系统辨识理论及应用例1

关键词:运输系统；危险辨识；安全 1引言

任何一技术系统，当它造福于人类的同时，也给人类带来某些负面效应。因为，任何技术系统都具有危险性，运输系统亦不例外。由于运输系统中能量的巨大性、结构的复杂性及行为的动态性和不确定性，系统的危险更具隐蔽性和突发性，使得对运输系统危险的辨识及控制较其他一般工业系统要困难得多。笔者从运输系统的一般结构功能及运作方式人手，从方法论的角度探讨运输系统危险辨识问题。

2运输系统中的危险

运输系统以实现人与物的位移为根本目的，任一运输系统只要具备了“车”、“路”两个子系统，它就具备了运输功能。现代化的运输系统要求系统应具备安全、快速、准时、舒适地实现人、物位移的能力。系统功能的提升使得系统的构成、运作、管理更趋复杂。就运输系统而言，无论其现代化程度如何，也无论其采用何种运输方式(如铁路、公路、航空、水运)，其基本构成都可分为几个子系统：载运工具子系统、运输线路子系统、交通控制子系统、维修养护子系统、管理指挥子系统。系统结构如图1所示。从图1可知：现代化运输系统是一个由管理、指挥子系统为中心的多子系统构成的庞大的复杂系统。该系统是一个连续运动的系统，系统中各要素始终处于变化之中，各要素间作用关系十分复杂。因此，系统的管理与运作的困难程度大大高于一般工业系统，特别是系统的安全可控性，其复杂程度更是一般工业系统难以相比的。

运输系统安全可控性的前提与核心是对系统中危险的辨识，如果危险辨识的问题得以圆满解决，安全控制的问题便会迎刃而解。系统危险是客观存在的，如何辨识才是关键所在。为了有效地对系统危险进行辨识，运输系统中的危险应被分作两类：一类为固有危险，另一类为变动危险。

所谓固有危险是指由系统自身性质与结构所决定的，与系统共生的，对系统的安全始终构成潜在威胁的，在某种条件下将会对系统的运作可靠性造成重大影响的一种客观存在；

所谓变动危险是指在系统运动过程中，系统中各要素相互作用，在各种内外部条件影响下，可能导致系统状态恶化的一种变化着的客观存在。以上对固有危险与变动危险的阐述，可视为是对两类危险的定义，为了便于讨论问题，给出运输系统运作模型，如图2所示。从图2得知，人、物流进入系统后，就变成了载运工具流。载运工具流是运输系统最基本的运作形式。铁路系统是列车流，公路系统是机动车流，民航系统飞机流，水运系统是航舶流。对运输系统运作的管理本质是对系统中载运工具流的管理。

就安全而言，管理体现的则是对系统中“流”的疏导。疏导是为了避免“流”的紊乱。“流”的紊乱将会导致“流”的堵塞，甚至是冲突，致使系统状态恶化引起功能下降或丧失。除了不可抗拒的原因外，运输系统中“流”的紊乱多由系统危险引起。换句话说，运输秩序的紊乱，系统危险是主要诱因。

在运输系统中，载运工具流的速度应视为是运输系统的固有危险，速度是运输系统效率的重要体现。一般的工业系统，其效率与安全往往是矛盾的，企业管理的目标就是在效率与安全间寻找平衡点，这一特点同样适用运输系统。运输系统在某种意义上速度与安全是对立的，呈现某种相互制约的关系。运输系统“流”的速度构成系统的诸子系统能力(功能)的制约。本质上讲，诸子系统的能力，是由最小的子系统能力所决定。因此，从宏观角度对运输系统固有危险的辨识，可归结为对各子系统功能水平的辨识。

另外，需要说明，随着系统技术水平与管理水平的提高，系统中的“流”的速度亦不断提高，其对“流速”起制约的因素可能随条件的改变而改变，譬如可能由A子系统转为B子系统。对固有危险的辨识并不是一成不变的，而是变化的。“速度”作为运输系统的固有危险，不管条件如何改变，却是始终存在的。

变动危险指系统中的危险是变化的，这种变化具有3个基本特征：

①危险程度的变化性，即系统中的危险随系统内外条件的改变发生程度上的变化，亦可能增大，亦可能减小；

②危险轨迹呈随机游走性，从宏观角度表现为在各子系统间的游动，类似于证券市场热点板块轮动；

③危险征兆的突发性，受人们对客观事物的认识水平限制，一些危险征兆往往不易被查觉，待到被查觉已是非常明显，故在感觉上是一种突变。

鉴于以上分析，显然对系统变动危险的辨识要比对固有危险的辨识来得困难。

3运输系统的危险辨识

系统的危险辨识在可操作层面应归结为对系统中危险因子的辨识，运输系统的危险分为固有危险与变动危险两类，故危险因子也应为两类：固有危险因子与变动危险因子。危险因子存于各子系统，通过相互作用关系，在某种诱发因素作用下，对系统构成威胁或破坏，使系统状态恶化，功能下降。对系统危险辨识分为两个层面：总体辨识与局部辨识。总体辨识是第一步，应根据系统的输出进行辨识。运输系统的输出可用系统的质量指标“安全”、“正点”来表达。危险辨识系统如图3所示。图3中系统的输出“安全”、“正点”全面表征了运输系统的状态。通过对输出进行辨识，可在整体上把握系统所面临的危险，了解危险对系统的破坏程度，从而对系统输入进行调整。关于干扰，这里定义的是不可抗拒力，它对系统造成的危险与破坏不在辨识之列。

局部危险辨识是对各子系统进行的辨识。首先，对各子系统固有危险因子的辨识，一般可对子系统的结构及性质做深入分析后即可获得。譬如通过分析可知，系统中固有危险因子应是“速度”、“驾驶疲劳”、“单调”、“极限反应能力”、“线路曲线”、“线路交叉点”、“构造速度”等。对于系统的变动危险因子的辨识，因变动危险因子的隐蔽性与随机游走性，用一般分析方法很难得到满意结果。变动危险因子的隐蔽性可通过对系统危险征兆的实时采集与分析进行探查，而随机游走性的危险因子则要用概率论与数理统计的理论与方法解决。其基本方法是对运输系统多年事故资料进行数理统计处理，以期获得变动危险因子的活动规律。

以上对系统危险因子的识别方法可归结为两类：对固有危险因子的识别采用的是分析法，可称为“静点辨识法”；对变动危险因子的辨识是实时征兆采集与数理统计方法。该方法都具有动态性质，故而称“为动态辨识法”。

4关于对运输系统危险的控制

实现对运输系统危险的有效控制，首先需要构建一个完善控制系统。根据控制论原理，运输系统的安全控制系统应是一个闭环控制系统，系统结构如图4所示。图4表明，实现系统安全控制，必须有危险控制环节和危险辨识环节共同参与和运输系统构成一个闭环系统。危险辨识系统充当反馈环节，危险控制系统则是运输系统的前级输入。由图4看出，根据系统输出进行危险辨识，再将辨识结果作为系统的输入是实现系统安全控制的基本途径。

保持系统安全状态良好的基本方法是对系统中的危险因子实行有效的控制。就运输系统而言，首先要考虑的是对系统中车流速度的控制。车流速度的控制分两个层面。

第一层面是由系统技术条件与管理水平决定的系统车流的目标速度。系统车流的目标速度问题至关重要，关系到系统的效率与安全。系统的车流目标速度的确定是一个过程，是一个关于系统固有危险的辨识过程。

第二层面是关于运输系统在运营过程中，在不同时空条件下的车流速度控制，或称为系统过程车流速度控制，是在系统目标速度已确定的前提条件下，一种时常的速度控制。过程车流的速度控制呈一定的时变性。譬如“曲线段”、“交叉口”、“事故多发地(段)”的限速，这种限速往往随技术条件与管理条件变化而变化。系统车流的目标速度与系统车流过程速度的辨识与控制，是影响系统安全的最为重要的因素，如果速度值超出系统的客观容许能力，系统安全就会面临失控。

运输系统中的危险因子，一些呈绝对性，一些呈相对性。譬如“驾驶疲劳”、“单调”呈相对性，可通过一定的技术措施予以弱化或消除；而对于呈绝对性的“极限反应能力”只能通过一定技术措施去限制各种可能超出人的反应能力的不利因素，即做到机宜人。

系统安全控制的难点更多的集中在对变动危险因子的识别与控制上，变动危险因子所具有的隐蔽性与随机性，使得对其的辨识与控制显得相当困难，以现有的辨识方法得到的辨识结果往往可能是这样的表述：某种(些)危险因子以x％可能性存在于某子系统中，在未来的某个时期将以x％的可能对系统造成危害。因此，由于辨识精度的误差，给系统的安全控制带来的难度是显而易见的。所以，需要不断地在理论上与实践中进行探索。通过建立物理、数学模型，创新对系统危险的辨识方法，提高辨识精度，以实现运输系统的安全最大化。

系统辨识理论及应用例2

关键词：

模态辨识； 特征系统实现算法； 工作模态； 阻尼比； 统计分析

中图分类号： O32

文献标志码： A

0 引 言

工程Y构的结构模态特性是结构设计、响应计算和健康监测等工作的重要输入参数.传统的模态特性估计方法是基于结构响应信号的输入输出的，但是一些结构在实际工作情况下的激励输入无法获得，如飞行中的导弹、大型的斜拉锁桥等，因此环境激励模态辨识技术应运而生.

环境激励模态辨识技术是将相关函数分析与传统时域模态分析法相结合的方法，将响应之间的相关函数代替传统时域模态分析法中的自由振动响应或脉冲响应函数.该方法不需要激励信号，仅依靠各通道的时域响应数据进行系统的模态辨识.

