DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 1. 引言 碳纳米管具有优异的力学和物理性能，使得碳纳米管成为理想的增强相 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] 。碳纳米管增强复合材料可以在高端电子领域和自动化系统等领域发挥重要作用，但是如果无法解决碳纳米在基体中易团聚的趋势，碳纳米管的广泛应用将面临严峻的挑战。碳纳米非常容易出现聚集现象，是由于碳纳米管径表面积和长径比都很大，使得碳纳米管之间的范德华力相对较大，使得它们相互吸引而聚集到一起。碳纳米管在基体中的分布受两种因素影响，第一：在碳纳米管与基体混合的过程中没有足够基体分子使得碳纳米管分离。第二：碳纳米管自身或碳纳米管彼此之间在与基体的混合过程中，由于分子布朗运动或者外力作用会发生团聚现象。因此若想实现碳纳米复合材料在工程上的应用还有大量的工作要做。基于上述原因，有必要探究团聚效应对碳纳米管增强复合材料有效模量的影响 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] 。 实验结果表明在制备聚合物基碳纳米管增强复合材料过程中，只有以非常快的冷却速度才能够保证碳纳米管在基体中沿着一个方向均匀分布 [ 6 ] 。事实上以目前的技术水平通常得到的是有明显聚集现象和沿着空间各个方向分布的。 如图1所示为高倍电子显微镜下得到的聚合物基碳纳米管增强复合材料从碳纳米管融化状态到最后固体状态复合材料的结构。图1a为熔融状态下碳纳米管在基体中的分布情况，图1b为中间过程碳纳米管在基体中的分布，图1c为最终状态下的碳纳米管的分布状况 [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] 。 Shi等 [ 8 ] 将考虑全部碳纳米管发生聚集效应时复合材料的细观结构，将发生团聚的碳纳米管和其包裹影响的基体看成一体，等效为含有球形夹杂 [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] 。从而将整个复合材料看成是含有球形夹杂的复合材料，然后应用细观力学方法进行计算。 Shady和Gowayed [ 6 ] 结合Shi等 [ 8 ] 的思想，认为分布在基体中的碳纳米管只有部分碳纳米管发生了聚集现象，其余的碳纳米管随机的均匀的分布在基体之中 [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] 。因此可以将发生聚集现象的碳纳米管及被其包裹的基体一同等效为球形夹杂，碳纳米管则可以看成是纤维状的夹杂，其细观结构示意图如图2所示。 董淑宏和周剑秋 [ 19 ] 采用分级方法结合晶体塑性理论分析了碳纳米管团聚对金属基复合材料弹性和塑性力学行为的影响。结果表明：团聚可以明显降低碳纳米管增强效果，且这种影响与增强相的尺寸相关。 王垚等 [ 20 ] 利用电子显微镜观察了两种碳纳米管团聚体的团聚结构、分散形态及微观结构。研究表明，纳米团聚床催化裂解法制备的碳纳米管具有多级团聚结构，范德华力及缠绕作用共同造成了多级团聚体的形成，细长的碳纳米管分散困难，易絮凝；短小弯曲的碳纳米管易于分散。 Yang Kun等 [ 21 ] 研究了单笔碳纳米管在阴离子表面活性剂溶液中的分散悬浮和团聚沉降性能。Pallab [ 22 ] 和Pan Jing等 [ 23 ] 采用不同的细观力学模型研究了碳纳米管团聚对纳米复合材料弹性性能的影响。Wang等 [ 24 ] 研究了碳纳米管的团聚对纳米复合材料渗透阈值和导电性的影响。 图1. 电子显微镜下纳米材料的微观结构 图2. 直线状碳纳米管在基体中的分布示意图 本文结合上述高倍电子显微镜下碳纳米管的形态和上述两种类型的细观结构模型，得出本文考虑聚集效应下的波形碳纳米管的细观结构模型。图中圆圈内表示发生聚集效果的碳纳米管和其附近的基体共同构成了复合结构中的球形夹杂区域。其余没有发生聚集现象的碳纳米管随机分布在基体之中。此时纳米复合材料可以看成是由基体、球形夹杂和直线型纤维状夹杂三部分构成的复合材料可以应用细观力学方法进行求解。
