序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇傳輸機(jī)理論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

面對(duì)這突如其來的巨大榮譽(yù)，鄭詠梅卻異常平靜。她說，這一論文的發(fā)表及其飽受重視，證明了中科院化學(xué)所及北京航空航天大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院院長江雷院士帶領(lǐng)的科研梯隊(duì)開展的向自然學(xué)習(xí)的仿生科學(xué)研究進(jìn)入世界領(lǐng)先行列，這將為北京航空航天大學(xué)新學(xué)科的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

這個(gè)突破性的研究揭示了篩器蜘蛛（Uloborus Walckenaerius）的捕捉絲的方向集水效應(yīng)，提出了“多協(xié)同效應(yīng)”機(jī)制，為新型仿生集水材料研究提供思想理論基礎(chǔ)。

在微納米各向異性梯度結(jié)構(gòu)方向性憎水效應(yīng)研究方面，她揭示了Morpho蝴蝶翅膀的特殊浸潤性，發(fā)現(xiàn)了蝴蝶翅膀上單方向可調(diào)控的斥水特性的機(jī)理。傳統(tǒng)上認(rèn)為同一種結(jié)構(gòu)的超疏水表面，只能具備單一浸潤狀態(tài)，而鄭詠梅通過探究蝴蝶翅膀的浸潤特性，發(fā)現(xiàn)了由于獨(dú)特的取向結(jié)構(gòu)，兩種高/低粘滯的超疏水狀態(tài)能夠共存且在同一表面上。這個(gè)發(fā)現(xiàn)在材料、微流控、生物工程，器件等領(lǐng)域均具有一定的指導(dǎo)和科學(xué)意義。

篇(2)

國家“”青年拔尖人才、優(yōu)秀青年科學(xué)基金項(xiàng)目的獲得者、公安部第三研究所物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)中心副主任劉云淮博士認(rèn)為，這些故障的“罪魁禍?zhǔn)住闭菬o線自組織網(wǎng)絡(luò)中的“弱連接”。

多項(xiàng)原創(chuàng)成果

入選“”

早在香港科技大學(xué)讀博期間，劉云淮就開始了弱連接條件下無線自組織網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和節(jié)點(diǎn)協(xié)同技術(shù)研究，迄今已逾十年。

眾所周知，若無線通信弱，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間連接特性則會(huì)發(fā)生改變，針對(duì)這一現(xiàn)狀，劉云淮從概率式網(wǎng)絡(luò)模型出發(fā)，通過探尋無線網(wǎng)絡(luò)中的基本機(jī)理，設(shè)計(jì)出一系列拓?fù)淇刂品椒ǎㄡ槍?duì)Sink節(jié)點(diǎn)到其他節(jié)點(diǎn)通訊模式的Conreap算法，以及針對(duì)節(jié)點(diǎn)間通訊模式的Brasp算法，得到歐美同行很高評(píng)價(jià)。美國佐治亞理工大學(xué)計(jì)算機(jī)工程系教授、可靠通信實(shí)驗(yàn)室主任Raheem Beyah認(rèn)為“概率型網(wǎng)絡(luò)模型更真實(shí)的反映無線通訊中的鏈路行為”，加拿大Alberta大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系教授Mike MacGregor表示“概率型網(wǎng)絡(luò)模型能更好的反映網(wǎng)絡(luò)行為，為節(jié)點(diǎn)最優(yōu)分布奠定了理論基礎(chǔ)”。

基于概率型網(wǎng)絡(luò)模型，劉云淮針對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)信息感知模型進(jìn)行了大膽改革。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，傳統(tǒng)感知模型為圓盤結(jié)構(gòu)，存在確定半徑，圓盤內(nèi)的信息可以通過感知節(jié)點(diǎn)獲取，但圓盤外的信息則無法感知，因此無法反映真實(shí)的傳感器行為。反復(fù)實(shí)驗(yàn)下，劉云淮帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)提出了基于鏈路的概率型感知模型，可以把鏈路性、概率性和多感知融合性這三個(gè)現(xiàn)實(shí)傳感器的獨(dú)特特性反映出來，并把誤差縮小在百分之十以內(nèi)。

網(wǎng)絡(luò)是信息交換的載體。它的“四通八達(dá)”與否，直接影響著信息傳輸程度。

那么，清除一切網(wǎng)絡(luò)傳輸中的障礙，是否就一定能夠確保信息通暢呢？

針對(duì)這一問題，劉云淮認(rèn)為恰恰相反，“少量干擾行為是激發(fā)網(wǎng)絡(luò)傳輸性能的關(guān)鍵”。

利用干擾回避、干擾消除和干擾對(duì)齊等管理技術(shù)，他原創(chuàng)提出基于干擾的副信道通信模式，增加一些攜帶一定控制信息的干擾信號(hào)，制造可以最終被消除掉的主動(dòng)干擾，在傳輸過程中反倒可以提高網(wǎng)絡(luò)“活力”，增加網(wǎng)絡(luò)傳輸量，提高傳輸效率，從而提高網(wǎng)絡(luò)整體性能。

劉云淮并未滿足于此，基于此模式，他充分?jǐn)U展了數(shù)學(xué)中Quorom理論的成果，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了高效低功耗的分布式節(jié)點(diǎn)協(xié)同機(jī)制，減少了傳統(tǒng)中傳輸失敗和網(wǎng)絡(luò)丟包現(xiàn)象。從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的感知精度出發(fā)，在實(shí)驗(yàn)過程中，提出了頻譜感知節(jié)點(diǎn)傳感器網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了協(xié)同邊界定界算法，大幅度提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸中精確信息的獲取量。

真實(shí)的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，要在一系列核心技術(shù)的支持下才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在多徑反射效應(yīng)下的節(jié)點(diǎn)測(cè)距方法上，劉云淮開創(chuàng)了無線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域研究的先河。他以頻率為突破口，通過相同節(jié)點(diǎn)在不同頻率下的信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量，經(jīng)過數(shù)學(xué)模擬，采用傅里葉變換的方式求解，可以獲得更精確的距離。同時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)的判斷問題上，劉云淮首次提出了非密度的、基于移動(dòng)性的網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)分布模型，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的熱點(diǎn)感知方法，為今后的數(shù)據(jù)挖掘和信息獲取提供了有力支撐。并針對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸丟包的問題，設(shè)計(jì)了新的多信道分配算法，以均勻分布節(jié)點(diǎn)緩沖區(qū)，加大了網(wǎng)絡(luò)傳輸速度。

憑借在弱連接條件下無線網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵問題上的諸多創(chuàng)新性成果，劉云淮迄今為止已經(jīng)在本領(lǐng)域最權(quán)威的國際期刊《IEEE Journal on Selected Areas in Communications》《IEEE Transactions on Mobile Computing》《IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems》以及著名國際學(xué)術(shù)會(huì)議如ACM Mobicom，ACM Sensys，ACM SIGKDD，IEEE INFOCOM，IEEE ICDCS等。并且在2008年獲得IEEE ICDCS最佳論文獎(jiǎng)，是638篇論文中唯一獲獎(jiǎng)?wù)撐摹?/p>

在國際計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域，較高的科研天分與勤勉的科研態(tài)度讓劉云淮很快聲名鵲起，并在2015年成為國家“”青年拔尖人才中的一員。

關(guān)系國計(jì)民生

榮獲“優(yōu)秀青年科學(xué)基金”

科研，是為人類發(fā)展服務(wù)。劉云淮深諳此理。

近年來，以智能手機(jī)為代表的移動(dòng)通訊設(shè)備加快了網(wǎng)絡(luò)感知趨勢(shì)的發(fā)展。以個(gè)人為中心，從海量數(shù)據(jù)中獲取高精準(zhǔn)信息的群智感知和群智計(jì)算開始成為目前移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的研究熱點(diǎn)。

歷經(jīng)五年學(xué)習(xí)，2000年劉云淮于清華大學(xué)畢業(yè)后，即前往惠普做了一名工程師。兩年一線工程師的經(jīng)歷，讓他養(yǎng)成了一種與市場(chǎng)同步的科研理念，也敏銳地意識(shí)到無線網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)命脈。隨后，他來到香港科技大學(xué)再次深造，開始在實(shí)驗(yàn)室里反復(fù)印證自己腦海中的系列想法，迅速打開了無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及節(jié)點(diǎn)協(xié)同技術(shù)領(lǐng)域的“大門”。

近十年弱連接條件下無線自組織網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和節(jié)點(diǎn)協(xié)同關(guān)鍵技術(shù)研究工作，讓劉云淮積累了大量實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。來到公安部第三研究所物聯(lián)網(wǎng)中心之后，順應(yīng)社會(huì)發(fā)展，為深入拓展這一研究，他開始把眼光瞄向移動(dòng)群智感知網(wǎng)絡(luò)層面。由他申請(qǐng)的項(xiàng)目課題，已經(jīng)獲得國家自然科學(xué)基金“優(yōu)秀青年科學(xué)基金”支持。

傳統(tǒng)由基站提供服務(wù)的有組織無線網(wǎng)絡(luò)，單一節(jié)點(diǎn)間的鏈接能力較弱，在弱連接廣泛存在的情況下，通信傳輸日漸艱難。因此，基于特定傳感器的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)越來越不適應(yīng)信息大爆炸的現(xiàn)代社會(huì)，變革已經(jīng)成必然。

正所謂一花獨(dú)放不是春，百花齊放春滿園。社會(huì)的快速發(fā)展，正要求群策群力。

群智感知的概念即發(fā)源于此，其關(guān)鍵是利用大量無意識(shí)協(xié)作，低干擾和低負(fù)擔(dān)的非專業(yè)感知源來獲取信息，具有廣泛的應(yīng)用性，國際社會(huì)紛紛邁開了群智感知網(wǎng)絡(luò)研究的腳步。但很快發(fā)現(xiàn)，群智感知網(wǎng)絡(luò)研究過程中，面臨著網(wǎng)絡(luò)差異性大、數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)質(zhì)量低劣、數(shù)據(jù)異常等諸多難題。

基于此，劉云淮從移動(dòng)群智感知網(wǎng)絡(luò)的新特性出發(fā)，加入人類行為元素，探索弱連接下群智感知網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和拓?fù)淇刂品椒ǎo意識(shí)協(xié)作的通信增強(qiáng)機(jī)制，創(chuàng)新恰當(dāng)?shù)墓?jié)點(diǎn)協(xié)同技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)可靠通信，以促進(jìn)群智感知網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模應(yīng)用發(fā)展。此項(xiàng)課題的研究，將從宏觀上滿足大數(shù)據(jù)時(shí)代的發(fā)展需求，促進(jìn)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的快速進(jìn)步，有利于信息安全及共享網(wǎng)絡(luò)社會(huì)的長遠(yuǎn)發(fā)展。同時(shí)，在微觀上也利于個(gè)人隱私信息的保護(hù)。

篇(3)

【關(guān)鍵詞】 光電子技術(shù) 光醫(yī)學(xué) 光保健 學(xué)科現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)