环境激励模态辨识技术研究最早可以追溯到1968年COLE的单阶模态测试的随机减量法.[1]1973年，IBRAHIM提出一种参数识别的方法，该方法仅利用时域信号即可进行识别工作，经多年的不断完善已形成独具一格的Ibrahim时域法.美国NASA的兰利研究中心的JUANG等[2]于1985年提出特征系统实现算法（Eigensystem Realization Algorithm，ERA），并将其应用于航天飞行器的模态辨识工作中.ERA的原理是利用自由响应数据构造Hankel矩阵，通过奇异值分解方法，求得系统的特征值与特征向量，从而获取模态.国内外在模态参数识别领域研究的许多理论和应用中也取得较多的成果.[35]其中，于开平等[6]用小波分析方法对结构系统的脉冲响应函数进行小波变换，利用小波变换的幅值、相位与阻尼比、频率的关系进行参数辨识；练继建等[7]对基于熵降噪的水工结构振动模态ERA进行研究；刘兴汉等[8]对改进的随机子空间法进行研究；王彤等[9]提出一种基于频域空间域分解（Frequency and Spatial Domain Decomposition，FSDD）的工作模态分析方法，将同时具有输入和输出的试验模态分析的经典方法――复模态指示因子（Complex Mode Indicator Function， CMIF）法拓展到仅有输出响应的运行状态模态分析；黄琴等[10]提出并实现一种基于随机减量方法和复模态指示因子函数法的新的频域运行状态模态参数识别方法，由随机运行响应估计随机减量函数，然后通过时频域变换得到频域的半功率谱密度函数，并用复模态指示因子函数法从半功率谱密度函数中识别结构模态参数.

在使用环境激励进行模态辨识时，发现模态阻尼比辨识结果往往散布比较大，其受辨识信号长度和不同信号段的影响较大.针对时不变系统，本文提出采用滑动的拟合阶次与统计方法结合的模态阻尼比辨识方法，分别作为ERA模态辨识方法的前后处理方法，提高模态阻尼比的辨识精度和稳定性.

1 模态辨识技术

ERA方法属于一种多输入、多输出的时域整体模态参数辨识方法.该方法基于现代控制理论中的最小实现原理，使得计算量大大减小，且精度高，是目前最完善、最先进的模态参数辨识方法之一.

对于n阶性系统，振动响应采用加速度传感器测量，振动方程用向量可表示为

2 基于滑动拟合阶次和统计方法的模态阻尼比辨识技术

针对模态阻尼比辨识结果影响因素多且辨识结果离散性较大的问题，提出采用滑动拟合阶次与统计方法结合的模态阻尼比辨识方法，将其分别作为ERA模态辨识方法的前后处理方法，提高模态阻尼比的辨识精度和稳定性.辨识方法的流程见图1.其中，选择ERA初始拟合阶次对信号进行局部带通滤波后，使用选定宽度的时域矩形窗截取信号，对截取信号进行ERA方法下的模态辨识，并改变ERA拟合阶次，从而获得各拟合阶次对应的模态辨识结果，包括模态频率、阻尼比和振型；然后再对辨识结果按经验阻尼比范围和可能的模态频率位置进行筛选，对通过筛选的模态阻尼比进行统计分析，取其均值作为最终辨识结果.

为研究可有效辨识出模态数据长度的需求，采用ERA方法进行模态辨识时，数据的长度最有可能需要包含所需识别模态的6～8周期.为有效利用信号的信息，本文采用8个周期数据长度作为窗口宽度进行辨识研究.

3 算 例

3.1 梁模型介绍

对悬臂梁悬臂端进行白噪声激励，将各处加速度响应作为输入进行工作模态辨识.悬臂梁模型见图2，各参数见表1.

采用wilsonθ方法用800 Hz频带白噪声激励悬臂梁端部，获取各位置处的加速度响应，将其作为输入进行悬臂梁的模态辨识.

3.2 辨识算法应用

根据以上分析，选择悬臂梁各节点的加速度响应进行模态辨识，拟合阶次在10～200阶滑动，分别对信号构建Hankel矩阵，通过奇异值分解的方法，求得系统的特征值与特征向量.设置系统模态阻尼比阈值为10%，筛选后的各拟合辨识模态和典型通道的模态指示曲线分布见图3.

从分析结果可以看出，真实模态位于20和120 Hz左右，因此每个拟合阶次下的模态振型辨识结果与理论振型的对比见图4.模态频率和模态阻尼比辨识结果及其与平均值对比分别见图5和6.

从以上曲线对比可以得出以下结论：

（1）各拟合阶次下的前2阶模态振型辨识结果与理论模态振型基本一致；

（2）各拟合阶次下的前2阶模态频率辨识结果

与理论模态频率基本一致，均在理论值附近小幅波动，前2阶模态频率辨识值均值均比理论值稍大，最

大偏差在5.5%左右；

（3）各拟合阶次下的前2阶模态阻尼比辨识结果与理论模态频率有一定的偏差，均在理论值附近以较大幅度波动，第一阶模态阻尼比为0.05%～0.95%在理论值5%左右波动，第一阶模态阻尼比为0.02%～0.82%在理论值2%左右波动，但前2阶模态频率辨识值均值均比理论值稍大，最大偏差在8%左右.

4 结 论

针对在使用环境激励进行模态辨识时模态阻尼比辨识结果散布较大的问题，提出基于滑动拟合阶次与统计方法结合的模态阻尼比辨识方法，分别作为ERA方法的前后处理方法，提高模态阻尼比的辨

识精度和稳定性.给出滑动拟合阶次与统计方法相结合的模态阻尼比辨识方法以及流程，并通过算例验证基于滑动拟合阶次与统计方法结合的模态阻尼比辨识方法

通过研究，可以得出以下结论：

（1）各拟合阶次下的前2阶模态振型辨识结果与理论模态振型基本一致；

（2）各拟合阶次下的前2阶模态频率辨识结果与理论模态频率基本一致，均在理论值附近小幅波动，前2阶模态频率辨识值均值均比理论值稍大；

（3）各拟合阶次下的前2阶模态阻尼比辨识结果与理论模态频率有一定的偏差，均在理论值附近以较大幅度波动，前2阶模态频率辨识值均值均比理论值稍大，最大偏差在8%左右.

参考文献：

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系统辨识理论及应用例3

引言

随着经济社会的发展，区域经济意识逐渐倍受重视，西部大开发成为了经济发展的重要一环，水利水电的建筑和施工工作正在逐步展开。在此过程中，制定好施工的救援预案和完善施工安全的前提是辩识其在施工过程中可能出现的危险源和做好预防工作，并对此建立相应的预警机制。在本文中将依据在此过程中的危险源状况分析，来对现场危险源的相关辩识方法进行介绍。在此基础上，强化控制力度，为防控危险源的工作提供科学的可靠依据。

1施工现场危险源管理基础理论

危险源是导致事故发生的重要根源，其对施工现场安全产生影响的重点原因，同没有及时做好危险源的辨识具有着直接的联系。对此，做好危险源的及时管理则成为了保障施工安全的重要举措。同时，在危险源识别以及规避的过程当中，做好安全生产管理体系的完善同样是重点的理论保障，两者具有相辅相成的关系。在实际工作开展中，通过对事故发生原因的分析，即能够了解到危险源特定时期发展特征以及一般规律，之后，通过PDCA循环开展系统分析，以此对体系的安全运行做出保障。PDCA是英语单词Plan（策划）、Do（实施）、Check（检查）和Act（处置）的第一个字母，PDCA循环就是按照这样的顺序进行质量管理，并且循环不止地进行下去的科学程序。PDCA循环过程如下图1所示。

2水利水电施工风险源辨识与安全评价程序

危险源辨识，应坚持“横向到边、纵向到底、主次分明、不留死角”的原则，对水利水电施工场所（坝体、隧道、厂房、输送电等工程的施工现场）以及生活区域进行辨识。危险源辨识程序，最初需要组建一支由专业技术人员、安全防控人员或第三方安全评估专家、有丰富的现场操作经验的工人组成的工作组，专司危险源辨识及安全风险防控，对施工区域、生活区域中各个步骤存在的人的不安全行为、物的不安全状态，以及整个作业活动辨识环境和管理两方面的缺陷进行危险源辨识。其次是对辨识的危险源进行风险评价，将危险源划分等级。风险等级为5级，表示极其危险，不能继续作业；风险等级为4级，表示高度危险，要立即整改；风险等级为3级，表示显著危险，需要整改；风险等级为2级，表示一般危险，需要注意；风险等级为1级，表示稍有危险可以接受。

3施工现场危险源辨识

3.1辨识原则

在危险源辨识当中，需要做好以下原则的把握与控制：第一，科学性。在实际辨别当中，需要在科学的手段、方法基础上进行，通过科学工作的开展做好系统安全状态的揭示；第二，系统性。在工程生产建设当中，危险源处于其不同时刻、方案。为此，必须细致地分析系统中可能存在的危险源，必要时对其进行归类汇总，理清不同子系统之间的牵制关系，做好危险性大小的确定；第三，全面性。全面性也是实际危险源辨识工作当中的重要原则，不仅需要对施工当中技术、工序以及工艺的危险源做好辨识，且需要辨识不同工程当有的危险源，即对工程当中存在危险性全面辨识的基础上避免发生遗漏，避免对工程的顺利建设产生影响。