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user: 2. 团聚效应的公式推导 基体中的碳纳米管可以分为两个部分：在基体之中自由分布的和团聚在球形夹杂之中的。 (1) (2) 式中： ——表示碳纳米管的总体积； ——表示在球形夹杂区域内的碳纳米管的体积； ——表示在除去球形夹杂内之外的碳纳米管的体积； ——表示碳纳米管的体积分数； 为方便描述问题，本文引入标识团聚效应的两个参数μ和ξ，其具体表达式为(3)、(4)。 (3) (4) 式中： ——表示代表性体积单元的总体积； ——表示代表性体积单元中球形夹杂的总体积； ——表示包含聚集碳纳米管的球体与总体积之比； ——表示发生聚集的碳纳米管的体积与碳纳米管的总体积之比。 当 时，弯曲碳纳米管全部以自由形态分布在基体之中，基体之中不包含球形夹杂。当 时，弯曲碳纳米管均匀分布在基体中，没有发生团聚现象。当 时部分弯曲碳纳米管发生团聚现象，部分碳纳米管仍然均匀分布在基体中。当 时， 弯曲碳纳米管全部以自由形态分布在基体之中，基体之中不包含球形夹杂。当 时弯曲碳纳米管全部分布在球形夹杂之中，没有自由散落在基体之中的单个碳纳米管。当当 时部分弯曲碳纳米管发生团聚现象，部分碳纳米管仍然均匀分布在基体中。 如图3所示对发生团聚现象的波形碳纳米管增强复合材料其模型可以简化为三个部分：直线代表的是自由弯曲碳纳米管轴向方向增强效果的直纤维，小圆代表自由弯曲碳纳米管垂直轴向平面内的径向增强效果的圆形小薄片。大圆则代表发生了团聚现象的碳纳米管及其周围的基体所形成的圆形夹杂。得直纤维的体积分数和小圆片的体积为： (5) (6) 球形夹杂的等效弹性模量可以由如下公式(7)、(8)求得： (7) (8) 式中：K i ——表示夹杂的等效体积模量； K m ——表示基体的体积模量； G i ——表示夹杂的等效体积模量； G m ——表示基体的体积模量； f r ——表示碳纳米管在基体中的体积分数； 其中表示碳纳米管的相关系数为： (9) (10) 图3. 等效夹杂在基体中的分布示意图 (11) (12) 其中单壁碳纳米管的希尔弹性常数为： 、 、 、 。 对于球形夹杂来说，可得它的应变将集中张量为： (13) (14) 其中： 将(7)、(8)分别带入(13)、(14)分别得： (15) (16) 由Mori-Tanaka方法可得聚集效应影响下的复合材料的有效模量。 (17) (18)
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user: 3. 团聚效应数值结果分析 图4表示体积分数不同时，为含部分团聚碳纳米管增强复合材料的杨氏模量E随参数ξ的变化情况。随着ξ的增加，即发生团聚效应的碳纳米管越来越多，复合材料的杨氏模量E不断下降。从图中可以看到当碳纳米管从没有发生团聚效应到全部发生团聚效应时，下降趋势和发生团聚现象的碳纳米管总的体积分数关系密切。碳纳米管总的体积分数越大复合材料的有效杨氏模量E下降越迅速。 例如：当 ， 时，复合材料的杨氏模量E为19 GPa，当 ； 时复合材料的杨氏模量E为12 GPa；即碳纳米管的团聚效应增加了30%，其增强效果下降了36.84%左右；当 ； 时，复合材料的杨氏模量E为17 GPa；当 ； 时，复合材料的杨氏模量E为11.5 GPa。即碳纳米管的团聚效应增加了30%，其增强效果下降了32.35%左右； 当 ； 时，复合材料的杨氏模量E为13.5 GPa；当 ； 时，复合材料的杨氏模量E为9.6 GPa。即碳纳米管的团聚效应增加了30%，其增强效果下降了28.9%左右；当 ； 时，复合材料的杨氏模量E为10.1 GPa；当 ； 时，复合材料的杨氏模量E为7.7 GPa。即碳纳米管的团聚效应增加了30%，其增强效果下降了23.7%左右； 显然上述结果的出现是由于随着碳纳米管体积分数的增加，其团聚影响外围不断扩大的结果。这再一次说明了在制备碳纳米管增强复合材料的过程中应该尽量实用各种机械手段或改进制造工艺减少团聚效应的发生，才能更好的发挥碳纳米管的是完美增强相的效果。 图5表示体积分数不同时，为含部分团聚碳纳米管增强复合材料的剪切模量G随参数ξ的变化情况。