一 引言

生物醫(yī)學(xué)光學(xué)與光子學(xué)是光學(xué)或者說光子學(xué)現(xiàn)展的一個(gè)分支學(xué)科。由于光學(xué)與光子學(xué)是具有極強(qiáng)應(yīng)用背景的學(xué)科，所以“生物醫(yī)學(xué)光子技術(shù)”這一多學(xué)科交叉的新興研究領(lǐng)域在20世紀(jì)末葉也隨之應(yīng)運(yùn)而生。

激光技術(shù)作為一項(xiàng)重大的科技成就，為研究生命科技和疾病的發(fā)生、發(fā)展開辟了新的途徑，為保健和臨床診療提供了嶄新的手段,推動(dòng)人類科學(xué)技術(shù)進(jìn)入新的發(fā)展階段。

可以把與光的產(chǎn)生、傳播、操縱、探測(cè)和利用有關(guān)的物理現(xiàn)象和技術(shù)包括在內(nèi)的科學(xué)及工程籠統(tǒng)地簡稱為光學(xué)。用光學(xué)最廣的含義來概括各研究領(lǐng)域及其相關(guān)交叉分支時(shí)必然包括了激光和光電子技術(shù)。運(yùn)用光學(xué)及其技術(shù)研究光與人體組織的相互作用問題可歸之于“組織光學(xué)”范疇。它是研究光輻射能量在生物組織體內(nèi)的傳播規(guī)律以及有關(guān)組織光學(xué)特性的測(cè)量方法的一門新興交叉學(xué)科，是光醫(yī)學(xué)（光診斷和光治療）的理論基礎(chǔ)。經(jīng)過40多年的發(fā)展，激光與光電子技術(shù)在人類的保健、醫(yī)療以及生命科學(xué)中產(chǎn)生了很大影響。

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，光電子技術(shù)使各種新療法，包括從激光心臟手術(shù)到用光學(xué)圖像系統(tǒng)的關(guān)節(jié)內(nèi)窺鏡進(jìn)行微損膝關(guān)節(jié)修復(fù)等，成為可能或得以實(shí)現(xiàn)。目前，科學(xué)家們正致力于研究光學(xué)技術(shù)在非侵入式診斷和檢測(cè)上的應(yīng)用，如乳腺癌的早期探查、糖尿病患者葡萄糖的“無針”監(jiān)控等。激光在醫(yī)學(xué)上的最早應(yīng)用雖然集中在治療方面，然而在80年代初期起便開始了光診斷技術(shù)的探索。指望無損害地獲得診斷信息是這些研究的驅(qū)動(dòng)力之一，其中在物理學(xué)中高度發(fā)展的光譜技術(shù)有望在診斷醫(yī)學(xué)中得到應(yīng)用。利用光纖把光傳輸?shù)缴眢w內(nèi)部的能力，可以完成膀胱、結(jié)腸和肺等器官的檢查。隨著醫(yī)學(xué)診斷方法向無損化方向發(fā)展，利用光電子學(xué)技術(shù)對(duì)組織體進(jìn)行鑒別和診斷，有可能更早期、更精確地診斷各種疾病。近年來，人們開始把這種診斷方法稱之為“光活檢”。

隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)模式的轉(zhuǎn)變、健康概念的更新以及人民生活水平的提高，從20世紀(jì)80年代后期起，“激光美容術(shù)”在世界各地包括在我國各大城市逐漸地開展。保健美容是光電子技術(shù)應(yīng)用越來越活躍的領(lǐng)域。激光技術(shù)應(yīng)用于美容外科的起步較早，使得一些在美容整形外科很棘手的疾病，如太田痣、血管瘤等治療變得簡易有效。到20世紀(jì)末，人們又開發(fā)了一種稱為光子嫩膚術(shù)的新美容技術(shù)。它基于選擇性的光熱解作用，有效地改善肌膚的質(zhì)地和彈性，達(dá)到美容的效果。之所以用激光或強(qiáng)脈沖光進(jìn)行非消融性的嫩膚或治療越來越流行，是因?yàn)檫@類手術(shù)具有無損、不必住院、幾乎無副作用和無疼痛，從而使受術(shù)者容易接受的優(yōu)點(diǎn)。

國家自然科學(xué)基金委員會(huì)先后二次在“光子學(xué)與光子技術(shù)”以及“生物醫(yī)學(xué)光學(xué)”優(yōu)先資助領(lǐng)域戰(zhàn)略研究報(bào)告中分別指出：近年來生物醫(yī)學(xué)光學(xué)與光子學(xué)的迅猛興起，令人矚目，并因而引發(fā)出一門新興的學(xué)科－生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)（Biomedophotonics）。研究報(bào)告選定了近期優(yōu)先研究領(lǐng)域包括生物光子學(xué)、醫(yī)學(xué)光子學(xué)基礎(chǔ)研究、醫(yī)學(xué)臨床的光學(xué)診斷和激光醫(yī)學(xué)中的重要課題等諸方面。

福建師范大學(xué)在1974年成立了“醫(yī)用激光及其應(yīng)用技術(shù)”研究組，以激光與光電子技術(shù)為基礎(chǔ)，圍繞激光醫(yī)學(xué)應(yīng)用的核心技術(shù)開展研究與開發(fā)。至二十世紀(jì)九十年代，跟隨該領(lǐng)域的國際走向，轉(zhuǎn)入激光醫(yī)學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)理論研究工作，在國內(nèi)率先開展了生物組織光學(xué)與光劑量學(xué)的研究。伴隨研究工作的深入開展，逐步形成了我們有特色的若干前沿研究方向，并于2005年獲準(zhǔn)立項(xiàng)建設(shè)醫(yī)學(xué)光電科學(xué)與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。

二 國內(nèi)外現(xiàn)狀

光學(xué)在生命科學(xué)中的應(yīng)用，在經(jīng)歷了一個(gè)緩慢的發(fā)展階段后，由于激光與新穎的光子技術(shù)的介入，進(jìn)入了一個(gè)迅速發(fā)展的新階段。與光學(xué)有關(guān)的技術(shù)沖擊著人類健康領(lǐng)域，正在改變著藥物療法和常規(guī)手術(shù)的實(shí)施手段，并為醫(yī)療診斷提供了革命性的新方法。特別在近十多年來，與蓬勃的學(xué)術(shù)研究活動(dòng)相對(duì)應(yīng)，國際上出現(xiàn)了專門的研究性學(xué)術(shù)雜志，如：Laurin 出版公司于1991年發(fā)行了“Bio-Photonics”新雜志。美國光學(xué)學(xué)會(huì)重要的會(huì)刊之一“Applied Optics”也于1996年將其“Optical Technology”欄目擴(kuò)充為“ Optical Technology and Biomedical Optics”，并定期出版有關(guān)生物醫(yī)學(xué)光學(xué)的論文專集。SPIE亦于1996年創(chuàng)辦了期刊Journal of Biomedical Optics，且聲譽(yù)日隆。到2004年，該刊的SCI影響因子已達(dá)3.541。當(dāng)前，發(fā)達(dá)國家普遍對(duì)生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)學(xué)科給予了高度重視。例如，在美國國家衛(wèi)生研究院（NIH）新成立的國家生物醫(yī)學(xué)影像與生物工程研究所（NIBIB）中，生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)也成為其主要資助的領(lǐng)域。近三年中，美國NIH已經(jīng)召開過4次研討會(huì)，認(rèn)為新的在體生物光子學(xué)方法可用于癌癥和其它疾病的早期檢測(cè)、診斷和治療。新一代的在體光學(xué)成像技術(shù)正處在從實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)向癌癥臨床應(yīng)用的重要時(shí)刻。在NIH的支持下，美國國家癌癥研究所（NCI）正在計(jì)劃5年投資1800萬美元，招標(biāo)建立“在體光學(xué)成像和/或光譜技術(shù)轉(zhuǎn)化研究網(wǎng)絡(luò)（NTROI）”，其研究內(nèi)容主要包括：光學(xué)成像對(duì)比度的產(chǎn)生機(jī)理、在體光學(xué)成像技術(shù)與方法、臨床監(jiān)測(cè)、新光學(xué)成像方法的驗(yàn)證、系統(tǒng)研制與集成等五個(gè)方面。2000年底，在美國NIBIB的首批支持項(xiàng)目中，光學(xué)成像方法約占30%。2000年7月，美國NIH投資2000萬美元，開展小動(dòng)物成像方法項(xiàng)目（SAIRPs）研究，受到生命科學(xué)界的高度關(guān)注，其中光學(xué)成像方法是研究重點(diǎn)之一。美國國家科學(xué)基金會(huì)（NSF）在2000-2002年了4次關(guān)于生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)研究（Biophotonics Partnership Initiative）的招標(biāo)指南。“9.11”事件后，美國國防部啟動(dòng)了“應(yīng)激狀態(tài)下的認(rèn)知活動(dòng)”(Cognition under stress)項(xiàng)目，采用的研究方法就是光學(xué)成像技術(shù)。美國加州大學(xué)Davis分校于2002年10月宣布：未來10年內(nèi)，將投資5200萬美元建立生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)科學(xué)技術(shù)中心（The Center for Biophotonics Science and Technology），其中4000萬美元由NSF支持。在學(xué)術(shù)交流活動(dòng)方面，國際光學(xué)界規(guī)模最大西部光子學(xué)會(huì)議（Photonics West）上，每年的四個(gè)大分會(huì)之一即是生物醫(yī)學(xué)光學(xué)會(huì)議（BiOS），論文均超過大會(huì)總數(shù)的三分之一，如，2003年關(guān)于BiOS的專題為19個(gè)，占整個(gè)會(huì)議的19/52=36.5%；2004年，IBOS會(huì)議專題為20個(gè)，占整個(gè)會(huì)議的20/55=36.4%。另外，每年還召開歐洲生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)會(huì)議。除疾病早期診斷、生理參數(shù)監(jiān)測(cè)外，在基因表達(dá)、蛋白質(zhì)―蛋白質(zhì)相互作用、新藥研發(fā)和藥效評(píng)價(jià)等研究中，特別是近年來的Science, Nature, PNAS等國際權(quán)威刊物發(fā)表的論文表明，光子學(xué)技術(shù)也正在發(fā)揮至關(guān)重要的作用。在某些領(lǐng)域，如眼科，光學(xué)和激光技術(shù)已成熟地應(yīng)用于臨床實(shí)踐。激光還使治療腎結(jié)石和皮膚病的新療法得以實(shí)現(xiàn)，并以最小的無損或微損療法代替外科手術(shù)，如膝關(guān)節(jié)的修復(fù)。現(xiàn)在，用激光技術(shù)和光激勵(lì)的藥物相結(jié)合可治好某些癌癥。以光學(xué)診斷技術(shù)為基礎(chǔ)的流動(dòng)血細(xì)胞測(cè)量儀可用于監(jiān)測(cè)愛滋病患者體內(nèi)的病毒攜帶量。還有一些光學(xué)技術(shù)正處于無損醫(yī)學(xué)應(yīng)用的試驗(yàn)階段，包括控制糖尿病所進(jìn)行的無損血糖監(jiān)測(cè)和乳腺癌的早期診斷等。光學(xué)技術(shù)還為生物學(xué)研究提供了新的手段，如人體內(nèi)部造影、測(cè)量、分析和處理等。共焦激光掃描顯微鏡能將詳細(xì)的生物結(jié)構(gòu)的三維圖象展現(xiàn)出來，在亞細(xì)胞層次監(jiān)測(cè)化學(xué)組成和蛋白質(zhì)相互作用空間和時(shí)間特征。以雙光子激發(fā)熒光技術(shù)為代表的非線性成像方法，不僅可以改善熒光成像方法的探測(cè)深度、降低對(duì)生物體的損傷，而且還開辟了在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行高度定位的光化學(xué)療法。近場(chǎng)技術(shù)將分辨率提高到衍射極限以上，可以探測(cè)細(xì)胞膜上生物分子的相互作用、離子通道等等。激光器已成為確定DNA化學(xué)結(jié)構(gòu)排序系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。光學(xué)在生物技術(shù)方面的其它應(yīng)用還包括采用“DNA芯片”的高級(jí)復(fù)雜系統(tǒng)，和采用傳輸探針的簡單系統(tǒng)。激光鉗提供了一種在顯微鏡下方能看見的一種新奇的、前所未有的操作方法，能夠在生物環(huán)境中實(shí)現(xiàn)細(xì)胞或微觀粒子的操縱與控制，或在10-12m范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)力學(xué)參數(shù)的測(cè)量。結(jié)合光子學(xué)和納米技術(shù)已經(jīng)可以探測(cè)細(xì)胞機(jī)械活動(dòng)，揭示細(xì)胞水平上隱秘的生命過程，利用納米器件甚至可以檢測(cè)和操縱原子和分子，這可以應(yīng)用在細(xì)胞水平的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。高技術(shù)的進(jìn)步，如：微芯片極大地加速了生物光子學(xué)的發(fā)展進(jìn)程。集成電路、傳感器元件和相連電路的小型化、集成化促使在體和體外測(cè)量分子、組織和器官圖像成為可能。許多生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)技術(shù)已經(jīng)在臨床上應(yīng)用于早期疾病監(jiān)測(cè)或生理參量的測(cè)量，如血壓，血液化學(xué)，pH，溫度，或測(cè)量病理生物體或臨床上有重要意義的生化物種的存在與否。描述不同光譜特性（如熒光，散射，反射和光學(xué)相干成像）的各種光學(xué)概念出現(xiàn)在功能成像的重要領(lǐng)域。從大腦到竇體再到腹部，精確導(dǎo)位和追蹤，對(duì)于精確定位醫(yī)療儀器在三維手術(shù)空間的位置具有重要的作用。基于分子探針的光子技術(shù)可以識(shí)別發(fā)生疾病時(shí)產(chǎn)生的分子報(bào)警，將真正實(shí)現(xiàn)令人激動(dòng)的、個(gè)人的、分子水平的醫(yī)學(xué)。