3.2辨识过程

危险源识别方面，可以按照以下方式开展：第一，确定辨识系统。在水利工程施工中，其具有较多的单项工程，且不同工程都具有属于自身的特点，根据其用途的不同也将具有不同的设计等级，并因此在具体施工方式、过程以及工艺方面存在一定的差异。在工程布置设计方面，需要从整体角度进行考虑，在充分利用有限空间的基础上保障工程安全。在现场开展危险源辨识时，也需要做好系统观点的把握，即将工程作为一个系统看待，此时，做好系统的确定则十分关键，避免因过大或者过小出现人力物力浪费以及不能全面分析的情况，并联系实际情况确定以环境或者安全措施的主次情况进行分类，保证辨识的准确性以及全面性；第二，危险源辨识。在做好系统辨识确定以及分类后，则可以正式开展其辨识工作。在具体辨识工作当中，首先是危险源的初始辨识，即根据系统分类情况对不同子系统危险源进行确定。其次为对于危险源的二次辨识，即在做好初始辨识基础上进一步辨识，以此对引发事故本质的危险源获得；第三，存在条件分析。对于第一类危险源，其正是导致事故发生的根本原因，对此，要想实现危险源存在条件的彻底分析，还需要从该类危险源入手。同时，其具有固定的特征，不能够消除，需要通过对应手段以及措施的应用进行维持；第四,针对触发因素进行具体分析。触发因素同样是引发事故的“导火索”，当小的危险源逐渐发展到一定程度后，可能引发爆炸性事故。其中，第二类危险源是导致事故发生的重要因素，同管理方面原因具有密切的关联，对此，即需要做好施工当中安全管理工作，在做好人行为约束的基础上保证工作正常运转；第五，事故分析。对获得的危险源进行简单预测，预测该危险源存在可能导致损失的大小，以此对其危险源等级进行确定。而在这部分工作实际开展前，也需要做好相关资料的搜集，通过相关工作的开展保障辨识工作的准确性以及全面性。

4水利施工现场危险源安全评价

4.1安全评价过程

在安全评价这项工作当中，过程是核心步骤，只有保证评价方法的准确、过程的严谨，才能够获得真实、正确的结果。具体来说，需要按照以下步骤进行安全评价：第一，前期准备。该环节的主要内容包括有项目工作系统体系、国家法规文件、施工技术工艺、应急管理员以及项目基本情况等；第二，危险源辨识。在事故致因理论的基础上做好安全工程理念的应用，通过一系列危险源辨识方式的应用对具体施工机械以及施工步骤从多个方面做好危险源编制，对危险源引发事故的触发因素以及机理进行分析，最后联系辨识结果做好安全评级指标体系的确定。其具体方面，即为机械、材料、管理、人员以及环境这五个方面；第三，危险源安全评价。在该环节当中，通过不同安全评价方式的应用联系全部网络计划图开展评价，以此对工程建设当中可能引发事故的概率以及事故损失情况的大小进行获得，具体评价方式有半定量、定量以及定性评价这几种方式；第四，总结对策措施。根据所获得的网络计划图评价结果做好对应崔策的制定，以此对施工过程当中可能引发事故的因素与内容进行改进，以此保障现场的安全生产；第五，安全结论与建议。在整个系统当中，安全评价结论为对系统开展综合评价的结果，同时也是不同子系统评价结果的综合。在结论当中，其并非对每个子系统结果的集合，而是在按照一定原则整合系统评价结果后，获得系统的评价结论；第六，编制评价报告。将上述评价当中获得的评价结论以及评价工作内容都统一编入到危险源评价报告当中。绘制出安全评价的流程图，如下图2所示。

4.2常用评价方式

根据指标在具体评价当中是否能够量化分类，则可以将安全评价方式分为以下几种：第一，定性评价方式。在该方式中，是安全管理人员联系自身工作经验、个人阅历对危险源所开展的具有非量化特征的评价，在该分析方式中，主要针对两类型危险源进行分析，第一种，即是具有定性特征的事物，无法量化处理，如施工当中规章制度、突发事件以及政治环境等可能引起项目风险的因素。第二种，即是可以定量评价、也可以定性评价的事物。在该方式中，经常使用的方式有预先危险性分析以及事故树分析等方式；第二，定量评价方式。根据量化方式的不同，可以将该方式分为定量以及半定量两种评价方式。其中，半定量危险性评价是联系辨识成果获得评价指标，根据规定标准打分，之后通过不同方式以及方法的应用将其综合成一个得分，在同给定标准对照后获得对象危险等级。概率风险评价则是一种定量化评价方式，是在事故统计分析以及实验数据基础上进行的评价，能够获得较为可信的结果；第三，综合评价方式。联系定量、定型评价方式，可以获得综合评价方式，在该方式当中，根据系统理念，联系施工方法以及先后顺序的不同开展危险性评价，通过该方式的应用，不仅能够获得不同施工网络图当中的施工情况，且能够对工期当中施工安全程度以及风险程度获得，常用的方式有模糊识别方法以及模糊综合评价方式等。

5开展水电工程的安全防控工作

5.1健全管理机构，完善责任体系

首先要建立领导小组，把责任落实到个人，责任分工，并在此基础上逐渐加强对安全队伍的管理和建设，把重要的相关人士的权利适当提升，让其在开展工作时，有一定的威严，对不符合要求的人员给予警告和处罚。建立安全的防控网，把所有与施工和生产相关的环节和工序，统一规划在可控的范围内，形成责任体系管理。无规律不成方圆，按照体系办事，做好体系建设，为接下来开展的工作，奠定基础。

5.2细化安全制度

在细化安全制度的时候，充分发挥民主作用，广泛听取各方意见，包括员工，工长和各部室等相关人员的意见，具体问题具体分析，制定有针对性的制度，例如《安全生产责任实施办法》、《安全技术操作规范》以及《安全生产管理制度汇编》，杜绝在开展管理工作中可能出现的缝隙和死角。逐步实现管理工作的制度化和规范化。

5.3加强对作业队伍的安全教育

在我国目前的现状下，水利水电施工的作业队伍中，农民工所占的比例较大，要把对农民工的安全教育作为重点，尤其是新进民工的安全教育。要对管理人员进行专业培训以及对特种作业的相关人员持证上岗的教育培训。明确管理人员的工作责任，确保安全。

系统辨识理论及应用例4

中图分类号： TP216 文献标识码： A

水工结构作为国民经济和社会发展的保障工程，肩负着至关重要的责任。其中，高坝大库泄洪时，挟带着巨大动能的泄洪水流通过强烈的紊动进行消能，产生的流激振动以及疲劳和腐蚀常常导致结构发生开裂损伤，损伤将导致结构的系统刚度和阻尼矩阵发生改变，因而导致结构的动力特性参数（如结构的频响函数、模态参数等）发生变化。因此，模态参数能够作为判断结构运行状态健康程度以及振动危害程度的指标。

1.振动数据消噪处理

进行振动测试时，由于数据采集仪器的干扰和自身精确度的偏差、外界环境激励响应以及无法避免的人为因素，导致采集到的数据含有不同程度的噪声。为了保证模态辨识结果的准确度和精度，一般需要在模态分析之前进行振动信号消噪处理，区分信号中的突变部分和噪声，提取出噪声背景下的振动信号的有效信息。常用的滤波消噪方法主要有数字滤波、带通滤波、小波变换、EMD分解重构消噪等，此外，还有针对传统消噪方法的缺陷进行改进而发展出的新型消噪方法，如小波+EMD联合滤波方法。

2.模态参数辨识算法

获取结构的模态参数即可建立模态动力学模型，由此计算在实际荷载激励下结构的振动响应，进而校核结构振动和进行必要的结构修改。为此，进行模态参数辨识是结构动力特性分析的重要手段，也是结构损伤诊断研究的基础。

2.1时域辨识算法

时域辨识法是直接应用实测响应数据在时域内进行参数辨识，这就避免了频域辨识法中由于傅立叶变换而引起的截断误差，由此提高了辨识精度。

随机子空间法（SSI）有基于数据、基于协方差和扩展kalman滤波算法三种类型，前两者的主要区别在于前者直接利用响应数据构造Hankel矩阵，后者利用系统响应的协方差，由于白噪声下协方差与互相关函数形式类似，故可利用振动响应的互相关函数构造Hankel矩阵。然后利用QR分解及SVD分解获得扩展观测矩阵及卡尔曼滤波状态序列，对得到的系统矩阵中的状态矩阵进行特征值分解完成系统模态参数的辨识。扩展kalman滤波是对物理参数的辨识，且需要掌握激励，应用较少。

图1.随机子空间算法流程图

ARMA时序分析法是一种利用参数模型直接对有序随机振动响应数据进行处理，从而进行结构模态参数辨识的方法，参数模型包括AR自回归模型、MA滑动平均模型和ARMA自回归滑动平均模型。Akaike于1969年首次利用ARMA自回归滑动平均模型完成白噪声激励下的结构模态参数辨识。

图2.ARMA模型时序算法流程图

Ibrahim时域法利用自由振动衰减信号构造自由衰减响应数据矩阵，建立特征矩阵的数学模型，对特征矩阵求解特征值后，利用特征值与模态频率与模态阻尼的关系求解系统模态。该方法经多次改进形成STD方法，STD法因为直接构造Hessenberg矩阵，所以避免了对特征值矩阵进行QR分解，从而降低计算量和耗时，同时免除了识别过程中的有偏误差，保证了较高辨识精度。

最小二乘复指数法利用系统脉冲响应建立自回归模型并构造Prony多项式，分别得到Z变换因子和自回归系数。通过伪逆法求解不同起点的时间序列构造的自回归系数方程组，以求解的自回归系数构成的Prony多项式的最小二乘解来辨识系统模态参数，通过留数矩阵求出模态振型。

特征系统实现算法利用系统自由振动响应或脉冲响应构造Hankel矩阵，通过SVD分解Hankel矩阵得到系统的状态矩阵、控制矩阵和观测矩阵，之后对状态矩阵进行特征值分解得到系统模态参数。该方法在应用时需确定系统阶数，通常情况下，通过对Hankel矩阵进行SVD分解确定的阶数替代系统阶数。

图3.特征系统实现算法流程图

希尔伯特-黄变换（HHT）是由黄愕博士等人提出的一种新的用于分析非线性非平稳信号的自适应时域处理方法，该算法包括经验模态分解（EMD）和希尔伯特变换（HT）两部分。原始振动响应数据经由EMD分解为一系列从高频到低频的固有模态函数（IMF）和残值的叠加，这个过程即为信号的强制平稳化处理过程，再经过HT并结合参数间函数映射关系即可得到系统模态参数。

