层;4、决策层。该损伤检测方法能够有效克服测量误差导致最终结果不准的问题,所以,具有良好的应用前景。

总结：

土木工程结构是各类建筑的坚实骨架，如果其稍有差池，将会直接威胁到使用者的人身财产安全，而针对土木工程结构的检测技术也因此在工程中具有了很重要的社会经济效益。因结构检测将涉及到土木工程的多个方面，所以其运用的相关技术也将综合涵盖多个领域的相关原理与要求。

参考文献：

[1]周艳霞.计算机图像处理在射线探伤中的应用研究[D].河北工业大学，2013年

神经网络基本知识范文第5篇

关键词：电力系统；配置与应用；维护；发展趋势

中图分类号：F407.6 文献标识码： A

引言

继电保护作为电力系统安全、稳定运行的重要保障，如今已经得到了广泛的应用。随着科学技术的不断发展，继电保护技术也在慢慢的朝着微机化、网络化、智能化的方向发展。同时，这也给电力系统的安全运行提供了重要的保障。

一、电力系统继电保护的概述

电力系统的运行情况是日益成为社会生活的正常进行的基础。因此电力系统需安全可靠，并且提供质量高、经济性好的电能供应。然而在某些情况下，比如自然环境、设备老化或故障以及人为因素的影响等等，都可能会导致电力系统发生故障，造成电力系统的运行不正常。故障和异常的出现会危害到整个电力系统的安全运行，这时系统的自动化措施会策略性的解决事故，保障电力系统的正常工作，这一系列自动化措施被称之为电力系统的继电保护。继电保护表现出了良好的电路保护功能，并且运行稳定，操作灵活，与电力相关的各个行业都离不开继电保护。

1、电力系统继电保护的原理

电力系统故障中，各种形式的短路是最常见也是对系统危害最大的故障。因此继电系统通过使用带触点的继电器，对各种电机、变压器（特别是高压变压器）以及输变线等加以保护，以减少故障对电力系统的损害，保证电网的供电正常。

继电保护装置以计算机技术为基础，当电力系统中的电气元器件出现故障（接地、短路等情况）时，保护装置能及时向设备运行单位发出警示信号，并自动使断路器跳闸切断故障单元。

2、继电保护装置的任务

继电保护装置是指在电力系统出现异常情况或者发生短路的情况下，形成继电保护动作，以此来及时调整频率、功率、电压、电流等电气量变化。其任务:一旦电力系统出现工作异常时，能够在第一时间给电力监控警报系统发出准确、及时的警报或者信号，便于尽快处理;当电力系统出现故障的时候，能够有效地保障没有故障的区域继续供电，对于那些故障区域能够有选择地、迅速地、自动地继续切除;当电力系统处于正常运行的状态时，继电保护装置能够对各种设备的运行状况进行完整地、安全地监视。

二、电力系统继电保护应用现状

1、工作人员的能力和素质参差不齐

人员问题是近几年来影响继电保护的一个重要问题，在经济大力发展的情况下，这个问题却仍然没有得到改善。因为电网建设的速度也在逐渐的加快，新建、扩建、改建项目不断的增多，这使得人员的使用情况更加紧张。大部分电力系统的工作人员都存在人员新、水平低、经验少的问题，这也导致在安装、调试的时候容易出现各种各样的问题，甚至还导致验收的时候不能抓住重点。

2、设备配置跟不上发展

为了使电力系统能够更好的运行，很多的电力企业都在对设备和配置进行更新和维护，这使得继电保护装置的信息化程度有一定的提高。但是一些偏远地区由于经济、交通等方面的原因，不能够对设备和配置进行及时的更新，同时也离一流供电企业继电保护装置还有很大的差别。

3、起步较晚发展较快

在我国，电力系统继电保护技术出现在上个世纪 70 年代末期，它的起步较晚，但是发展速度很快。在上个世纪八十年代，微机型的样机试运行之后，电力系统继电保护便开始进行生产和使用。如今，继电保护产品已经推向市场并且被运用在电力系统当中。微机保护靠着良好的技术甚至已经超过了国外的继电保护系产品。从上个世纪 80 年代的 220 千伏高压电力系统，再到如今的国内330千伏、500kV、750kV以及直流超高压800kV系统的继电保护，说明了我国的继电保护设置发展的非常快。

4、微机继电不断的发展

目前电力系统继电保护技术以已得到广泛的应用，其发展过程大致分为四个阶段：电磁型、晶体管、大规模集成电路式和微机式继电保护技术。当前的继电保护技术处在微机继电保护阶段，并在快速发展。微机继电保护不仅具有传统继电保护的功能，而且操作方便灵活，目前以发展实时显示设备参数、定位故障等功能。特别是信息技术、网络技术等新技术的引入，继电保护的发展更是迅速。