我國的研究基礎(chǔ)與條件雖然相對(duì)落后，研究投入不足，但生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)是一門正在興起和不斷發(fā)展的學(xué)科，在這一新興交叉學(xué)科上國內(nèi)外處于一個(gè)起跑線上。近年來，在國家自然科學(xué)基金委、省部委以及其它基金項(xiàng)目的資助下，我國在生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)的研究中取得了很大的進(jìn)展，尤其是2000年第152次主題為 “生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)與醫(yī)學(xué)成像若干前沿問題”、第217次主題為“生物分子光子學(xué)”的香山會(huì)議后，有許多學(xué)校和科研單位開展了生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)的研究工作，并初步建成了幾個(gè)具有代表性的、具有自己研究特色和明確科研方向的研究機(jī)構(gòu)或?qū)嶒?yàn)室，并在生物醫(yī)學(xué)光學(xué)成像（如OCT、光聲光譜成像、雙光子激發(fā)熒光成像、二次諧波成像、光學(xué)層析成像等）、組織光學(xué)理論及光子醫(yī)學(xué)診斷、分子光子學(xué)（包括成像與分析）、生物醫(yī)學(xué)光譜、X射線相襯成像、光學(xué)功能成像、認(rèn)知光學(xué)成像、PDT光劑量學(xué)、高時(shí)空譜探測(cè)技術(shù)及儀器研究等方面取得了顯著的研究成果。發(fā)表了許多研究論文，申請(qǐng)了許多發(fā)明專利，有些已經(jīng)獲得產(chǎn)業(yè)化。國家自然科學(xué)基金委員會(huì)生命科學(xué)部與信息科學(xué)部聯(lián)合發(fā)起并承辦的全國光子生物學(xué)與光子醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)已經(jīng)舉辦了六屆。這對(duì)我國生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)學(xué)科的發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用。在我國近年所召開的亞太地區(qū)光子學(xué)會(huì)議中，有關(guān)生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)的內(nèi)容已大幅增加，成為主要的研討專題。我國的生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)研究和學(xué)術(shù)活動(dòng)也方興未艾，呈現(xiàn)與國際同步的態(tài)勢(shì)。在基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究以及對(duì)新技術(shù)的掌握方面跟蹤國際先進(jìn)水平，但國內(nèi)科研經(jīng)費(fèi)的投入相對(duì)較小，科研隊(duì)伍規(guī)模不大，原創(chuàng)性的科研成果與國外有較大差距。和國外的發(fā)展水平相比，我國的生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)發(fā)展還存在以下問題：

（1）盡管從事生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)的科研單位很多，但取得突破性、創(chuàng)新性的研究成果很少，主要是由于我們的科研隊(duì)伍在組織、組成上還不合理，過于分散、開展的內(nèi)容繁雜，難以將有限的資金投入到一些有利于國計(jì)民生的及上水平的研究方向上；另外許多單位的研究重復(fù)，缺乏合作，導(dǎo)致水平低下；

（2）和國外相比，研究經(jīng)費(fèi)無論在絕對(duì)值還是相對(duì)值上均投入十分不夠；

（3）缺乏研究成果產(chǎn)業(yè)化的引導(dǎo)機(jī)制。

三 醫(yī)學(xué)光電科學(xué)與技術(shù)（福建師范大學(xué)）教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室概況

“醫(yī)學(xué)光電科學(xué)與技術(shù)”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室設(shè)立于福建師范大學(xué)物理與光電信息科技學(xué)院（激光與光電子技術(shù)研究所）內(nèi)，作為本學(xué)科開展科研研究和實(shí)施建設(shè)與發(fā)展的一個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)室已有30年發(fā)展歷史，1973年成立福建師范學(xué)院物理系激光實(shí)驗(yàn)室，1984年成為福建師范大學(xué)激光研究所實(shí)驗(yàn)室，1995年為福建省首期211重點(diǎn)學(xué)科《應(yīng)用光子學(xué)》學(xué)科實(shí)驗(yàn)室，2003年5月26日經(jīng)福建省科技廳批準(zhǔn)成立“光子技術(shù)福建省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”，2005年7月28日經(jīng)教育部批準(zhǔn)立項(xiàng)建設(shè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室座落于福建師范大學(xué)長安山校園內(nèi)。

30年多來，實(shí)驗(yàn)室在生物組織光學(xué)、醫(yī)學(xué)光譜與光學(xué)成像技術(shù)、光診斷及光診療技術(shù)、信息技術(shù)光學(xué)及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用等四個(gè)主要方向上努力開拓，承擔(dān)并完成了數(shù)十項(xiàng)國家與省部重點(diǎn)、重大項(xiàng)目課題，取得一批代表我國本領(lǐng)域研究水平的科研成果，其中十五以來獲省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，三等獎(jiǎng)2項(xiàng)，其它省級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì)12項(xiàng)。在國內(nèi)外重要刊物發(fā)表的論文以及被SCI、EI收錄的論文均超過100篇。

實(shí)驗(yàn)室目前承擔(dān)著國家與省級(jí)重要課題50余項(xiàng)，科研經(jīng)費(fèi)超過2000萬元。其中國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目11項(xiàng)，國家教育部、科技部、衛(wèi)生部項(xiàng)目9項(xiàng)，福建省科技重大專項(xiàng)1項(xiàng)，其它省級(jí)重要項(xiàng)目近30項(xiàng)。

中科院半導(dǎo)體研究所原所長王啟明院士任重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)主任，副主任由黃尚廉院士和謝樹森教授擔(dān)任。另有九位國內(nèi)外著名的激光、光電子與醫(yī)學(xué)學(xué)科交叉的院士、專家或資深教授擔(dān)任委員，其中海外委員兩人。他們規(guī)劃、指導(dǎo)并檢查本學(xué)科實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與發(fā)展。

重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主要學(xué)術(shù)帶頭人、實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)常務(wù)副主任謝樹森教授是中國光學(xué)學(xué)會(huì)副理事長、福建省光學(xué)學(xué)會(huì)理事長、國家有突出貢獻(xiàn)的中青年專家、光學(xué)工程專業(yè)博導(dǎo)、全國勞動(dòng)模范，是我國醫(yī)學(xué)光電科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)帶頭人與開拓者。實(shí)驗(yàn)室主任陳榮教授、副主任李暉教授均為國務(wù)院特殊津貼專家，實(shí)驗(yàn)室常務(wù)副主任陳建新教授來自于北京大學(xué)的優(yōu)秀博士后研究員。重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室擁有穩(wěn)定的可持續(xù)開展高水平科研的學(xué)術(shù)梯隊(duì)，其中的中青年學(xué)術(shù)帶頭人或?qū)W術(shù)骨干包括1位閩江學(xué)者特聘教授、1位福建師范大學(xué)特聘教授、3位國務(wù)院特殊津貼專家、2位全國優(yōu)秀教師、2位福建省優(yōu)秀教師和15位博士。

重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與國內(nèi)外學(xué)術(shù)界建立了并保持著廣泛的聯(lián)系。重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已設(shè)立面向國內(nèi)外的開放課題基金。已批準(zhǔn)并實(shí)施來自浙江大學(xué)、廈門大學(xué)、上海光機(jī)所、西安交通大學(xué)、華南師范大學(xué)、天津醫(yī)科大學(xué)、上海市激光醫(yī)學(xué)研究中心等單位知名學(xué)者的開放課題。

重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已具備良好的科研軟硬件環(huán)境。現(xiàn)有面積近5000平方米，儀器設(shè)備原值2500多萬元。重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)管理制度健全。

“醫(yī)學(xué)光電科學(xué)與技術(shù)”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，在我國現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域特色鮮明，在我國相關(guān)學(xué)科處于領(lǐng)頭地位，有較大影響。重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)將有力促進(jìn)福建省科技創(chuàng)新能力建設(shè)，促使福建師范大學(xué)迅速向高水平、有特色、開放型的綜合性大學(xué)邁進(jìn)。同時(shí)，重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與發(fā)展將有力促進(jìn)我國醫(yī)學(xué)光電科學(xué)與相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，為廣大民眾的身心健康，為海峽西岸的科技、社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)。