图4.希尔伯特-黄算法流程图

2.2频域辨识算法

频域辨识法是将实测的数据通过傅立叶变换转换到频域内，而后由功率谱函数进行辨识。频域辨识方法概念清晰，不易遗漏模态。

峰值拾取法根据功率谱密度函数在固有频率处出现的峰值，实现系统模态参数的辨识。该方法简单易行辨识快速，但识辨识精度不高，并且难以用于密集模态的辨识。

频域分解法是峰值拾取法的改进算法，主要解决了峰值拾取法难以处理密集模态的问题。通过对功率谱密度进行奇异值分解(SVD)，将多自由度系统的功率谱密度函数解藕为一系列单自由度的功率谱密度函数，之后利用峰值法求取频率，并经过逆傅氏变换在时域内辨识阻尼比。

增强频域分解法不同于频域分解法，它将分解后的单自由度功率谱密度函数进行逆傅氏变换，转入时域求得互相关函数后，利用对数衰减法计算频率和阻尼比。

最小二乘复频域法利用输出响应的功率谱密度近似代替频响函数，使用极大似然估计使误差最小化，实现全局模态的辨识。最小二乘复频域法与最小二乘复指数法在算法形式上比较类似，都是利用极大似然估计进行系统参数辨识，其区别在于前者使用的拟合函数是频域的频响函数或功率谱密度函数，后者使用的是时域的脉冲响应函数。

多参考点最小二乘复频域法是在最小二乘复频域法的基础上延伸发展的多输入多输出版本，解决了最小二乘复频域法在对同分母模型进行SVD分解时，频响函数拟合效果的下降以及初始稳定图中信息量的不足。

方法 优点 缺点

随机子空间法 识别精度高、具有一定的抗噪能力 易产生虚假模态、计算量大

ARMA时间序列法 无能量泄露、分辨率较高 模型定阶困难、易产生虚假模态

Ibrahim 时域法 精度较高 计算量大、易产生虚假模态

最小二乘复指数法 有一定的识别精度 抗噪能力差，模型定阶困难

特征系统实现算法 识别精度高、可用于密频结构的识别 模型定阶困难

希尔伯特-黄变换法 避免模态频率混杂 对密频结构不敏感

峰值拾取法 操作简单、辨识快速 无法辨识密频结构和阻尼

频域分解法 识别精度高、有一定的抗噪能力 模型定阶困难、易产生虚假模态

增强频域分解法 理论思路清晰，抗噪性好 产生虚假模态

多参考点最小二乘复频域法 抗噪性好、模态辨识准确度高 计算量较大

表1. 工作模态参数辨识方法对比列表

3.模态验证

模态验证或虚假模态剔除，是模态参数辨识中非常重要的一个环节。对于环境激励下的模态辨识，由于无法由完整的激励、响应数据建立模型，加上噪声的干扰和激振的不充分，致使辨识结果的准确度不高。因此，完成模态辨识后还需要对识别结果进行模态验证。

模态验证包括经验验证、数学工具模型验证、系统极点验证。其中，经验验证指利用经验判断频率、振型等是否正确。数学工具模型验证采用代表模态响应历程相关性、振型复杂程度或频率灵敏度的指标进行模态验证；常用的验证指标有模态置信度（MAC），模态比例因子（MSF），模态相位共线性（MPC）及模态复杂性（MOV）。系统极点验证通过鉴定系统极点的频率、振型和阻尼比来判断极点的真实性，常用的方法有稳定图法。

4.目前的困难

（1）利用小波变化进行降噪处理时，依然受到小波基选择难和阈值确定困难的困扰。（2）HHT变换中出现的端点效应和模态混叠严重影响辨识结果。（3）目前常用的环境激励无法预设激励形式及激励能量，因此存在着激励的未知和实施激励不充分，导致部分阶次的模态难以辨识且振型难以实现归一化。以上都是结构模态辨识亟需解决的难题。

5.结语

当前，对水工建筑物的安全检测是各相关单位和企业面临的技术难题，解决这一难题，对于保障水工建筑物的安全稳定运行，具有十分重要的意义。本文对常用的模态参数辨识算法进行概括综述，阐述了各算法的基本理论及运算流程，为掌握模态辨识算法提供了理论指导，为水工结构的在线无损动态检测提供捷径。

参考文献：

1.董学晟.简论水工建筑物安全监测设计思想.长江科学院院报,1995,12(2):75-78

2.郑东健,远近.水工建筑物安全监测布置优化方法研究.水利发电学报,2012,31(5):236-240

3.张敏,黄俐,李文雄,钟学赋.大型结构模态参数识别研究建.筑科学与工程学报,2013,30(2):49-54

4.李成鑫,刘俊勇,汪颖.Prony和HHT在低频振荡参数提取中的比较研究.华东电力,2012,40(10):1719-1723

5.刘宇飞,辛克贵,樊健生,崔定宇.环境激励下结构模态参数识别方法综述.工程力学,2014,31(4):46-53

系统辨识理论及应用例5

病与证从不同的角度、采用不同的思维模式和研究方法获得对疾病的认识，形成各自不相同的分类标准，自成体系；病与证不同的分类体系，又形成了辨证论治与辨病治疗的临床诊疗模式。通过对中医证与西医病的结合研究，系统观察及探讨不同西医疾病的中医病机及演化规律，异病同治的理化指标变化规律，建立有针对性的病证结合的证候诊疗生物学指标体系，是中西医结合研究与临床的良好切入点。将方剂与证候相结合进行研究，架起理法与方药的桥梁，探求方剂与证候间的内在联系与规律，有利于提高辨证论治水平与临床疗效。开展病证方结合研究，有助于丰富与完善中医理论体系与诊疗方法，对证候的客观化、数据化，对揭示经典方剂的作用机理都具有重要的意义。

1  病证结合与方证相应的历史

   

中医历史有对病治疗、对症治疗与辨证论治之理论发展过程，病与证在中医理论中均有应用。早期以对病、对症治疗为主。《黄帝内经》［1］以病名讨论的专篇体现了疾病诊断的应用情况，而《素问· 至真要大论篇》说“谨守病机，各司其属“蕴含了辨证论治之意，而”病机十九条”则为辨证提供执简驭繁的法则。在辨病与辨证的基础上，《黄帝内经》萌发了病证结合的思想，如《素问· 痹论篇》先辨痹病，后辨其病因；《素问· 痿论篇》将脏腑辨证寓于辨病之中；《素问．厥论篇》将经脉分证寓于厥病的辨病之中；《伤寒论》及《金匮要略》建立了以病为纲、按病论述、据病立法、病分各类、逐类设证、因证制方、按方用药的体例系统模式。病、证分类体系至少在东汉以前均被中医采用，甚至可以说，病的分类体系应用得更广泛，在中医学术发展史上有不可或缺的重要地位，而病证结合亦同时萌芽。

   

辨病治疗、辨症治疗与辨证论治［2］各有优劣。辨症治疗存在不足，而辨病治疗往往采用的“以病试方，以方探病”的经验用方模式，存在盲目性。且因当时科学技术的限制，被认识到的疾病种类有限，对大多数疾病的认识不足，不能把握其发展、演变规律与结构功能变化特征，难以满足临床对未知疾病诊疗需求。东汉以后，虽然辨病诊治模式及经验积累仍延续着，但辨证论治便于掌握应用并能取得疗效，为更多的医生所接受并得到推广，且辨证模式采用了类比方法，符合比类取象的中国传统思维模式，有利于辨证模式的发展。因此，以证为基础的疾病分类体系与辨证论治的诊疗模式受到重视并不断发展，对病治疗逐渐落入于次要地位。

   

明末清初，随着西方医学［3］传入中国，两种医学模式互相碰撞，又诞生了西医病与中医证的病证结合模式，中西医汇通及衷中参西等均属此类。如张锡纯在谈到对霍乱的诊治时说“用显微镜审查此病之菌，系弯曲杆菌，……即为霍乱无疑也，至于细审此病之凉热百不失一，当参霍乱方及霍乱治法篇，自能临证无误”［4］，体现了西医辨病、中医辨证施治疾病的病症结合临床模式。目前西医诊病、中医辨证的治病模式在临床上被广泛应用，不少学者将病证结合归之为西医辨病（诊断）、中医辨证（论治），并肯定了西医辨病与中医辨证相结合的病证结合模式。

   

方与证［5～7］联用构成了一个新的名词，方证是应用某一方的临床指征或依据，特指某方剂所针对的病机（理法）所表现出的证候。方证是中医几千年来临床实践的结晶，反映了方剂与疾病之间的必然联系。张仲景据神农学派和《汤液经法》》的主要内容，按照方剂组成和适应证，设立了《伤寒论》的方证体系，该方证体系的特征是病下系证，证下系方，方随证出，辨证论治，理法方药一体。《千金翼方· 卷9 序文》“伤寒热病，自古有之名贤睿哲……今以方证同条，比类相需有检讨，仓卒易知”首次提出了方证一词。清代对方证进一步发挥，柯琴列伤寒论桂枝、麻黄、柴胡、黄连等方（汤）证30 种，统辖仲景百余方治，此举使汤证之法确立于世。徐大椿经多年研究，不类经而类方，从流溯源，将仲景113 方进一步归类于桂枝汤、麻黄汤、葛根汤等12 类，各类主证中，先出主方，随以论中用此方之证列于方后，成为以方类证，证从方治的一派学说。方证学说传到日本后，受到日本医学界的重视，江户时期古方派医家吉益洞蓍《内聚方》就是在孙思邈“方证相应”的启发下形成的；日本伤寒学派常以方证相对派自居。以方测证是方证相应的应用，以方测证，方证相应是以“有是证用是方，用是方而治是证”为原则，强调了方剂对证候治疗的针对性，提高临床辨证论治水平及疗效。以方测证与其它辨证方法有明显的思维差异，是一种从方证到理法的逆向辨证方式，而其它辨证方法都是以理法分析为前提，进而达到遣方用药的临床实践目的。

   