随着ξ的增加，即发生团聚效应的碳纳米管越来越多，复合材料的剪切模量G不断下降。从图中可以看到当碳纳米管从没有发生团聚效应到全部发生团聚效应时，下降趋势和发生团聚现象的碳纳米管总的体积分数关系密切。碳纳米管总的体积分数越大复合材料的有效剪切模量G下降越迅速。 例如：当 ， 时，复合材料的剪切模量G为8.7 GPa，当 ； 时复合材料的剪切模量G为5 GPa；即碳纳米管的团聚效应增加了30%，其增强效果下降了42.52%；当 ； 时，复合材料的剪切模量G为7.2 GPa；当 ； 时，复合材料的剪切模量G为4.85 GPa。即碳纳米管的团聚效应增加了30%，其增强效果下降了32.63%； 当 ； 时，复合材料的剪切模量G为5.7 GPa；当 ； 时，复合材料的剪切模量G为4.3 GPa。即碳纳米管的团聚效应增加了30%，其增强效果下降了24.56%左右；当 ； 时，复合材料的剪切模量G为4.2 GPa；当 ； 时，复合材料的剪切模量G为2.9 GPa。即碳纳米管的团聚效应增加了30%，其增强效果下降了30.9%左右； 显然这是由于随着碳纳米管体积分数的增加，其团聚影响外围不断扩大的结果。这再一次说明了在制备碳纳米管增强复合材料的过程中应该尽量减少团聚效应的发生。 图6表示体积分数不同时，为含部分团聚碳纳米管增强复合材料的体积模量K随参数ξ的变化情况。随着ξ的增加，也就是发生团聚效应的碳纳米管越来越多是，复合材料的体积模量K不断下降。从图中可以看到当碳纳米管从没有发生团聚效应到全部发生团聚效应时，下降趋势和发生团聚现象的碳纳米管总的体积分数关系并不像杨氏模量E和剪切模量G那样密切。不同体积分数对下应的ξ与体积模量K的变化趋势几乎一致。当ξ相同时，碳纳米管的体积分数越大时，剪切模量越大。
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user: 4. 结论 本文定量分析了影响碳纳米管复合材料有效弹性模量的一些重要因素，包括碳纳米管弯曲、团聚效 图4. 不同体积分数下杨氏模量随ξ的变化 图5. 不同体积分数下剪切模量随ξ的变化 应，建立了对应的细观力学模型，即正弦状碳纳米管弯曲模型和等效夹杂团聚模型。选取一个代表性体积胞元，它包含正弦状弯曲的碳纳米管和球形夹杂被包裹在无限大基体中。可以用沿碳纳米管轴线方向的长纤维模型和一个圆形小薄片来取代。这样基体内部就存在三种不同形状的夹杂：球形夹杂、长纤维状夹杂和硬币状夹杂。 理论分析以及计算结果表明团聚效应大大降低了碳纳米管的增强能力。所以要想得到性能优异的碳 图6. 不同体积分数下体积模量随ξ的变化 纳米管复合材料，应该尽可能使碳纳米管在复合材料中保持直线状，避免碳纳米管在基体中发生弯曲或者团聚现象，使之尽可能均匀分布。
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user: 摘 要 本文从中和观的角度探讨了《周易》哲学对传统中医理论的影响，认为易理和医理都同样强调阴阳和谐的中正之道，要求阴阳当位、守正而用中，以保持事物的平衡和稳定，主张顺从天地之道，与自然界和谐共处，贵生广爱，追求“提挈天地，把握阴阳”的至善境界。《周易》哲学的中和理念实际上贯穿了整个传统中医的理论和临床。 关键词 :传统中医，阴阳和谐，《周易》，中和观
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user: 1. 引言 《周易》的中和观对传统中医理论的构建和发展产生了极大影响，易理和医理都同样强调要把握阴阳和谐的中正之道，传统中医理论中明显带有《周易》哲学中和理念的深刻烙印。 《周易》崇尚中和、强调阴阳和谐，以阴爻、阳爻是否当位、守中来推断人事的吉凶。所谓“中和”是指事物处于一个最佳的阴阳调和的理想状态，“中”指的是无过无不及，“和”指的是和谐、协调。中正与和谐是紧密联系着的。事物的各部份、各方面都能够适度，即是中的状态，事物总体就达到了和谐。阴阳既对立又统一，阴阳的中正、和谐是万物得以发生、发展的关键所在。 《易传·彖传》和《易传·象传》对《易经》的卦象、卦辞和爻辞进行了充分的阐释，其中多处强调了中和、中正的重要性。