四 發(fā)展趨勢(shì)和展望

光子學(xué)及其技術(shù)已廣泛應(yīng)用或滲透到生物科學(xué)和醫(yī)學(xué)的諸多方面，被科學(xué)界所認(rèn)同和重視。生物醫(yī)學(xué)光學(xué)已經(jīng)成為國際光學(xué)學(xué)科重要發(fā)展方向之一。生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)的發(fā)展，將為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)帶進(jìn)嶄新的時(shí)代。本學(xué)科的發(fā)展將繼續(xù)體現(xiàn)了多學(xué)科交叉的特點(diǎn)，研究領(lǐng)域涉及到了生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、和光學(xué)，還有化學(xué)等不同大學(xué)科的方方面面。技術(shù)開發(fā)與臨床應(yīng)用研究的結(jié)合將越來越密切。一般認(rèn)為，光學(xué)領(lǐng)域未來發(fā)展的重點(diǎn)是將各種復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)和技術(shù)更加廣泛地應(yīng)用于保健和醫(yī)療。當(dāng)今世界中,與光子學(xué)有關(guān)的技術(shù)沖擊著人類對(duì)生命體的認(rèn)知及人類健康領(lǐng)域。基于現(xiàn)代激光與光電子技術(shù)的生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)技術(shù)將為生命科學(xué)研究帶來具有原始性創(chuàng)新的重要科研成果，并可望形成有重大社會(huì)影響和經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)業(yè)。

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，光子學(xué)技術(shù)正在改變著藥物療法和常規(guī)手術(shù)的實(shí)施手段,并為醫(yī)療診斷提供了新方法。在某些領(lǐng)域,如眼科,光學(xué)和激光技術(shù)已成熟地應(yīng)用于臨床實(shí)踐。激光還使治療腎結(jié)石和皮膚病的新療法得以實(shí)現(xiàn),并以無損或微損療法代替外科手術(shù),如膝關(guān)節(jié)的修復(fù)。現(xiàn)在,用激光技術(shù)和光激勵(lì)的藥物相結(jié)合可治好某些癌癥。以光學(xué)診斷技術(shù)為基礎(chǔ)的流動(dòng)血細(xì)胞測(cè)量儀可用于監(jiān)測(cè)愛滋病患者體內(nèi)的病毒攜帶量。還有一些光學(xué)技術(shù)正處于無損醫(yī)學(xué)應(yīng)用的試驗(yàn)階段,包括控制糖尿病所進(jìn)行的無損血糖監(jiān)測(cè)和乳腺癌的早期診斷等。

在基礎(chǔ)研究方面，研究重點(diǎn)在于從細(xì)胞，甚至是亞細(xì)胞尺度層次揭示病變組織與正常組織之間的差異，為新技術(shù)開發(fā)以及應(yīng)用提供理論依據(jù)。另一方面，研究光與人體組織之間的相互作用以及所產(chǎn)生的光化學(xué)、光熱和光機(jī)械效應(yīng)。在技術(shù)的應(yīng)用方面，研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向比較各種技術(shù)中光源（相干光源/非相干光源、波長、功率密度、偏振性、連續(xù)/脈沖光源、脈沖持續(xù)時(shí)間等）和個(gè)體差異（年齡、性別、臨床癥狀、發(fā)病史、發(fā)病時(shí)間等）對(duì)診斷或治療結(jié)果的影響，在確定各種技術(shù)臨床適應(yīng)癥的同時(shí)，進(jìn)一步實(shí)用化各種技術(shù)。此外，還在不斷開發(fā)新的實(shí)用于不同疾病的診斷、治療和監(jiān)測(cè)技術(shù)。

值得關(guān)注的是，國外從事“生物醫(yī)學(xué)光學(xué)”領(lǐng)域研究的高校或研究機(jī)構(gòu)中，來自大陸的中國學(xué)者的數(shù)量越來越多。這有助于使國內(nèi)外的學(xué)術(shù)交流更加有效，并可以預(yù)期國內(nèi)與國外在該領(lǐng)域的研究水平差距將不斷縮小。

今后若干年內(nèi)醫(yī)學(xué)光電科技學(xué)科需關(guān)注的重大科學(xué)問題和優(yōu)先研究領(lǐng)域如下：

（一）醫(yī)學(xué)光子學(xué)基礎(chǔ)

在組織光學(xué)方面，其中最主要的有光在組織體內(nèi)傳播的特殊方式、組織光學(xué)性質(zhì)的描述以及有關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的開發(fā)和完善等。組織光學(xué)是醫(yī)學(xué)光子技術(shù)的理論基礎(chǔ)。光在生物組織中的運(yùn)動(dòng)學(xué)（如光的傳播）問題和動(dòng)力學(xué)（如光的探測(cè)）問題是研究的主要內(nèi)容，目的是要研究生物組織的光學(xué)性質(zhì)和確定某靶位單位面積上的光能流率。應(yīng)優(yōu)先解決測(cè)量技術(shù)和實(shí)驗(yàn)精度的問題，利用近場(chǎng)光學(xué)顯微技術(shù)、光鑷技術(shù)測(cè)量活體組織的光學(xué)參量。在理論建模方面，建立生物組織中光的傳輸理論和數(shù)值模擬方法。具體開展的研究工作應(yīng)包括：1）光在生物組織中傳輸理論：要用更復(fù)雜的理論來描述生物組織的光學(xué)性質(zhì)以及光在其中的傳播行為。建立準(zhǔn)確的組織光學(xué)模型，使之能反映生物組織空間結(jié)構(gòu)及其尺寸分布情況、組織各個(gè)部分的散射與吸收特性以及折射率在一定條件下的變化情況；改造傳輸方程，使之適應(yīng)新的條件，并能在某些情況下求出光在生物組織中傳輸?shù)幕拘再|(zhì)。2）光傳輸?shù)拿商乜_模擬：繼續(xù)開發(fā)新的更為有效的算法以適應(yīng)生物組織的多樣性和復(fù)雜性的要求。除了了解光在組織中的分布，還在探索從大量數(shù)字模擬中得到生物組織中光的宏觀分布與其光學(xué)性質(zhì)基本參量之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系。另外，發(fā)展非穩(wěn)態(tài)的光傳輸?shù)拿商乜_模擬方法也是一個(gè)重要的研究方向，從中可以獲得比穩(wěn)態(tài)條件下更多的信息。

組織光學(xué)參數(shù)的測(cè)量方法和技術(shù)方面，尚未獲得人體各種組織的可靠實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。發(fā)展和完善活體的無損檢測(cè)尤為重要。在這方面，時(shí)間分辨率與頻率分辨率的測(cè)量方法引人注目。

（二）醫(yī)學(xué)光子學(xué)光譜診斷技術(shù)

醫(yī)學(xué)光子學(xué)光譜（非成像）診斷技術(shù)實(shí)質(zhì)上是利用從組織體反射、散射、發(fā)射出來的光，經(jīng)過適當(dāng)?shù)姆糯蟆⑻綔y(cè)以及信號(hào)處理，來獲取組織內(nèi)部的病變信息，從而達(dá)到診斷疾病的目的。

生物組織的自體熒光與藥物熒光光譜技術(shù)，內(nèi)容涉及光敏劑的吸收譜、激發(fā)與發(fā)射熒光譜以及各種波長激光激發(fā)下正常組織與病變組織內(nèi)源性熒光基團(tuán)特征光譜等。現(xiàn)在人們所謂的特征熒光峰實(shí)際上只是卟啉分子的熒光峰。客觀和科學(xué)地判斷激光熒光光譜對(duì)腫瘤的診斷標(biāo)準(zhǔn)是十分必要的。目前，某些癌瘤的藥物熒光診斷已進(jìn)入臨床試用，自體熒光的應(yīng)用尚處于摸索之中。需要開展激光激發(fā)生物組織和細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的機(jī)理研究，探討激光誘發(fā)組織自體熒光與癌組織病理類型的相關(guān)性以及新型光敏劑的熒光譜、熒光產(chǎn)額和最佳激發(fā)波長等方面的研究，以期獲得極其穩(wěn)定、可靠的特征數(shù)據(jù)，為診斷技術(shù)的發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

近年來，拉曼光譜技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)中已顯示出它在靈敏度、分辨率、無損傷等方面的優(yōu)勢(shì)。應(yīng)開發(fā)并完善重要醫(yī)學(xué)物質(zhì)拉曼光譜數(shù)據(jù)庫，并使基于拉曼光譜分析的小型、高效、適用于體表與體內(nèi)的醫(yī)用拉曼光譜儀和診斷儀將在醫(yī)學(xué)臨床獲得更廣泛的應(yīng)用。

超快時(shí)間分辨光譜比穩(wěn)態(tài)光譜在技術(shù)上更靈敏、更客觀和更具有選擇性。因此，將脈寬為ps、fs量級(jí)的超短激光脈沖光源用于醫(yī)學(xué)受到廣泛重視，其一，應(yīng)發(fā)展超快時(shí)間分辨熒光光譜技術(shù)，用于測(cè)量生物組織及生物分子的熒光衰變時(shí)間，分析癌組織分子馳豫動(dòng)力學(xué)性質(zhì)等，為進(jìn)一步研究自體熒光法診斷惡性腫瘤提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；其二，應(yīng)發(fā)展超快時(shí)間分辨漫反射（透射）光譜技術(shù)。以時(shí)域的角度測(cè)量組織的漫反射，從而間接確定組織的光學(xué)特征。這是一種全新的、適用于活體的、無損和實(shí)時(shí)的測(cè)量方法，為確知光與生物組織的相互作用，解決醫(yī)學(xué)光子學(xué)中基礎(chǔ)測(cè)量問題開辟一條新徑。

（三）醫(yī)學(xué)光子學(xué)成像診斷技術(shù)

發(fā)展出具有無輻射損傷、高分辨率、非侵入、實(shí)時(shí)、安全的光子學(xué)成像診斷技術(shù)，并具有經(jīng)濟(jì)、小型、且能監(jiān)測(cè)活體組織內(nèi)部處于自然狀態(tài)化學(xué)成分等特點(diǎn)的醫(yī)療診斷設(shè)備。主要的醫(yī)學(xué)光子學(xué)成像診斷技術(shù)包括：

超快時(shí)間分辨成像技術(shù)：以超短脈沖激光作為光源，根據(jù)光脈沖在組織內(nèi)傳播時(shí)的時(shí)間分辨特性，使用門控技術(shù)分離出漫反射脈沖中未被散射的所謂早期光，進(jìn)行成像。正在研究的典型時(shí)間門有條紋照相機(jī)、克爾門、電子全息等。

散射成像技術(shù)：包括光子密度波散射層析成像、組織深度光譜測(cè)量以及復(fù)合成像等，利用紅外光源，光子密度波在生物組織中的穿透深度可達(dá)幾個(gè)毫米，在低散射的人腦組織中甚至可達(dá)30mm。

紅外熱成像：紅外熱成像是利用紅外探測(cè)器測(cè)量人體和動(dòng)物的正常與病變組織的溫度差異來診斷病變及其位置，現(xiàn)已在醫(yī)學(xué)診斷中得到廣泛的應(yīng)用，如乳腺腫瘤的診斷。