中西医结合经过近百年的发展，取得了一些成绩，但无论在理论上还是在临床诊疗上还都是泾渭分明，很难进行融合。而通过对中医证与西医病的结合研究，系统观察及探讨不同西医疾病的中医病机及演化规律，异病同治的理化指标变化规律，是中西医结合研究与临床的良好切入点。但目前的病证结合研究主要集中在临床研究方面，而临床研究又要受到很多因素的限制，比如病例的选择、影响因素的控制等等，使病证结合研究难以在短期内取得较大的进展。因此，复制病证结合的动物模型进行病证结合研究就很有必要。通过复制既具有西医病的特点，又体现中医理论特色的病证结合的动物模型，制定完善的评价指标体系，然后再应用相应的方剂进行以方测证，对所建动物模型进行验证，研究病证的生物学基础，同时还可以探讨方剂的作用机理。

2  病证方结合研究的思路

系统辨识理论及应用例6

中图分类号：R2-03

文献标识码：A

文章编号：1673-7717(2007)08-1594-03

辨证，是在中医理论指导下，对四诊收集到的病情资料进行辨别、分析、综合，判断其证候类型的思维过程，即确定现阶段属于何证的思维加工过程。它是将患者周围环境、体质强弱与疾病规律综合考虑的一种诊断方法，具有整体、动态和个体的特色。

中医的宏观辨证论治体系在长期医疗实践中逐步成熟起来，形成了多种辨证方法。随着现代科技向中医学的融合，中医的辨证体系开始产生宏观和微观的结合，二者各有利弊，互相补充，从不同的角度揭示了中医“证”的内涵，完善了中医的辨证论治体系。

1　“宏观辨证”的特点

中医临床常用的辨证方法包括八纲辨证、脏腑辨证、经络辨证、气血津液辨证、六经辨证、病因辨证、卫气营血辨证和三焦辨证，该八种辨证方法在不同的历史时期形成、发展和完善，并具有各自不同的适用范围和特点，是历代医家总结各自临床经验并不断发展和完善的结果，也是历代中医认识疾病、治疗疾病的唯一理论法其。临床通过四诊搜集的症状、体征进行综合思维而得出的诊断性结论，其特点是对疾病能因人、因时、因地制宜，注意局部与整体的关系，治疗时既注意祛邪，也重视扶正。

因为传统的辨证论治方法是建立在宏观认识问题的基础上，概括性高，容易把握事物的共性，着重运用运动的观点、整体的观点去认识人和疾病的关系，故在宏观、定性、动态方面的研究有独到之处，基本把握住了疾病的本质。因此，它是宏观辨证论治。因此，可以说“宏观辨征”是将四诊所收集到的有关疾病的各种症状和体征加以分析，综合、概括，判断为某种性质的“证”。传统8种辨证方法即属宏观辨证的范围，它在临床实践中不断显露其自身的优越性和局限性。

1．1　“宏观辨证”的优越性　“宏观辨证”是当前中医临床最常用的辨证论治形式、其特点是对疾病能因人、因时、因地制宜，注意局部与整体的关系；治疗时既注意祛邪，也重视扶正。此辨证论治体系是历代医家在几千年来长期临床实践中逐步总结形成和发展起来的，为中医防治病发挥了重大的作用。在科学技术高度发达的今天，它仍有效地指导着中医临床实践。它建立在宏观认识问题的基础上。概括性与抽象性高，容易揭示机体状态的共性，着重运用动态、整体的观点去认识人和病的关系，在宏观、定性、动态方面的研究有独到之处。

1．2　“宏观辨证”的局限性　①应用范围的不确定性：尽管现有比较通行的看法是六经辨证、卫气营血辨证和三焦辨证常用于外感病的辨证。脏腑辨证、气血津液辨证常用于内伤杂病的辨证；经络辨证常用于针灸疗法中的辨证和结合其他辨证方法用于内伤与外感病的辨证；病因辨证和八纲辨证常不能单独用于各种疾病的辨证论治，往往结合使用。但临床还要视医家个人知识和经验而定。

②临床辨证的欠全面性：由于传统的八种辨证体系各自在不同的历史条件下形成，各自的内容、特点及适用范围都不尽相同，因而具体到某一种辨证方法时，就会有殊欠全面的弊端，如卫气营血辨证长于反映温邪的肆虐而不及于机体的正气情况，而八纲辨证、气血津液辨证必须结合脏腑辨证才能指导临床用药，显示了其临床应用的局限性。

单纯通过医者由外揣内对疾病的认识，会增加诊断病证的主观臆测，而且会对于一些隐匿的、“无证可辨”的疾病产生遗漏。如：水肿病经辨治之后，水肿消退，但肾功能尚未恢复(尿中仍有蛋白、管型)；癌症患者的早期，病人并无任何异常主观感觉；这些“无证可辨”的“隐匿证”就常常使宏观辨证鞭长莫及。

③指导用药的非特异性：用药的精当源于辨证的准确，传统的辨证方法长于宏观，故对用药的指导在一定程度上缺乏特异性。如运用气血津液辨证方法，将临床表现有乏力、少气懒言、自汗、舌边有齿痕、脉虚无力者诊断为气虚证，即使结合脏腑辨证进而确定为何脏气虚证，在临床治疗选择中药复方时也难以寻找具体针对补某脏气虚证的药物，不难看出，中医存在着诊断的细化与用药的矛盾性。

任何疾病都能按中医理论施治，但有些疾病，尤其是某些急重危病，虽然理论上辨证准确，切合病机，可辨证指导下的药物治疗效差或无效。比如，急性胰腺炎的患者，症见脘胁胀满，腹痛拒按，身目发黄，暧气恶心，小便黄赤。大便干结，舌红苔黄厚腻，脉滑数，按中医辨证应为“肝胆湿热证”，并与相应的方剂治疗，但效果可能不佳，如不及时手术甚至可能延误病情。

2　“微观辨证”的产生及其特点

2．1　“微观辨证”的产生　1986年，沈自尹教授首次明确提出“微观辨证”的概念，并定义：微观辨证在临床收集辨证素材过程中，引进现代科学，特别是现代医学的先进技术，发挥它们长于在较深入的层次上，微观地认识机体的结构、代谢和功能特点，更完整、更准确、更本质地阐明证的物质基础，从而为辨证微观化奠定基础。简言之，是试用微观指标认识与辨别证。之后，诸位学者纷纷对“微观辨证”提出了自己的看法。如：危北海指出微观辨证主要是运用各种现代科学方法，对各类中医证型病人进行内在的生理、生化、病理和免疫微生物等各方面客观征象的检查分析，旨在深入阐明证候内在机理，探讨其发生发展的物质基础和提供可作为辅助诊断的客观定量化指标。匡萃璋认为所谓微观辨证，实际上是企图用某种或某些生理生化指标作为描述证侯的内在依据的一种方法。郭振球认为微观辨证是以中医经典辨证为向导，四诊“司外揣内”宏观辨证，结合应用现代新科技，深入到细胞化学、神经递质、激素、免疫乃至基因调节，以阐明病症传变规律的一种辨证方法。

尽管有多种描述，各位学者对于“微观辨证”的理解大致认为：①“微观辨证”吸收了现代科学技术的检测手段，是中医宏观四诊的深化和扩展，对“证”的诊断起辅助作用。②。微观辨证”不可能独立于“宏观辨证”而存在，应该在中医基础理论的指导下进行。

2．2　“微观辨证”相关术语的出现　“微观辨证”的产生是中医辨证论治体系与中医诊断学发展的需要，是中西医结合、现代科学技术的发展对中医学不断渗透所产生的必然结果。近年来，随着“微观辨证”理论的逐渐成熟，与之相关术语如潜证、隐潜性证、癌症等也开始产生。

“潜证”：罗金才认为由于目前中医四诊手段和各种辨证大多仍沿袭传统“司外揣内”、“诊于外者，斯以知内”的方法，故在临床上常常出现这样的情况：一些传统四诊辨

证看来完全是无病的“正常人”，如隐匿性糖尿病、血脂过高症等患者，其并无明显临床表现，却为西医检查证实体内存在着某种病变而需进行治疗；还有一些疾病后期元明显临床症状和体征者，在传统的诊治方法看来似已痊愈而不需治疗，然而西医检查却表明尚有某项重要指标异常，仍需进一步治疗等，这些在传统的中医辨证过程中皆可看为是“无证(症)可辨”。罗金才指出这种无明显症状和体征，用传统的四诊方法不能发现的病变，称为“潜证”；反之为“显证”。

“隐潜性证”：沈自尹首先通过临床和实验室观察，发现并提出“证”的“隐潜性变化”――“隐性肾阳虚证”，发现“肾阳虚证”具有下丘脑―垂体―肾上腺皮质轴功能紊乱，证实了中医的“证”具有物质基础，并首先提出“肾阳虚证”具有神经内分泌系统的“隐潜性变化”。进一步发现“肾阳虚证”，不仅具有肾上腺皮质轴的功能紊乱，还具有下丘脑―垂体―甲状腺轴及下丘脑―垂体―性腺轴，乃至多靶腺轴的不同环节或不同程度的隐潜性变化。同时在对哮喘病人内分泌变化的临床研究中，发现哮喘患者即使无“肾虚”的临床表现，其肾上腺皮质也有类似“肾阳虚”的隐潜性变化，故其本质仍属“肾阳虚”范畴。而且用温阳片温补肾阳治疗哮喘患者，均取得明显疗效，并纠正其内分泌和免疫功能，以药测证，可认为是“隐性肾阳虚”者。

“隐症”：杨毅玲提出隐症主要是指在一定致病因子作用下，在机体内部已出现明显病理改变，但无明显相应症状体征，只有通过现代医学检查手段(包括各种仪器检查及血液排泄物、分泌物等物理和化学的检查)才能辨识的病证。隐症是相对于外候而言的，而外候“基本上指传统认识的四诊方法”，即望、闻、问、切等手段所诊察出来的症状和体征。通过隐症与外候的结合进行辨证，较之传统的四诊辨证，应该更能反映疾病的客观和本质，是四诊诊法的延伸。