1）通过引入 IT 技术，将计算机与电力系统连接起来，继电保护可以将故障测量、系统控制、系统保护整个过程融为一体。

2）人工神经网络的应用，能够快速解决电力系统中的非线性问题，及时分析电网的各项参数，预判故障的发生位置，提前做好应对措施。

3）引入新型的光学数字式电压、电流互感器替代传统的电感式测量仪器，测量结果精确度更高。

4）电网系统入网，实现广域保护。

三、电力系统继电保护的发展前景分析

1、计算机化、网络化发展

计算机的普及和网络技术的快速发展，为各项工作的开展提供了强有力的通信手段。有关统计数据表明，目前我国电力系统中的数据量巨大，与之相比继电保护系统的数据通信手段则相对落后，难以满足当前电力系统发展的需要。因此继电保护的发展不应只满足于切除系统中的故障元件等技术层面，更应该立足于整个电力系统的安全性、可靠性，结合计算机技术，利用网络资源来进行现代化的继电保护。

首先整个电网系统的广域连接，要求继电保护具有强大的数据处理能力，并有足够大的存储空间以存储大量的故障信息；然后为了保障信息传输的及时性和有效性，电力继电保护系统还要具有强大的通信能力，实现整个系统的资源共享，数据和信息能够及时得到传输。另外随着计算机局域网络技术的发展，光纤通信技术在大规模自动化系统中的应用，电力继电保护装置系统表现出了良好的抗电磁干扰能力，对数据的高速、准确、实时传输提供了保障。

2、智能化发展

在传统的电力继电保护中，已实现了自动报警、自动调节、自动切除等智能化操作，并实现了系统事故的自动判别与处理、智能决策、在线自诊断等。为了提高继电保护系统智能化操作，自适应理论、人工神经网络、支持向量机、模糊逻辑、专家控制和蚁群算法等智能算法目前已广泛应用到系统中。因此将来继电保护智能化的系统具有目前已有的特点外，还会具有人机一体化、自组织能力、学习能力与自我维护能力；甚至会具有人的思维能力等等。

3、数字化发展

随着社会经济的不断发展，数字化变电站的建设成为电网建设的主流。一方面，数字化变电站可以减少自动化设备数量和设备的检修次数和时间，提高系统的可靠性和设备的使用率。另一方面，数字化变电站可以减少占地面积和投资成本，还可以实现资源信息的共享。数字化技术是需要不断发展和完善的技术。它的研究和应用是一个持续、渐进的发展过程，相信在不久的将来它一定会成为继电保护的主流技术。

4、控制、保护、数据通信、图形显示一体化

在网络化、数字化和智能化的发展趋势下，电力系统的整个保护装置可以视为多功能、多操作的计算机。它能够从网上获取电力系统运行和故障的各种数据，并将它获得的及它自身的数据和信息发送出去。因此有必要将继电保护系统的控制端、保护方式、数据通信技术、测量监视、图像监控等集中于一体，未来的电力继电保护装置会具有继电保护功能，还具有监视整个系统实时运行、并对开关设备及过程控制设备操作进行控制的功能。

5、输电技术出现新突破

电力电子技术的不断发展和突破，直流输电技术也在日益成熟。在这样的情况下会促生多种新的发电方式，其产生的电能都会以直流电的方式输送，比如磁流体发电、电气体发电、燃料电池和太阳能电池等等。这意味着直流输电技术在电力系统中必将得到更多的应用。另外超高压输电也表现出了优越性，比如增加输送容量，增长了传输距离，降低了单位功率电力传输的工程造价，并且能够减少线路对能量的损耗，线路走廊所占地面积也大大缩减，这些都说明直流输电具有显著的综合经济效益和社会效益，在将来的继电保护中会得到发展和应用。

四、结束语

综上所述，在我国经济和社会快速发展的时期里，各项生产活动的进行都需要大量的电力，高效可靠地的电力继电保护是电力系统正常、平稳运行的基础，也是我国经济稳步发展的要求。在先进 IT技术、自动化控制技术等先进技术的支持下，继电保护必将会面临新的发展机遇和挑战，继电保护将不断向着计算机化、网络化、一体化、智能化和综合自动化的方向发展。因此思想上必须与时俱进，明确电力系统继电保护的基本任务和意义，及时掌握技术发展的方向，将新技术不断应用到继电保护中。

参考文献：

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[2] 姚朝贤，电力系统继电保护技术应用现状的探讨[J].科技致富向导，2012，12（20）.