光學(xué)相干層析成像技術(shù)：一種非侵入式無損成像技術(shù)，并且可以與顯微鏡、手持探針、內(nèi)窺鏡、醫(yī)用導(dǎo)管、腹腔鏡等相結(jié)合使用，從而具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。而且，OCT能進(jìn)行眾多功能成像，如分光鏡OCT、多普勒OCT、偏振OCT：也可以與眾多成像技術(shù)結(jié)合使用，如熒光、雙光子、二次諧波成像等技術(shù)。

熒光壽命成像：受超短光脈沖激發(fā)后，熒光團(tuán)，包括自體熒光團(tuán)如NADH、FAD等和外源熒光團(tuán)，如有機(jī)熒光染料、熒光蛋白等，所發(fā)出熒光的壽命取決于熒光團(tuán)的分子種類及其所處的微環(huán)境，如pH、離子濃度（如Ca2+、Na+等）、氧壓等，因此熒光壽命的測(cè)量和成像，有助于提供生物組織的功能信息。和內(nèi)窺鏡結(jié)合，可用于胃癌、食道癌等疾病的早期診斷，是一種很有前途的具有高靈敏度、高特異性以及高診斷準(zhǔn)確性的早期癌癥診斷方法。

光聲作用成像：利用超聲場(chǎng)在生物組織中的優(yōu)良傳輸特性和激光在生物組織中的選擇性吸收特性,將超聲定位技術(shù)和光學(xué)高靈敏度檢測(cè)技術(shù)結(jié)合,以實(shí)現(xiàn)無損傷臨床醫(yī)學(xué)的結(jié)構(gòu)和功能層析診斷。預(yù)期成像深度遠(yuǎn)好于目前的光學(xué)成像方法,對(duì)于較厚生物組織成像及臨床應(yīng)用特別具有吸引力,可為及早發(fā)現(xiàn)一些特殊病變提供一種無損、有效、高準(zhǔn)確度的方法。

非線性光學(xué)成像：雙光子激發(fā)熒光顯微成像、二次諧波等成像技術(shù)由于具有三維高空間分辨率，對(duì)比度高、對(duì)生物組織的損傷小等優(yōu)點(diǎn)，研究工作重點(diǎn)是擴(kuò)展成像技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，重點(diǎn)解決研制小型化內(nèi)窺型診斷設(shè)備所面臨的相關(guān)技術(shù)問題。

人體經(jīng)絡(luò)的光學(xué)表征及其調(diào)控功能：已經(jīng)用不少事實(shí)證明了經(jīng)脈循行路線的現(xiàn)象，也初步顯示了人體體表沿十四經(jīng)脈路線存在的紅外輻射軌跡。然而，至今未能用西醫(yī)的形態(tài)學(xué)或生理學(xué)方法證明它的存在，也不能明晰地闡明“經(jīng)絡(luò)”的實(shí)質(zhì)。可以利用已發(fā)展的生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)諸多成像技術(shù)為工具，研究這個(gè)具有中國特色的中醫(yī)學(xué)中的重大問題。

4.醫(yī)用激光治療技術(shù)（激光醫(yī)學(xué)）

強(qiáng)激光治療：是當(dāng)前激光醫(yī)學(xué)中最成熟和最重要的領(lǐng)域。隨著新型醫(yī)用激光器的不時(shí)出現(xiàn)，如：鈦激光、鉺激光、準(zhǔn)分子激光等，強(qiáng)激光治療技術(shù)的臨床用途也逐漸增多，提出一些新的問題。關(guān)于這些新型激光器及新的工作方式對(duì)人體組織的作用特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)還相對(duì)不足，基本沒有適合國人組織特性的治療參數(shù)。為此需加強(qiáng)研究激光與生物組織間的作用關(guān)系，特別是在諸多有效療法中已獲得重要應(yīng)用的激光與生物組織間的作用關(guān)系；研究不同激光參數(shù)（包括波長、功率密度、能量密度與運(yùn)轉(zhuǎn)方式等）對(duì)不同生物組織、人體器官組織及病變組織的作用關(guān)系，取得系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，同時(shí)也有必要加強(qiáng)新型激光器及新的工作方式的臨床適應(yīng)證的研究。

低強(qiáng)度激光治療：非熱或低強(qiáng)度激光輻射可作為一種輔助治療手段，其作用機(jī)理尚不清楚。對(duì)弱激光治療機(jī)理的認(rèn)識(shí)有待于整個(gè)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的提高，如充分認(rèn)識(shí)細(xì)胞基因表達(dá)與調(diào)控、細(xì)胞代謝的調(diào)控、免疫反應(yīng)的調(diào)控等，同時(shí)還需研究不同弱激光劑量對(duì)這些調(diào)控的影響，這才能提高弱激光治療的針對(duì)性和療效。針對(duì)目前臨床上盲目夸大療效、照射劑量嚴(yán)重混亂的局面，建議重點(diǎn)扶持2-3個(gè)弱激光研究中心，集中財(cái)力與人力進(jìn)行弱激光的細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)研究；弱激光生物調(diào)節(jié)作用和細(xì)胞生物學(xué)現(xiàn)象（基因調(diào)控和細(xì)胞凋亡）的量效關(guān)系、弱激光鎮(zhèn)痛的分子生物學(xué)機(jī)制以及弱激光與細(xì)胞免疫（抗菌、抗毒素、抗病毒等）的關(guān)系及其機(jī)制。尋求弱激光生物刺激效應(yīng)的可能機(jī)制與量效關(guān)系；規(guī)范臨床治療參數(shù)與操作等。

光動(dòng)力學(xué)治療（PDT）是當(dāng)前激光醫(yī)學(xué)中最具活力且發(fā)展迅速的領(lǐng)域。光動(dòng)力療法具備了診斷和治療腫瘤、心腦血管病等人類重大疾病的潛力。光動(dòng)力療法在鮮紅斑痣、老年性眼底黃斑病變、某些頑固性皮膚病、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等常規(guī)手段難以奏效的良性疾病的治療研究中取得一系列進(jìn)展，并結(jié)合內(nèi)鏡技術(shù)的發(fā)展等，其應(yīng)用領(lǐng)域得到很大的延伸和擴(kuò)展。這些都說明發(fā)展光動(dòng)力療法具有重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)資助PDT相關(guān)產(chǎn)品的國產(chǎn)化，扶持新一代國產(chǎn)光敏劑的開發(fā)及相應(yīng)激光器的產(chǎn)業(yè)化，資助新一代光敏劑光動(dòng)力學(xué)治療的機(jī)理研究。作用機(jī)理、光動(dòng)力療法各要素對(duì)光動(dòng)力學(xué)效應(yīng)的影響、建立數(shù)學(xué)模型、新型光敏劑光動(dòng)力學(xué)效應(yīng)的研究，為開拓光動(dòng)力療法新的應(yīng)用領(lǐng)域取得系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

激光美容與光子嫩膚術(shù)：利用激光或強(qiáng)脈沖光照射皮膚后的選擇性光熱解效應(yīng)，即靶組織（病灶）和正常組織對(duì)光的吸收率的差別，使激光在損傷靶組織的同時(shí)避免正常組織的損傷這一原則，達(dá)到去皺、去文身、脫毛和治療各種皮膚病或達(dá)到美容的效果。

五 結(jié)論

醫(yī)學(xué)光子學(xué)及其技術(shù)的學(xué)科發(fā)展，對(duì)生命科學(xué)有重要且積極的意義。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，將為解決長期困擾人類的疑難頑疾如心血管疾病和癌癥的早期診治提供可能性，從而提高人類的生存價(jià)值和意義，其中的重大突破將起到類似X射線和CT技術(shù)在人類文明進(jìn)步史上的重要推動(dòng)作用，在知識(shí)經(jīng)濟(jì)崛起的時(shí)代還可能產(chǎn)生和帶動(dòng)一批高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

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課題組成員：

1.謝樹森：教授、博士導(dǎo)師，中國光學(xué)學(xué)會(huì)副理事長，福建省光學(xué)學(xué)會(huì)理事長

2.李 暉：福建師范大學(xué) 醫(yī)學(xué)光電科學(xué)與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

3.陳 榮：福建師范大學(xué) 醫(yī)學(xué)光電科學(xué)與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

篇(4)

目前我國水利工程管理，已經(jīng)從粗放型向集約型轉(zhuǎn)化，從適應(yīng)計(jì)劃經(jīng)濟(jì)到適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)化。在管理體系上，實(shí)行從中央到地方分級(jí)負(fù)責(zé)的管理體制，并分為水行政主管部門及業(yè)務(wù)管理部門兩個(gè)體系。在法規(guī)建設(shè)方面，先后頒布了《中華人民共和國水法》、《中華人民共和國防洪法》、《中華人民共和國河道管理?xiàng)l例》、《中華人民共和國防汛條例》及《水庫大壩安全管理?xiàng)l例》等水利工程管理的根本法規(guī)，并制訂了相應(yīng)的配套法規(guī)，如《混凝土大壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》、《土石壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》、《防洪標(biāo)準(zhǔn)》、《水庫大壩安全鑒定辦法》、《水庫大壩注冊(cè)登記辦法》、《水閘安全鑒定規(guī)定》、《水利建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)規(guī)范》以及《水庫大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》等幾十種法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在上述法規(guī)的規(guī)范和指導(dǎo)下，使水利工程管理逐步走上法制化、規(guī)范化、科學(xué)化及現(xiàn)代化的軌道。

2水利工程建設(shè)與管理中存在的主要問題

2.1部分已建工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，工程質(zhì)量有待提高，不能滿足防洪興利需要

例如，一些大江大河的堤防工程普遍存在堤頂高程不足、堤身斷面單薄、堤基滲涌嚴(yán)重等問題。以長江為例，1998年洪水期間，僅中下游干堤就出現(xiàn)險(xiǎn)情6100處，高水位時(shí)，每天險(xiǎn)情300余處。洪水災(zāi)害所造成的損失極其嚴(yán)重，據(jù)統(tǒng)計(jì)，l993-l998年，全國洪災(zāi)造成的直接經(jīng)擠損失高達(dá)10500億元。我國已建各類水庫大壩86000余座，病險(xiǎn)水庫占40％左右。這些病險(xiǎn)水庫有的降低水位，甚至空庫運(yùn)行，嚴(yán)重影響其效益的發(fā)揮；有的帶病運(yùn)行，對(duì)下游人民的生命財(cái)產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅，一旦失事，將會(huì)造成慘重?fù)p失。

2.2“重建輕管”使水利工程管理手段落后，技術(shù)水平低，影響工程建設(shè)及其效益的發(fā)揮

例如，大量的水利工程年久失修，不少病險(xiǎn)工程沒能得到及時(shí)除險(xiǎn)加固。在管理手段和技術(shù)方面，就水利工程安全監(jiān)測(cè)（控）而言，目前的監(jiān)測(cè)（控）覆蓋范圍及水平與我國水利工程安全和調(diào)度運(yùn)行要求還很不相稱，我國至今還沒有一個(gè)關(guān)于工程安全監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)的國家級(jí)水利工程管理信息系統(tǒng)。在管理“軟件”上，無論是水利工程安全管理，還是除險(xiǎn)加固安排與資金投入都需要對(duì)工程做出安全風(fēng)險(xiǎn)分析和評(píng)估。