以上提出的“潜证”、“隐潜性证”、“隐症”，其内涵基本相同，指在临床上大量存在的，按照中医传统宏观辨证方法“无症可辨”的。而通过实验室微观检测可证实的一类病证或者状态。

2．3　“微观辨证”的优越性　“微观辨证”可以提高临床诊断的准确率，并正确地指导治疗。内窥镜、X线、CT、超声波等影像学检查内容，可分别对脏腑色泽、形态、位置及体内积聚、痈疡、水液停聚等情况进行直接或间接探查，以弥补由外揣内之不足，为脏腑、气血病变提供更加可靠的辨证依据。中医对某些病轻而无临床症状可辨的疾病如高血压、糖尿病、肾炎恢复期等通过。微观辨证”，利用现代医学的一些检测手段，发现其潜在证候，可弥补以往中医对这些疾病的无症状情况下诊治的不足。

“微观辨证”的应用有助于中医证侯的疗效评价体系的科学制定，以利于提高中医药疗效评价的客观性和科学性。“微观辨证”弥补了“宏观辨证”之不足。将实验室指标纳入中医辨证，实现“宏观辨证”和“微观辨证”相结合，可以提高中医诊断水平；探讨中医证候的病理基础，可以将现象与本质、功能与结构统一起来；揭示脏腑、气血的本质，探寻各种证侯的微观指标，有利于中医诊断的客观化、规范化。例如近年来，对血瘀证、脾虚证以及中风病证候的诊断标准的制定都是将微观指标纳入中医“证”诊断标准的尝试。

2．4　“微观辨证”的局限性　“微观辨证”虽可以在较深层次上认识和辨别“证”，但“微观辨证”无法脱离现代医学一些固有的局限性和机械性。因此，实行“微观辨证”不能简单用一些现代医学微观指标同中医“证”划上等号。中医的“证”都有其明显的整体性，任何一个微观指标都难以全面阐释“证”的本质，只能从一个侧面说明部分问题。所以，实行“微观辨证”必须强调多指标合参、同步、动态观察，这样才能对各种“证”的认识更趋全面并使“微观辨证”研究不断深化。

3　“微观辨证”是“宏观辨证”深化和补充

系统辨识理论及应用例7

1.1　症、证、病的概念与关系

中医学对疾病本质的认识是通过辨症、辨证、辨病三个方面来进行的，要建立中医诊疗体系，必须首先澄清三者的概念及相互关系。“症”包括症状与体征，是机体患病时所表现的各个现象。“证”是对疾病发展过程中某阶段的病位与病性等本质所作的概括。“病”是对疾病全过程的特征与规律等本质所作的概括。“症”、“证”、“病”三者， 含义各不相同， 但都统一于“疾病”总概念之中， 都是由疾病的病理本质所决定。症是辨证、 辨病的主要依据， 病的本质一般规定着病的表现和证的变动。病代表疾病全过程的根本矛盾， 证代表病变当前阶段的主要矛盾。病的全过程可以形成不同的证， 而同一证又可见于不同的病之中， 因而病与证之间是纵横交错的关系。

1.2　病证症相结合的中医诊疗体系

辨证论治是中医学的特点与精华，尤其是近40年来更是大力倡导，占据中医临床的主导地位，成为一种公认的诊疗模式。但辨证论治并非诊疗的唯一途径，过分强调辨证论治的重要性，势必忽略对病认识的深化，辨证论治的局限性也日益显露。因而很多医家提出了应当辨病论治与辨证论治相结合［1，2］，并从诊断、病机、治疗等方面阐述了辨病论治的重要性。同时，症状不仅是辨证与诊病的主要依据，有时还成为病变中诊疗的关键，且疾病过程中还会出现并发症等情况需要加以处理，因而实际上还存在着辨症论治。早在80年代，蒋红玉等曾有“三辨论治”的命题［3］，最近欧阳先生著有《中医症病证三联诊疗》一书［4］，黄培生亦有“新的中医诊疗体系设想”的论文［5］。为此，我们特提出建立“病证症相结合的中医诊疗体系”，国家标准《中医临床诊疗术语》的颁布，已基本建立了病证体系的框架［6］。中医学这一完整诊疗体系的建立，将加深中医学对疾病的全面认识与正确处理，促进中医学对病、证、症之诊断、治疗、方药等的系统研究，从而有利于临床诊疗水平的提高。

此外，中医学现在还有辨体质而治（察体论治）、病因辨治、因人因地因时诊治、方证论治等提法。虽从不同的角度反映了中医诊疗的基本思路，但并非中医诊疗的主导思想和主要特征，究其实质，仍属于辨证论治的范畴，如“辨体论治”主要是强调阴虚质、阳虚质、痰湿质、气郁质等素体特征，临床时应据之而进行论治，但“证”是邪正关系综合反应的结果，患者之所以会形成阳虚证、痰湿证等，本身就包括了体质的因素在内，故可融于本体系之中。

2　三种辨治的渊源与存在问题

2.1　辨证论治的沿革与存在的问题

辨证论治的形成、发展和演变，经历了漫长的历史时期。《内经》为辨证论治奠定了理论基础，自张仲景以来的历代医家，分别从六经、脏腑、经络、八纲、病因、气血津液、卫气营血、三焦等不同角度进行深入研究，总结出各自的经验，形成了诸多辨证论治的理论和方法。近现代又开展了辨证论治规范化和微观化的研究，加深了对辨证论治规律与本质的认识。虽然辨证论治是中医临床诊疗疾病时应遵循的基本方法，是中医理论的精髓，但至今仍存在着许多不足之处，如：①归类辨证论治的方法有七八种之多，相互错杂而不统一；②证只是病变某阶段的本质，而对疾病全过程的本质认识不足，缺乏诊疗的预见性；③有的病情缺少主观症状，而客观检查却有病变，从而形成无症可辨；④有的病情虽有一定的症状与体征，但病变的位置与性质仍难以明确，形成无证可辨；⑤虽然辨证正确而似无误，但按证论治却无效；⑥过分强调辨证论治，则束缚了其它认识的发展，如所谓同病异治、异病同治，实际上形成重证轻病的误导，而视病为可有可无。

2.2　辨病论治的沿革与存在的问题

早在甲骨文中就有了病的概念，《内经》已提出了300余种病名，《金匮要略》、《诸病源候论》等都是论病为主的著作。因此可以说，中医对“病”的认识早于对 证的认识，诊疗的主要目标就是针对“病”，“证”只是对内脏疾病难以认识其本质的情况下，而据全身表现进行诊疗的补充措施。

尽管中医辨病论治有着悠久的历史，但由于各种原因却对病本质的认识存在不足和针对病进行的治疗缺乏有效手段。究其原因，主要有两个方面：

一方面是由于中医学的诊察手段原始，通过“望闻问切”所获得的病情资料有限，只能起到“司外揣内”的作用，难以认识疾病内在本质，因而许多病名，尤其是内科疾病，不少是据症状而命名，而症状只是现象，难以明确规定疾病的内涵与外延，因而成为中医诊断的极大薄弱环节。

另一方面，是过分地强调和依靠辨证论治，而视辨病为可有可无，因而未重视对疾病规律的认识与总结，未重视针对病的治法与方药的探讨，在现有中医以病为纲的著作中，很难找出真正针对病进行治疗的有效治法与方药。特别是近代中西医的病证结合，实际上取消了中医的病，更不利于中医对病的诊疗的深入研究，形成用西医方法诊病、治病，用中医方法只是辨证、治证。

2.3　辨症论治的沿革与存在的问题

虽然古代无“症”字，仅有证字，而为症证通用。然而在远古时期，应当说最初只是对症治疗，即解除痛苦，还不可能对疾病的本质——病与证作出明确的诊断。事实上所谓“审证求因”，其本义应是指探求出现症状的原因，即据症求因。辨证的本义也是辨症，证据也，辨证论治是根据症状的不同特点而采取不同的治疗。同时，中医临床上总结、积累了丰富的针对症进行诊疗的有效方法和方药。

由于中医学对内脏疾病认识不够，往往是以症代病，并未真正形成对症状的鉴别诊断。特别是有一种错误的观点，把对症治疗看成是“头痛医头，脚痛医脚”，认为是诊疗水平低下的表现，甚至当作是医疗活动的缺点。因而妨碍了对辨症论治的深入研究。同时症本身也欠规范，存在着一症多名或一名多症等现象，给临床带来困难。

3　三种诊疗体系的必要性

3.1　辨证论治的优点、必要性

辨证论治的科学性与必要性，几千年来的医疗实践，已为中医界所公认，主要是能从整体上把握病变过程中邪正斗争的状况，根据每个具体病情进行灵活处理，其优越性无须赘述。然而现在中医临床上的辨病与辨证相结合，往往是以西医的病作为诊断，辨出西医病后，再据其所列证型而对号入座地进行治疗，真正按中医学理论进行分析、体现辨证论治的精髓不够。

3.2　辨病论治的优点、必要性

由于辨病能够把握疾病全过程的特点与变化规律，同种疾病应当具有共同的病因、病理、病状、演变、预后等本质与特征，应有共同的治疗规律和治法方药，因而辨病论治具有疾病的共性突出，治疗的针对性强等特点。所以中医学不仅要提同病异治、异病同治，还应补充同病同治、异病异治或异证同治、同证异治，如此则更有利于对病变的全面、深刻认识。

3.3　辨症论治的优点及必要性

症的出现是疾病本质的外现，它是医生认识疾病的航标和纽带，是辨病和辨证的主要依据。临床上对症的变化性和多样性不可不辨。辨症论治具有应急性的优点，临床上一般是以病为本、以症为标，但标本各有缓急，对于大失血、剧痛、尿闭等严重、危急症，有时已成为整个病情的关键，即急者为先，此时需要采用止血、止痛、导尿等急则治其标的方法，解决紧急情况；辨症论治还要求具有灵活性，治法、主方确定以后的所谓“加减灵活在变通”，其中一个主要方面就是根据主症而加减用药；此外，辨症论治还具有实用性强的优点，临床上有时病、证一时难以明确，而病情又不能不进行诊疗，此时则只能根据主症进行暂时性诊断，并作出恰当治疗。如“肚腹三里留，腰背委中求，头项寻列缺，面口合谷收”等针灸疗法，实际在相当程度上是对症处理。