2.3水利工程建設(shè)跟不上國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)及環(huán)境發(fā)展的需要

目前的水利工程建設(shè)落后于形勢(shì)需要，有些大江大河至今仍無控制性水庫工程，缺乏對(duì)洪水的調(diào)控手段，致使防洪處于被動(dòng)局面。北方的干旱缺水嚴(yán)重影響人民生話和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展及生態(tài)環(huán)境，中央提出的西部大開發(fā)戰(zhàn)略也必須要有足夠水資源作保證。我國修建了不少地面水庫，可對(duì)資源豐富的地下水庫的利用卻研究的不多。我國在解決北方、西部的干旱缺水和生態(tài)惡化問題時(shí)，應(yīng)結(jié)合地下水庫的利用采取綜臺(tái)治理措施。我國城市建設(shè)發(fā)展很快，現(xiàn)代化大都市的污水排放及處理是必須解決的環(huán)保問題，尤其是工業(yè)化大都市。

3水利工程建設(shè)所需采用的關(guān)鍵技術(shù)

3.1深覆蓋層堤壩地基滲流控制技術(shù)

完善防滲體系、防滲效果檢測(cè)技術(shù)，分析超深、超薄防滲墻防滲機(jī)理，開發(fā)質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的新型防滲土工合成材料，開發(fā)適應(yīng)大變形的高抗?jié)B塑性混凝土。

3.2堤防崩岸機(jī)理分析、預(yù)報(bào)及處理措施

崩岸形成的地質(zhì)資料及河流地質(zhì)作用分析、崩岸變形破壞機(jī)理分析、崩岸穩(wěn)定性分析及評(píng)價(jià)研究、崩岸監(jiān)測(cè)研究及預(yù)報(bào)技術(shù)研究、崩岸防治及施工技術(shù)研究、崩岸預(yù)警搶險(xiǎn)應(yīng)急技術(shù)及決策支持系統(tǒng)研究。

3.3水利工程老化及病險(xiǎn)問題分析

水利工程老化病害機(jī)理、堤防隱患探測(cè)技術(shù)與關(guān)鍵設(shè)備、病險(xiǎn)堤壩安全評(píng)價(jià)與除險(xiǎn)加固決策系統(tǒng)、堤壩滲流控制和加固關(guān)鍵技術(shù)、長效減壓技術(shù)、堤壩防滲加固技術(shù)，已有堤壩防滲加固技術(shù)的完善與規(guī)范化。

3.4水利工程監(jiān)測(cè)技術(shù)

高精度、耐久、強(qiáng)抗干擾的小量程鋼弦式孔隙水壓力計(jì)，智能型分布式自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，水利工程中的光導(dǎo)纖維監(jiān)測(cè)技術(shù)，大型水利工程泄水建筑物長期動(dòng)態(tài)觀測(cè)及數(shù)據(jù)分析評(píng)價(jià)方法研究，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在水利工程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用，大壩工作與安全性態(tài)評(píng)價(jià)專家系統(tǒng)，堤防安全監(jiān)測(cè)技術(shù)，水利工程工情與水情自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，及高壩及超高壩的關(guān)鍵技術(shù)：設(shè)計(jì)參數(shù)的分析，強(qiáng)度、變形及穩(wěn)定計(jì)算分析，高速及超高速水力學(xué)研究。

3.5碾壓混凝土及面板膠結(jié)堆石筑壩新技術(shù)的研究

對(duì)于碾壓混凝土壩，涉及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)、材料配比的研究、施工方法的改進(jìn)、溫控方法及施工質(zhì)量控制；做好面板膠結(jié)堆石壩，集料級(jí)配及摻入料配臺(tái)比的試驗(yàn)。做好膠結(jié)堆石料的耐久性、壩體可能的破壞形態(tài)及安全準(zhǔn)則、壩體及其材料的動(dòng)力特性、高壩壩體變形特性及對(duì)上游防滲體系的影響做好認(rèn)真分析。另外水利工程抗震技術(shù)，工程地震反應(yīng)及安全監(jiān)測(cè)，震害調(diào)查，抗震設(shè)計(jì)，以及抗震加固技術(shù)應(yīng)用。

3.6高邊坡技術(shù)研究

高邊坡工程力學(xué)模型破壞機(jī)理和巖石力學(xué)參數(shù)研究，高邊坡研究中的巖石水力學(xué)研究，高邊坡穩(wěn)定分析及評(píng)價(jià)技術(shù)，高邊坡加固技術(shù)及施工工藝研究，高邊坡監(jiān)測(cè)技術(shù)研究，以及高邊坡反饋設(shè)計(jì)理論和方法研究。

3.7地下工程

復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下大型地下洞室群巖體地質(zhì)模型的建立及地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法，不均勻巖體圍巖穩(wěn)定力學(xué)模型及巖體力學(xué)作用研究，圍巖結(jié)構(gòu)關(guān)系研究，巖石力學(xué)參數(shù)確定及分析研究，強(qiáng)度及穩(wěn)定性準(zhǔn)則研究，應(yīng)力場(chǎng)與滲流場(chǎng)的耦臺(tái)研究，大型地下洞室群工程模型研究，洞室群布置優(yōu)化，洞口邊坡與洞室相互影響及其穩(wěn)定性和變形破壞規(guī)律研究，地下洞室群施工順序、施工技術(shù)優(yōu)化，地下洞室圍巖加固機(jī)理及效應(yīng)研究，大型地下洞室群監(jiān)測(cè)技術(shù)研究，隧洞盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)研究，巖爆的監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)及防治技術(shù)以及圍巖大變形支護(hù)材料和控制技術(shù)。

3.8新型材料及新型結(jié)構(gòu)

新型材料研究涉及新型混凝土外加劑與摻合料、自排水模板、各種新型防護(hù)材料、各種水上和水下修補(bǔ)新材料、各種土工合成新材料，以及用于灌漿的超細(xì)水泥等。

3.9做好水利工程安全管理信息系統(tǒng)

建立現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)采集系統(tǒng)，遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)的開發(fā)研制，中心站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與綜合數(shù)據(jù)庫的建立及信息接收子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)、安全評(píng)價(jià)子系統(tǒng)與信息服務(wù)子系統(tǒng)等，以及建立中央指揮站。

4結(jié)束語

水利是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)設(shè)施，目前，水利已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的制約因素，洪澇災(zāi)害、干旱缺水及水生態(tài)惡化是水利工作亟待解決的三大問題，水利工程建設(shè)與管理應(yīng)圍繞解決這三大問題開展工作。科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，要做好水利科技發(fā)展規(guī)劃，并付諸實(shí)施。在采取必要的水利工程措施的同時(shí)，還要采取相應(yīng)的非工程措施。

篇(5)

關(guān)鍵詞： 統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；支持向量機(jī)

中圖分類號(hào)：F224文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671－7597（2012）0110102－01

0 引言

互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來使得網(wǎng)絡(luò)重要性和人們對(duì)其依賴也日益增強(qiáng)。網(wǎng)絡(luò)安全問題也不容樂觀。網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是保證網(wǎng)絡(luò)安全的重要環(huán)節(jié)。基于人工智能的評(píng)估方法是近些年發(fā)展起來的，其評(píng)估結(jié)果較為客觀和準(zhǔn)確，克服了傳統(tǒng)方法的缺陷，為網(wǎng)絡(luò)安全評(píng)估拓展新的空間。支持向量機(jī)[1]就是其中一種，其學(xué)習(xí)能力強(qiáng)，解決了在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法中無法避免的局部極值問題，具有較好的泛化推廣能力。

1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及支持向量機(jī)

1.1 網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。準(zhǔn)確進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估并預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)成為保障各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)安全急需解決的問題。網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[2]是指依據(jù)國家有關(guān)網(wǎng)絡(luò)信息安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)及由其處理、傳輸和存儲(chǔ)的信息的保密性、完整性和可用性等安全屬性進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)的過程。風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算是對(duì)通過對(duì)風(fēng)險(xiǎn)分析計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)值的過程。風(fēng)險(xiǎn)分析中要涉及資產(chǎn)、威脅、脆弱性等基本要素，每個(gè)要素有各自的屬性。

在完成了資產(chǎn)識(shí)別、威脅識(shí)別、脆弱性識(shí)別，以及對(duì)已有安全措施確認(rèn)后，將采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄅc工具確定威脅利用脆弱性導(dǎo)致安全事件發(fā)生的可能性，考慮安全事件一旦發(fā)生其所作用的資產(chǎn)的重要性及脆弱性的嚴(yán)重程度判斷安全事件造成的損失對(duì)組織的影響，即安全風(fēng)險(xiǎn)。風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算原理利用范式（1）給出：

風(fēng)險(xiǎn)值=R（A，T，V）=R（L（T，V），F(xiàn)（Ia，Va））（1）

其中，R表示安全風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算函數(shù)；A表示資產(chǎn)；T表示威脅；V表示脆弱性；Ia表示安全事件所作用的資產(chǎn)重要程度；Va表示脆弱性嚴(yán)重程度；L表示威脅利用資產(chǎn)的脆弱性導(dǎo)致安全事件發(fā)生的可能性；F表示安全事件發(fā)生后產(chǎn)生的損失。

1.2 支持向量機(jī)理論。SVM是在統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是根據(jù)Vapnik提出的結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)最小化原則來提高學(xué)習(xí)機(jī)泛化能力的方法。SVM對(duì)小樣本、非線性和高維特征具有很好的性能[4]。具有理論完備、適應(yīng)性強(qiáng)、全局優(yōu)化、訓(xùn)練時(shí)間短、泛化性能好等優(yōu)點(diǎn)[6]。

假定訓(xùn)練數(shù)據(jù) 可以被超平面

無錯(cuò)誤地分開，且距離超平面最近的向量與超平面間的距離最大，則稱這個(gè)超平面為最優(yōu)超平面。而SVM的主要思想就是：通過某種事先選擇的非線性映射將輸入向量x映射到一個(gè)高維特征空間Z，在這個(gè)空間中構(gòu)造最優(yōu)分類超平面。SVM就是解決如何求解得到最優(yōu)分類超平面及如何解決高維空間常遇到的維數(shù)災(zāi)難問題。而通過核函數(shù)方法向高維空間映射時(shí)并不增加計(jì)算復(fù)雜度，又可以有效克服維數(shù)災(zāi)難問題。

SVM中不同的核函數(shù)將形成不同的算法，對(duì)于在具體問題中核函數(shù)的選定和構(gòu)造也是SVM中的研究內(nèi)容之一。

2 支持向量機(jī)的評(píng)估方法

支持向量機(jī)可以較好的解決小樣本、非線性模式識(shí)別、過擬合、高維數(shù)等問題，具有學(xué)習(xí)能力強(qiáng)，全局最優(yōu)以及很好的泛化能力和結(jié)果簡單等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具有其可行性及優(yōu)勢(shì)[3，5]。