4　病证症诊疗体系的重点研究内容

4.1　辨证论治的重点研究内容

首先应当对现有的八纲辨证、脏腑辨证、六经辨证、卫气营血辨证等进行分析，同时还要对与辨证论治相关的诊疗方法，如辨体论治等进行挖掘整理，认识其各自的特 点与相互之间的关系，并通过整理归纳而建立起统一的辨证体系；其次是要明确构成证名诊断的基本要素，如辨病位与辨病因病性等，并确定辨证的主要项目，如心、肝、脾、湿、痰、气虚、血瘀等；第三是要根据辨证基本内容，规范已有的和临床上常见的各种证候名称；第四是制定每一规范证候的诊断标准，包括常见症状、体征及必要的检测指标等；第五是确定与每一规范证候相对应的治法、方药、针灸等疗法；第六是按规范证名进行诊断与治疗方药及疗效的统计处理、分析校正，从而建立起完整的辨证论治体系。

4.2　辨病论治的重点研究内容

首先是建立起中医学的疾病体系，如克服以头痛、发热、咳嗽等以症为病的现象，确定和分化病种，建立中医系统内科学，对外科等病种则应规范病名；其次是制定各病的诊断标准，包括发病学资料、病因、主要表现、检测指标、转归预后等；第三是统计研究单病种的病因病机、诊断治疗、转归等特点与规律，包括各病的常见证型及演变等，总结病与证之间的相互关系；第四是总结、寻找和研究创立针对病进行治疗的专法、专方、专药等，从而加深对病的认识，建立起辨病论治的完整体系；第五是探讨尽管证名相同，但由于病种不同，其治疗方药的差异性，深化病证结合的认识。

4.3　辨症论治的重点研究内容

首先是要为辨症论治正名，充分认识辨症论治的意义；第二是症名的规范，现存在着一症多名，或多症一名，其间是非难辨，应予统一；第三是建立常见症状的鉴别诊断学，即每一主症可见于那些病、证，其诊断与鉴别的依据应当加以明确；第四是进而确定每一症状对有关病、有关证的贡献度，即对各症与病、证间的诊断关系进行计量刻画，建立起中医计量诊断学；第五是清理治法、方剂、药物、针灸等中涉及针对症的提法，如止血、消肿、平喘、退热、透疹等，规范治法功效等用语；第六是整理归纳针对症进行治疗的有效常用方、常用药、针灸、外治等疗法。

4.4　病证结合的诊疗方法

“病”与“证”是不同的诊断概念，是从各自不同的角度对疾病本质作出判断。通过病名诊断，可以确定该病全过程的病理特点与规律；通过辨证诊断，可以确定疾病在某一阶段的病理性质。两者相互联系、相互补充，只有辨证与辨病相结合，才有利于对疾病本质的全面认识。 在对病症诊疗时，或在辨病论治，确定专方、专药的基础上，根据疾病阶段性的不同，辨别证候的寒热虚实等性质，进行加减用药；或在辨证论治的基础上，将治疗疾病的有效专法、专药等运用始终。如瘅病类疾病的病理实质为热，故清热祛邪为其治疗大法，而不同的瘅病又各有相应的方药，如肺瘅(热病)之麻杏石甘汤、肝瘅(热病)之茵陈蒿汤、胆瘅之大柴胡汤、肾瘅之八正散等。又如肺痨，一方面是寻找以杀灭痨虫为主的基本方药，另一方面是根据辨证的结果，或以清热为主，或以养阴为主，或以益气为主，各随其证而治之。通过研究，若能完成以上任务，则中医病证症相结合的诊疗体系已基本建立。临床时不仅要进行辨证论治，并且一定要结合辨病论治，同时还要有针对性地进行辨症论治，三者可有主次，但缺一不可，如此才能全面认识疾病的本质，提高临床诊疗水平。

参考文献

1　谢建军.略论中医辨病论治的重要性.北京中医药大学学报，1998，21(3):11～12

2　朱文锋，阳　晓，王行宽.辨病论治体系初探.北京中医药大学学报，1997，20(6):2～5

3　蒋玉红，刘安国.论中医“三辨论治”新模式. 中国医药学报，1996，11(增)：91～94

系统辨识理论及应用例8

1.中医诊断学教学现状

随着现代医学科技的高速发展，传统的医学教育模式已难以适应现代医学的发展要求，全面提升教学质量，深化高校医学教育改革，已成为当今高等医学院校的最紧迫的任务。多年以来，医学类尤其是中医类教学沿用传统的“教师为主体按照教材内容讲解”的教学模式，教材内容枯燥，各章节之间知识不连贯，加之授课过程中缺乏创新意识，对于初次学习中医诊断学的学生来说，比较抽象，有许多内容不易接受，使得学生对该课程缺乏足够的兴趣，无法熟练掌握中医诊断学知识，研究怎样提高中医诊断学教学课程的教学效果和质量，是任课教师迫在眉睫的任务。

在多年的教学中，我们发现只有在课堂上让学生发挥教学中的主体地位，才能提升他们学习的积极性、主动性，不仅大幅度提高了考试成绩，学生解决实际问题的能力也得到了显著的提升。

计算机的普及应用，使我们在教学过程中可以进行计算机辅助教学方法的探索和尝试，以专业的计算机知识为基础，结合多年的脏腑辨证经验和大量临床资料，开发出了脏腑辨证专家系统为我们在课堂上让学生发挥教学中的主体地位提供了舞台。

2.脏腑辨证专家系统介绍

脏腑辨证专家系统以临床第一手资料作为教学材料，结合教学主题，通过计算机给出病例，学生进行分析、一问一答的互动教学过程，让学生更加深刻的理解教学主题相关的概念，同时培养了学生的实践能力。

脏腑辨证专家系统是一种中医诊断学教学过程中使用的专家系统，与传统的疾病诊断基本环节一致，但其分析、推理不是凭经验，而是用一种定量的推理模式代替，再根据—定的法则作出合理的临床判断。

2.1 脏腑辨证专家系统包含内容

输入模块：病例录入、病例分析等人机对话模块。

辨证模块：包括症侯判别模块和组方模块。

评价模块：根据学生脏腑辨证分析结果计算机给出评价。

2.2 脏腑辨证专家系统的工作原理

采集足够多的病例统计资料，作为脏腑辨证的病例分析基础；选用先进成熟的贝叶斯模型，作为专家系统的数学模型；通过数学模型将患者的症状、体征、检查等资料与病例统计资料做对比分析，得出结论。

2.3 脏腑辨证专家系统数学模型介绍

脏腑辨证专家系统采取的数学模型来源于贝叶斯理论，贝叶斯理论一种归纳推理的理论，后来发展为一种系统的统计推断方法，称为贝叶斯方法。该方法主要包括以下几个研究方面。

2.3.1 事件及其相互关系

必然事件：在一定条件下必须出观的现象。

不可能事件：在一定条件下必然不出现的现象。

随机事件：在一定条件下，可能出现也可能不出现的现象。

2.3.2 贝叶斯定理

贝叶斯定理是关于随机事件A和B的条件概率和边缘概率的一则定理。

P（A|B）=P（A）P（B|A）

P（B）

其中P（A|B）是在B发生的情况下A发生的可能性。

在贝叶斯定理中，每个名词都有约定俗成的名称，P（A）是A的先验概率或边缘概率。之所以称为”先验”是因为它不考虑任何B方面的因素；P（A|B）是已知B发生后A的条件概率，也由于得自B的取值而被称作A的后验概率；P（B|A）是已知A发生后B的条件概率，也由于得自A的取值而被称作B的后验概率；P（B）是B的先验概率或边缘概率，也作标准化常量。

按这些术语，贝叶斯定理可表述为：后验概率=（相似度*先验概率）/标准化常量，也就是说，后验概率与先验概率和相似度的乘积成正比。另外，比例P（B|A）/P（B）也有时被称作标准相似度，贝叶斯定理可表述为：后验概率=标准相似度*先验概率。

在更一般化的情况，假设{Ai}是事件集合里的部份集合，对于任意的Ai，贝叶斯定理可用下式表示

P（Ai|B）= P（Ai）P（B|Ai） i=1，2…

P（Ak）P（B|Ak）

3.脏腑辨证专家系统教学应用

3.1 病例

学生使用输入模块选择或者输入患者病历信息，供学生进行辨证分析。

3.2 学生分析

学生使用辨证模块根据病人病历信息，进行四诊摘要、病因、病性等分析，并给出对病症的判断，给出治疗方法，并开除方药。

3.3 学生分析评价

学生确认病情并给出诊断之后，评价模块根据学生分析结果，结合自身对病症的分析，对学生诊断做出客观评价。

4.脏腑辨证专家系统在教学改革中取得的效果

4.1 改进了教学方法

在中医诊断学教学中引入脏腑辨证专家系统辅助教学是教学手段的改进，使教学环节中克服了传统中医呆板的讲解形式，使枯燥的书本知识，在计算机软件中变的生动、灵活、容易掌握。

4.2 增强了学生学习能力融会贯通了中医辨证知识

脏腑辨证专家系统通过案例式以及人机问答式教学把中医诊断零散、琐碎、没有联系性的问题连贯起来。通过脏腑辨证专家系统的使用，并配合大量特点鲜明的临床病案，使学生们对中医的精华整体论治有了一定的认识，使得学生们能够抓住诊断的要点，初步学会了如何进行疾病的诊断，并且逐渐形成自己的中医辨证思维。

4.3 活跃了课堂气氛

使用脏腑辨证专家系统辅助教学使课堂变得生动活泼，让学生变成了课堂的主人。充分体现了“教师为主导，学生为主体”的教育思想，教师由“教”向“导”进行了转化，引导学生在学习过程中，注重自身能力和素质的培养。使学生在学习中医诊断学时感到轻松、直观、取得良好的学习效果。

4.4 开启了学生综合处理病情资料的实践大门

脏腑辨证专家系统案例丰富，辨证缜密，对学生深入理解和灵活掌握中医诊断学知识有很大帮助，更重要的是借助计算机软件为辅助工具的教学模式能改变传统教学模式的弊端，择优从善，注重理论与实践的结合，教给学生掌握辨证论治思路的方式。使学生们从最初见到案例无从下手，到基本会运用中医基础理论的知识加以解释、分析。

5.结束语

总之，在中医诊断学教学过程中，引入脏腑辨证专家系统仅仅是一种辅助教学手段、不能代替教师“传道、授业、解惑”的基本职责，合理地利用计算机技术进行辅助教学，不断改进中医诊断学教学方法，中医教育现代化才能得以实现。

参考文献

[1]李贤平，沈崇圣.概率论与数理统计[M].复旦大学出版社，2003，5.