2.1 算法可行性。將SVM運(yùn)用到風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，對(duì)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具有其可行性。支持向量機(jī)是專門針對(duì)有限樣本情況的，目標(biāo)是得到現(xiàn)有信息下的最優(yōu)解。其次，支持向量機(jī)能將分類問題最終轉(zhuǎn)化成一個(gè)二次尋優(yōu)問題。最后，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估對(duì)問題解決方法的泛化能力及簡單性要求較高。支持向量機(jī)能將實(shí)際問題通過非線性變換轉(zhuǎn)到高維特征空間，在高維特征空間中構(gòu)造線性判別函數(shù)使得原始空間具有了非線性判別函數(shù)的功能。在保證模型推廣性的同時(shí)也消除了維數(shù)災(zāi)難的問題。

2.2 基于SVM的評(píng)估模型。隨著SVM的廣泛應(yīng)用及對(duì)其深入研究，結(jié)合具體需求將SVM與其他算法相結(jié)合進(jìn)行優(yōu)化，出現(xiàn)一些新型的SVM方法。在對(duì)SVM參數(shù)優(yōu)化方法也有相關(guān)深入的算法研究。本論文結(jié)合SVM實(shí)際應(yīng)用模型與網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估要求及流程，提出基于SVM的評(píng)估模型。評(píng)估模型主要分四部分：評(píng)估觀測(cè)期、風(fēng)險(xiǎn)分析期、基于SVM的評(píng)估期、防護(hù)措施調(diào)整期。該模型采用周期循環(huán)的理念，可以得到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)的安全狀況，更好的保證網(wǎng)絡(luò)安全可靠。

基于SVM的評(píng)估期對(duì)評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行歸一處理，作為SVM的輸入。對(duì)數(shù)據(jù)初始化后通過對(duì)訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)，最終獲得SVM的訓(xùn)練模型。然后運(yùn)用模型對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到測(cè)試集中樣本的分類結(jié)果即評(píng)估結(jié)果。

3 結(jié)束語

網(wǎng)絡(luò)安全評(píng)估成為解決網(wǎng)絡(luò)安全問題以及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的關(guān)鍵手段之一。支持向量機(jī)能較好地解決傳統(tǒng)評(píng)估方法不能解決的非線性、高維和局部極小等實(shí)際問題，克服了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的過擬合、局部最優(yōu)的缺陷，成為網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的又一研究熱點(diǎn)。該領(lǐng)域仍需完善和改進(jìn)SVM算法，結(jié)合其他學(xué)科提高SVM訓(xùn)練速度、降低算法復(fù)雜度和運(yùn)算量等。

參考文獻(xiàn)：

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[6]故亞祥、丁世飛，支持向量機(jī)研究進(jìn)展[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)，2011，38（3）：14-17．

篇(6)

abstract： the significance of cmcc provincial main optical transmission network mesh is to improve the reliability of the nodes to the aggregation node so as to improve the network safety. this article analyzes the newly built optical routing according to reliability theory and finally provides guidance for the selection of optical routing.

關(guān)鍵詞： 光纜路徑；可靠性分析；可靠度

key words： optical routing；reliability analysis；reliability

中圖分類號(hào)：o224 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)：1006-4311（2013）35-0305-02

1 可靠性理論概述

可靠性，是指單元或由單元組成的系統(tǒng)在一定條件下完成其預(yù)定功能的能力。單元是元件、器件、部件、設(shè)備等的泛稱。單元或系統(tǒng)的功能喪失，無論其能否修復(fù)，都稱之為失效。可靠性理論即以失效現(xiàn)象為其研究對(duì)象，因而涉及工程設(shè)計(jì)、失效機(jī)理的物理和化學(xué)分析、失效數(shù)據(jù)的收集和處理、可靠性的定量評(píng)定以及使用、維修和管理等范圍。

運(yùn)用概率統(tǒng)計(jì)和運(yùn)籌學(xué)的理論和方法，對(duì)單元或系統(tǒng)的可靠性作定量研究。它是可靠性理論的基礎(chǔ)。通過數(shù)學(xué)模型定量研究系統(tǒng)的可靠性，并探討它與系統(tǒng)性能、經(jīng)濟(jì)效益之間的關(guān)系，是可靠性數(shù)學(xué)理論的主要方法。

2 mesh化傳輸網(wǎng)絡(luò)的可靠度分析

一般來說，對(duì)于節(jié)點(diǎn)數(shù)量為n個(gè)網(wǎng)絡(luò)，其鏈路數(shù)量的最大值為eij=■│i=1，2，…，n；j=1，2，…，n。

圖1中僅以4個(gè)節(jié)點(diǎn)做為示例，即節(jié)點(diǎn)數(shù)為n=4。構(gòu)建全網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)中不存在的鏈路，可將其相關(guān)值賦為0或1。

根據(jù)圖1，該模型中將引入多個(gè)參數(shù)用來進(jìn)行表征。具體參數(shù)如下：

①r（i，j）：表示節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j間單條鏈路的可靠度，對(duì)于不存在鏈路該值為0，同時(shí)，由于設(shè)備故障概率要遠(yuǎn)小于光纜故障概率，為簡化計(jì)算，暫不考慮設(shè)備的可靠性，即默認(rèn)為設(shè)備的可靠度為1；②r（i，j）：表示節(jié)點(diǎn)i與j間的混聯(lián)系統(tǒng)的可靠度；③d（i，j）：表示實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)i與j間的通信而增加的相應(yīng)費(fèi)用；④g（i，j）表示某網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖的鄰接矩陣，由于網(wǎng)絡(luò)的雙工性，此網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖可視為無向圖。⑤gij表示g（i，j）中的元素值；⑥am（m=1，2，3，…，■）表示矩陣g （k，h）（i，j）k∈i，h∈j中，節(jié)點(diǎn)k與節(jié)點(diǎn)h的連通度，若有鏈路可達(dá)（連通），am=1，或元鏈路可達(dá)（不連通）am=0。⑦ρ （k，h）（i，j）表示節(jié)點(diǎn)k與h間的鏈路在一張復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)是的臨界重要度[3]。

通過對(duì)一張全網(wǎng)狀網(wǎng)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可靠度的計(jì)算，得出某一鏈路的臨界重要度，以確定該條鏈路在全網(wǎng)進(jìn)行通信時(shí)的重要程度。同時(shí)根據(jù)其費(fèi)用情況，選擇經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠的光纜段落進(jìn)行建設(shè)。

3 不同光纜鏈路對(duì)可靠性的影響

在通信網(wǎng)絡(luò)中，若網(wǎng)絡(luò)的可靠度低于預(yù)定的可靠度，則應(yīng)該通過提高元部件可靠度來改善整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可靠度。但是，對(duì)于大型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而言，由于其中所包含的元部件非常多，若從提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)元部件可靠度著手的話，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致消耗大量的人力和時(shí)間。我們可以通過改善網(wǎng)絡(luò)中少數(shù)比較重要的，即影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可靠性性能比較大的元部件的可靠性，從而可大量節(jié)省人力資源和時(shí)間的消耗[2]。

假設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)中涉及到的所有的光纜可靠度，分別記為，r（i，j）（i，j=0，1，…，n）。則通信網(wǎng)絡(luò)可靠度函數(shù)為

r（i，j）=f[r（i，j）]。這里我們定義偏導(dǎo)數(shù)■×■為節(jié)點(diǎn)i與j間光纜的臨界重要度，由此定義以及偏導(dǎo)數(shù)的數(shù)學(xué)意義就可以很容易看出，臨界重要度越大的部件，其可靠度的改善對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可靠度r（i，j）的改善增益越大。

任何兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間通信均為規(guī)劃路徑的并集，其可靠度最終均可以經(jīng)過復(fù)雜系統(tǒng)的分解，表示為各部件的函數(shù)。對(duì)于暫無實(shí)際路由的情況，可以假定存在多條可靠度為0的部件，經(jīng)過各節(jié)點(diǎn)間的可靠性函數(shù)及偏導(dǎo)數(shù)的計(jì)算，便可以知道各部件對(duì)于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可靠性提高的增益程度。然而在■×■中，r（i，j）不可為0，因?yàn)槠渲禐?，無法表示出其對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的影響。因此在此情況下，可根據(jù)該段落的實(shí)際長度和敷設(shè)環(huán)境，經(jīng)驗(yàn)

判斷其建成后的可靠度，進(jìn)行賦值，然后再進(jìn)行計(jì)算，便能夠準(zhǔn)確的體現(xiàn)出該段光纜段落相對(duì)于全網(wǎng)通信的重要程度。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)，可以有側(cè)重的對(duì)改善對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可靠度r（i，j）的改善增益較大的部件進(jìn)行投資建設(shè)。

一張復(fù)雜的通信網(wǎng)絡(luò)，在進(jìn)行光纜建設(shè)時(shí)，對(duì)于絕對(duì)集中型業(yè)務(wù)，設(shè)匯聚節(jié)點(diǎn)為k，按照上述的計(jì)算過程，可以得到一個(gè)關(guān)于k的■×n的矩陣：

■ ■ … ■■ ■ … ■■ ■ … ■ … … … …■ ■ … ■ … … … …■ ■ … ■橫向求和得ρ （k，i）（i，j）ρ （k，i）（1，2）ρ （k，i）（1，3）ρ （k，i）（1，4） … ρ （k，i）（i，j） …ρ （k，i）（n-1，n）

當(dāng)業(yè)務(wù)流量不再呈集中型，而呈分散型時(shí)，將會(huì)得到一個(gè)三維矩陣，即在以上矩陣的基礎(chǔ)上，k執(zhí)行1至n的循環(huán)，屆時(shí)ρ（i，j）=■ρ （k，i）（i，j）。 然而，可靠性僅是光纜建設(shè)的一個(gè)參考因素，而投資也是光纜建設(shè)的一個(gè)重要參考因素。需要根據(jù)光纜的可靠性和投資因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。具體的評(píng)價(jià)方法為分別將可靠性和投資賦予權(quán)重，表示為wk和wt，乘以相應(yīng)的權(quán)重后，比較該列矩陣的各行的值，便可得出應(yīng)優(yōu)先建設(shè)的路由排序值：

方案（1，2）方案（1，3）方案（1，4） … 方案（i，j） …方案（n-1，n）=wk×ρ （k，i）（1，2）ρ （k，i）（1，3）ρ （k，i）（1，4） … ρ （k，i）（i，j） …ρ （k，i）（n-1，n）+wt×ρ （k，i）（1，2）ρ （k，i）（1，3）ρ （k，i）（1，4） … ρ （k，i）（i，j） …ρ （k，i）（n-1，n）

選擇可選方案中最大的方案（i，j）值，即為最優(yōu)先建設(shè)的光纜段落。

4 模型建立與求解

本文將以黑龍江移動(dòng)省干網(wǎng)絡(luò)為例，進(jìn)行模型建立與求解。按照投資計(jì)劃，黑龍江移動(dòng)將選擇兩條可行段落的光纜進(jìn)行建設(shè)，即哈爾濱—牡丹江和哈爾濱—肇源。本文將結(jié)合可靠性的計(jì)算對(duì)以上兩段光纜的優(yōu)選進(jìn)行驗(yàn)證。