[2]殷鑫，李惠芹.中医诊断学症状规范化的研究[J].陕西中医学院学报，2007（6）.

系统辨识理论及应用例9

《高校英语教学与思辨能力培养》（孙媛著，2018年9月中国水利水电出版社出版）一书，围绕高校英语教学与思辨能力培养问题，层层分析，为高校英语教育中思辨素养的培养提供了有效经验。该书共九章，前两章探讨了高校英语教学和思辨能力问题，第三章则阐述了高校英语教学中学生思辨能力的培养问题，此后的五章内容分别从知识教学、技能教学、ESP教学及文化教学等层面探讨了思辨能力培养问题，最后阐述了高校英语教学与思辨能力培养的评价问题。内容涵盖了高校人才培养现状、人才培养模式，以及协同创新视角下的高校人才培养、人才培养理念和管理改革、创新型人才培养、师资队伍建设及大学生就业等问题。全书结构合理，内容丰富，条理清晰，为高校外语教育思辨素养的培养及提高提供了宝贵经验。该书具有鲜明的时代特色，将思辨能力融入高校英语教学中，拓宽了高校英语教学视野，为培养学生自主能力提供了良好借鉴。同时，该书对英语教育和思辨能力培养等问题进行深度挖掘，具有大局眼光和时代意识。传统英语教学多围绕语法、词汇、听力、口语、阅读、写作及翻译等展开教学工作，这些内容虽然体现了教学内容与文化的关系，但并未将其作为重点来考量，而该书则从文化与ESP视角重塑了英语教学与思辨能力的培养问题，既实现了教学理念的创新，又确保了实用性，更体现了时代性。总体来看，该书论述脉络清晰，始终以思辨能力这一概念来论述高校英语教学问题，由现状至理论，由内涵至措施，逐层阐述了高校英语教学与思辨能力培养的重要性。此外，该书论据充分，有理有据，采用理论联系实际和案例分析法进行论证分析，深入浅出地讲解英语教学与思辨能力培养问题，内容的针对性、使用性和时代性非常强，对高校外语教育具有重要的参考作用。

二、该书拓展了外语教育思维及模式

传统的外语教育依赖课本，教材知识也缺乏系统性，人文底蕴较差，思辨性和思想性缺失，此教育模式下的学生专业思想淡薄，阅读量不足，缺乏思考意识，思辨能力差。随着我国国际影响力的增强，我国外语教育及人才培养目标发生了巨大变化，思辨能力培养逐渐受到关注。尤其是进入新时期后，我国外语教育面临新的时代环境，其教育目标及治理体系、教育定位及内涵等都应重新考量。尤其是互联网时代，人们能够通过互联网获取更多新资讯，各种文化思潮也能利用互联网的多样性、数字化和全球性而迅速传播，在此环境下，青年学生若不具备思辨素养和思辨思维，势必会影响其价值观的形成。当然，互联网传媒也为培养学生思辨素养提供了极大的信息选择空间。然而，我国学者对思辨能力的研究起步较晚，更没有将互联网传媒纳入思辨能力研究视野内。在外语教育方面，黄源深学者于20世纪末期第一次提出我国外语教育存在思辨缺席症，并分析了导致思辨能力缺陷的原因。此后，更多学者开展了许多实践探索和理论探索，但这些研究关注的多是外语教育听说读写的基本能力、思辨能力及跨文化传播能力以及国家的外语能力等，很少将思辨能力纳入到文本读写语境中，没从人文角度分析思辨发展，没能将语言学习同“全人”发展和社会发展结合起来，人文性的考量正是新时期国家治理能力和治理体系在外语教育中的体现。而《高校英语教学与思辨能力培养》一书则系统深入梳理了思辨能力的理论脉络，探讨了新时期中国治理新语境下培养外语思辨能力的现实路径。该书打破了传统英语教学思维及传统关注点，将思维能力及人文精神纳入英语教学中，且对英语教育中思辨能力及思辨素养的培养进行了重新考量，以具体案例论证了英语教育中思辨能力及思辨素养的重要性，凸显了外语教育中的人文性，也为应用互联网传媒技术开展英语教育拓宽了新思维。

三、深度挖掘了英语教育中的思辨素养培养

系统辨识理论及应用例10

1 辨病与辨证相结合

在西医诊断的前提下进行中医辨证论治，是目前中西医结合临床诊疗经常采用的方法。通过这种方式观察的大量病例，确定了许多种病的中医治疗效果。在总结辨证论治的规律时，必然要归纳出各种病的常见证型，这样就发展成为西医的辨病与中医的辨证分型相结合。

另外一点是辨证分型中的治疗问题。辨证分型的目的是为了指导治疗，故一般都是按证型固定方药或主方。这种作法并不违反辨证论治的原则。这样，每个证型有其相应的方剂，每个方剂也有其适应的证型，从而达到理、法、方、药的高度统一。

除了中医有辨证分型之外，西医的诊断中也有分型或分期的问题。在大多数情况下，中医和西医的分型依据是不同的，例如西医常以病理组织学变化，局部的功能变化或致病微生物的不同属性作为分型的主要依据，而中医则常依据整体的反应性或功能变化。多年来，对这两种分型进行了不少的对比研究，发现其间有一定的关系。但由于其着眼点和依据不同，不可能完全对应，所以在中西医结合的临床研究中，中医和西医的分型常只能相互补充，而不能彼此取代。

将西医的辨病与中医辨证论治相结合，本身就体现了同病异治的原则。在这种结合过程中，将不同的疾病进行横的联系，发现部分病例尽管疾病的诊断不同，却有共同的证候，可用相同的治法和方药进行治疗，这又体现了异病同治的原则。中西医结合临床研究既可以从某一种疾病出发，寻求有效的治疗方法，也可以有计划地从某一证出发，对于若干种不同疾病的患者中共同具有该证候者，应用相同的方法进行治疗，探讨辨证论治的规律。后者不仅能为中西医结合的理论研究提供重要的资料，同样也是提高临床疗效的一种有效途径。

2 宏观辨证与微观辨证相结合

所谓微观辨证，即是临床上收集辨证素材的过程中引进现代科学，特别是现代医学的先进技术，发挥它们长于在较深入的层次上，微观地认识机体的结构、代谢和功能的特点，简言之，是试用微观指标认识和辨别证。

在完全正常的健康人和西医所说的患者之间，存在着一片很大的空白，这一人群虽有这样那样的症状，但按西医看是“无病可认”，够不上任何疾病的诊断标准，往往给予“神经官能症”或“××系统功能紊乱”的诊断。但在中医看来，却是“有证可辨”，也“有药可治”。西医对这种反应状态不曾予以理会，中医则同样“有证可辨，有药可治”。微观辨证将揭示许多已知结构的未知功能，这样通过宏观辨证就能发现人体隐潜性变化。可以说是“宏观辨证通过微观指标可以发现隐潜病变，从而弥补了辨病的不足”。

中医有过解剖，但并不长于解剖，故对人体的观察是以外象推证，以方药测证。宏观辨证不足之处，在于人体内在病变不一定都会在外表显露出来。“证”的症状有时全部显露，有时会部分表现而不易辨识，有时还潜伏着，要到一定阶段才表现出来。例如支气管哮喘，从明、清以来的治疗理论一般都是“发时治肺，未发治肾”，说明传统中医通过方药测证，已预见到补肾将对哮喘可起到预防发作的作用。

西方医学长于识“病”，东方医学长于“辨证”，两种截然不同的医学体系在治病的认识和实践上确是各有所长。随着中西医结合临床研究的深入，以及引进现代医学的先进技术对中医“证”本质的研究，越来越感到病与证的结合必须从深入的“微观”层次上，才能找到结合点。在具体的临床与实验研究中，并不应以微观辨证取代宏观辨证，而是弥补宏观辨证用肉眼来观察事物方法之不足，因此也是为发展宏观辨证，将微观辨证和宏观辨证有机地结合。结合得好，必然会把识病治病的水平提高一大步，这就要善于去粗取精，去伪存真，有所取舍。微观辨证，是辨病和辨证相结合的一次飞跃和突破。

3 中西医结合临床研究方法

中西医结合临床研究方法必然依据中西医结合临床研究思维方式而确定，体现辨病与辨证相结合的基本思路，服务于中西医结合临床研究的总体目标。在继承中医整体、宏观、动态性的思维优势，吸取中医注重观察、比较、类比、试错、分类、调查等方法的精华，充分运用现代科学理论、方法和技术开展中西医结合临床研究，解决临床医学的重大诊疗问题，揭示“病”与“证”的发生、发展规律和内在统一的客观基础，促进现代生命科学理论的发展。

3．1 临床流行病学方法 临床流行病学是采用流行病学、医学统计学的原理和方法并吸取运筹学、社会学、心理学等有关学科的研究成果与临床医学相结合而发展起来的一门学科。近年来，开展中西医结合的研究已逐渐为人们广泛接受，在病证结合研究，新药临床试验等方面取得了初步的成果。