4.1 參數(shù)取值如表1所示。由于在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)前，基于光纜建設(shè)難度和投資造價(jià)等因素，已經(jīng)選定了擬建路由，本文對(duì)這兩條擬建路由進(jìn)行分析。

4.2 可靠性分析：各節(jié)點(diǎn)間可靠性計(jì)算 按照前面的介紹，求得各節(jié)點(diǎn)與哈爾濱之間通信臨界重要度的值如下面的矩陣所示：

■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■=2.6×10-6 1.8×10-6 1.2×10-6 1.8×10-6 2.7×10-6 1.9×10-6 1.1×10-6 0.9×10-63.2×10-6 1.8×10-6 0.9×10-6 1.1×10-6 0.9×10-6 1.86×10-6 1.7×10-6 2.7×10-6

橫向求和為：ρ（k12）ρ（k13）=1.415*10-5）1.403*10-5。取ρ′（k12）ρ′（k13）=1.4151.403，wk=0.4，wt=0.6。

兩條光纜的投資額對(duì)比為d（k12）d（k13）=1.356千萬）1.553千萬

顯然，建設(shè)哈爾濱至牡丹江段落的光纜優(yōu)于建設(shè)哈爾濱至肇源段落的光纜。因此，在進(jìn)行光纜建設(shè)時(shí)，將主要依據(jù)可靠性理論進(jìn)行新建光纜路徑的選擇。選擇路由可達(dá)且對(duì)傳輸網(wǎng)可靠性的提高影響較大的段落進(jìn)行建設(shè)或優(yōu)化，是網(wǎng)絡(luò)向mesh化演進(jìn)光纜層面的主要建設(shè)思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]李阿男，劉海濤.一種基于可靠性的簡化ason方案[j].中國科技博覽，2011（35）：63-63.

篇(7)

【摘要】本文在前人的研究基礎(chǔ)上,運(yùn)用領(lǐng)導(dǎo)理論、目標(biāo)設(shè)置理論的已有研究成果,綜合考慮了不同理論在變革型領(lǐng)導(dǎo)發(fā)揮作用的主題框架下的觀點(diǎn),構(gòu)建了一個(gè)包含變革型領(lǐng)導(dǎo)、目標(biāo)設(shè)置理論對(duì)員工工作績效發(fā)揮作用的理論模型。同時(shí)也提出希望以后的學(xué)者進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)證研究。

【關(guān)鍵詞】目標(biāo)設(shè)置理論;變革型領(lǐng)導(dǎo);員工工作績效

我國加入WTO以后,國有企業(yè)和其他各類企業(yè)都經(jīng)受著經(jīng)濟(jì)全球化的沖擊。各級(jí)管理者和員工不同程度的意識(shí)到市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的殘酷與壓力。尤其是人力資源競(jìng)爭(zhēng)日益激烈,而員工工作績效研究就是人力資源管理體系的重要組成部分之一,因此如何提高員工的工作績效是事關(guān)企業(yè)生存和發(fā)展的重大課題。管理者在企業(yè)組織中需要制定一系列的組織目標(biāo),正如管理學(xué)者帕金森所認(rèn)為的那樣:沒有目標(biāo)期限的工作會(huì)延展到填滿所有的時(shí)間。沒有期限就意味著永遠(yuǎn)完成不了目標(biāo)。一個(gè)擁有具體目標(biāo)的組織員工比那些沒有目標(biāo)的組織,其員工通常會(huì)大幅度地提高員工工作績效,而且它會(huì)產(chǎn)生激勵(lì)作用,促使員工團(tuán)結(jié)起來,并且將員工所做的有價(jià)值、有意義、有貢獻(xiàn)的事物轉(zhuǎn)化為一種共同利益,從而使員工創(chuàng)造出更高的個(gè)人績效與組織績效。目標(biāo)設(shè)置作為激勵(lì)過程理論,需要每個(gè)企業(yè)在員工工作績效中設(shè)置目標(biāo),通過設(shè)置科學(xué)的目標(biāo),使員工的需要與組織目標(biāo)緊密結(jié)合起來,引導(dǎo)員工思想行為,激發(fā)員工工作熱情。正如有些學(xué)者認(rèn)為“目標(biāo)是人類行為直接的(盡管不是惟一的)調(diào)節(jié)者”。而這種激勵(lì)理論是怎樣在變革型領(lǐng)導(dǎo)方式下發(fā)揮作用的還缺乏進(jìn)一步的研究。

1已有研究的局限性

變革型領(lǐng)導(dǎo)與領(lǐng)導(dǎo)有效性之間關(guān)系研究方面已經(jīng)取得了重大進(jìn)展,Bass(1996)等研究發(fā)現(xiàn)變革型領(lǐng)導(dǎo)的維度與領(lǐng)導(dǎo)有效性之間的相關(guān)處于0.19-0.91之間。從現(xiàn)有文獻(xiàn)來看,對(duì)變革型領(lǐng)導(dǎo)影響組織績效機(jī)理的研究還不夠深入,缺乏系統(tǒng)性,更重要的是還缺乏對(duì)變革型領(lǐng)導(dǎo)通過何種途徑對(duì)組織績效發(fā)揮作用的合理解釋,尚需要進(jìn)一步的研究去揭示變革型領(lǐng)導(dǎo)與個(gè)體、群體、組織方面的結(jié)果變量之間的關(guān)系,揭示在這種關(guān)系中一些變量所起到的中介與調(diào)節(jié)的作用;關(guān)于變革型領(lǐng)導(dǎo)的理論還沒能足夠和通過實(shí)證來說明這種領(lǐng)導(dǎo)理論是如何和下屬的工作績效緊緊聯(lián)系起來的,現(xiàn)在還沒有一個(gè)很好的理論框架來解釋這些。對(duì)于變革型領(lǐng)導(dǎo)的作用機(jī)制的研究還處于起步階段,因此,本文作者針對(duì)變革型領(lǐng)導(dǎo)作用機(jī)制進(jìn)行研究,試圖對(duì)影響路徑上的有關(guān)變量提出研究構(gòu)想。

外來的刺激(如獎(jiǎng)勵(lì)、工作反饋、監(jiān)督的壓力)都是通過目標(biāo)來影響動(dòng)機(jī)的。洛克與同事在經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)室研究和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查后發(fā)現(xiàn),無論采取何種激勵(lì)手段,都離不開目標(biāo)設(shè)置。研究激勵(lì)問題最根本的就是高度重視目標(biāo)設(shè)置并盡可能設(shè)置合適的目標(biāo)。[1][2]于晶(2005)指出目標(biāo)難度、目標(biāo)明確性、目標(biāo)時(shí)間三者如何設(shè)置會(huì)更好地提高成績。[3]因此,在未來,基于目標(biāo)設(shè)置理論為變革型領(lǐng)導(dǎo)作用機(jī)制的構(gòu)思將為今后的研究提供一條新的思路。

2文獻(xiàn)綜述

2.1目標(biāo)設(shè)置理論的概念與影響變量:目標(biāo)設(shè)置理論是由美國行為科學(xué)家洛克(E.A.Locke)于1968年首次提出的,屬于引導(dǎo)行為方面的激勵(lì)過程理論。目標(biāo)設(shè)置理論包括:目標(biāo)明確度、目標(biāo)難度和績效。目標(biāo)明確度表示目標(biāo)內(nèi)容的明確與模糊程度;目標(biāo)難度表示目標(biāo)容易與困難程度。本文對(duì)目標(biāo)設(shè)置理論的定義:目標(biāo)設(shè)置是指通過把個(gè)體、團(tuán)隊(duì)、部門和組織所期望達(dá)到的結(jié)果具體化,從而提高其活動(dòng)的效率和效用的一個(gè)過程。目標(biāo)是指?jìng)€(gè)體和小組期望經(jīng)過一定的努力而達(dá)到的產(chǎn)出。

環(huán)境變量對(duì)目標(biāo)設(shè)置的認(rèn)識(shí)過程會(huì)產(chǎn)生重要的影響作用。其中比較重要的一個(gè)變量就是領(lǐng)導(dǎo)風(fēng)格。領(lǐng)導(dǎo)風(fēng)格是在一個(gè)組織的文化價(jià)值觀和信念是通過一個(gè)有魅力的領(lǐng)導(dǎo)或管理群體傳輸給員工的。變革型領(lǐng)導(dǎo)通過影響下屬的理想和價(jià)值觀來展示其權(quán)威性。領(lǐng)導(dǎo)設(shè)置的目標(biāo)與這些價(jià)值和理想緊密相連,外在設(shè)置和激發(fā)的目標(biāo)將被內(nèi)化,目標(biāo)和個(gè)人價(jià)值觀的緊密聯(lián)系將產(chǎn)生綜合的明確的內(nèi)在動(dòng)機(jī)。領(lǐng)導(dǎo)的目標(biāo)設(shè)置行為,設(shè)置任務(wù)明確的挑戰(zhàn)性目標(biāo)將會(huì)顯著影響下屬的自我效能感和自我目標(biāo)設(shè)置。

3研究的內(nèi)容構(gòu)想

研究變革型領(lǐng)導(dǎo)者通過目標(biāo)設(shè)置對(duì)員工工作績效發(fā)揮作用的機(jī)制研究,目標(biāo)設(shè)置作為一種中介變量對(duì)員工工作績效發(fā)揮作用。研究構(gòu)想理論模型如圖所示:

4總結(jié)與討論

當(dāng)前,我國企業(yè)經(jīng)營已轉(zhuǎn)為以買方市場(chǎng)為主的經(jīng)營環(huán)境,各種性質(zhì)的企業(yè)之間競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)非常激烈。為了獲得更廣闊的生存發(fā)展空間,需要企業(yè)迅速熟悉相對(duì)復(fù)雜的經(jīng)營環(huán)境,企業(yè)經(jīng)營者需要學(xué)習(xí)已積累的市場(chǎng)知識(shí)。在組織管理中,企業(yè)通過設(shè)置員工的個(gè)人目標(biāo),給員工指出明確的工作方向,并對(duì)責(zé)任目標(biāo)進(jìn)行科學(xué)、合理的考核,為員工完成目標(biāo)值增提供動(dòng)力。員工目標(biāo)的執(zhí)行過程會(huì)受到諸多因素的干擾,諸如員工能力的大小、目標(biāo)效應(yīng)的反饋、自我效能感、滿意感、目標(biāo)承諾等,如何針對(duì)不同的員工制定不同類型的目標(biāo)以及如何在目標(biāo)與績效之間作出合理的調(diào)整與修正,使目標(biāo)影響動(dòng)機(jī),引導(dǎo)活動(dòng)指向與目標(biāo)有關(guān)的行為,并使員工根據(jù)目標(biāo)難度的大小來調(diào)整努力的程度,進(jìn)而影響行為的持久性,從而提高工作績效。