六爻卦中的二位、五位为中位，处于此二爻位即是“得中”，象征亨通。阳爻得阳位称为“刚中”，阴爻得阴位称为“柔中”；如果“刚中”与“柔中”相应，则称为“中和”，表示事物处于最佳状态。如果阳爻居于五位，阴爻居于二位，则称为“中正”、“大和”，意为尽善尽美，是最理想的中和状态。 “得中”、“中和”等概念是《易传》分析卦象、断定吉凶的基本准则，但更重要的是说明了君子言行要谨守中道，无偏无倚。《易传·彖传·乾》中说：“乾道变化，各正性命。保合大和，乃利贞。” [ 1 ] 。“大和”，即最高的和谐。为了达到和谐，必须阴阳当位，守正而用中，以保持事物的平衡和稳定。阴阳始终处于此盛彼衰、此增彼减、此进彼退的运动变化之中。阴阳之间不是处于静止不变的状态，而是经常维持着“阳消阴长”或“阴消阳长”的动态平衡，因此是否达到中和便成为《周易》推断人事吉凶的主要依据。《周易》哲学的尚中致和思想既是对世界万物本质和发展的根本性认识，也是处世做人的指导原则。
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user: 2. 气血阴阳的调和思想 在《周易》“天地盈虚，与时消息”观念的影响下，传统中医认为人体的阴阳也是处于动态平衡的状态之中。传统中医学理论把人体的生理状态概括为“阴平阳秘”，把病理状态概括为“阴阳失和”，而“调和阴阳”则成为中医临床施治的总体原则。 阴阳平衡、气血调和是生命的基本规律，而人体阴阳气血中和状态的失衡则是疾病产生的根本原因。《素问·阴阳应象大论》中说：“阳胜则阴病，阴胜则阳病。” [ 2 ] 。《素问·生气通天论》中说：“阴者，藏精而起亟也；阳者，卫外而为固也。阴不胜其阳，则脉流薄疾，并乃狂；阳不胜其阴，则五藏气争，九窍不通。” [ 2 ] ，p. 12。 疾病的发生是阴阳失去平衡的结果，关系到正气和邪气两个方面。正气中的精血津液属阴，气属阳；六淫邪气中的寒湿属阴，风暑燥火属阳。凡阳邪易于耗伤人体的阴液，阴邪易于损伤人体的阳气。正气虚则形成虚证，邪气盛则形成实证。阴阳的偏盛和偏衰是疾病产生的内在依据。 以疾病表现而言，机能亢进属阳，机能低下属阴。阳邪盛所致病证的性质是实热证，阴邪盛所致病证的性质是实寒证。阳虚不能制阴则阴盛而出现寒象，是为虚寒证；阴虚不能制阳则阳盛而出现热象，是为虚热证。当病变发展到一定程度，阴证可以转化为阳证，阳证可以转化为阴证。阳虚可以导致阴虚，阴虚可以导致阳虚。而疾病发展的最后结果则是阴阳离决，亦即阴阳失去相互的依存和消长关系，标志着生命的终结。 气血阴阳的失中、失和是产生疾病的根本原因，因此，传统中医治病以“中”、“和”为度，强调调和气血、调和阴阳、调和人体与大自然的关系。阴阳之间的彼此平衡是人体维持健康的必要条件﹐也是疾病治疗的最终目的。对于阴阳偏盛，则泻其有余。阴盛实寒，治疗原则为寒者热之；阳盛实热，治疗原则为热者寒之。对于阴阳偏衰，则补其不足。阴虚不能制阳而致阳亢的虚热证，治疗原则为补阴；阳虚不能制阴而致阴盛的虚寒证，治疗原则为补阳。 阴阳的失衡都与阴或阳的偏盛或偏衰有关，但却有着多方面的原因。阴阳既相互依存和相互资生，又相互消长和相互转化，彼此间相互作用和相互影响，并一直处在不断的运动变化当中，所以阴阳的平衡只能是相对的。阴阳之间的对立统一性质决定了阴或阳任何一方的偏盛或偏衰既可以是自身变动的结果，亦可以是由于受到另外一方的影响而造成。因此调和这种偏盛偏衰，使之重新达到和谐的相对平衡，不仅要针对变动异常的一方，还必须同时考虑相对立的另一方。而阴阳概念本身特有的抽象内涵，使得这种平衡状态带有模糊和不确定的特点。 为了达到这种模糊和不确定的相对平衡状态，《黄帝内经》中提出了“调”、“和”的概念。“调”是指使之和谐或协调，“和”是指使之和合或和谐，因此“调阴阳”或“和阴阳”的含义都是指使阴阳之间达到和谐而协调的相对平衡状态。彼此不偏不倚，既无太过，亦无不及。这样，“调和阴阳”，使阴阳之间达到正常而和谐的平衡关系，便成为传统中医治疗人体阴阳失衡的最佳表述。 “和”是指不同事物不同方面的相互补充和相互调剂，以达到总体上的和谐。“中”与“和谐”是紧密联系着的。事物的各部份、各方面都能够适度，即是中的状态，无太过，无不及，事物总体就达到了和谐。“和”、“中”的概念彼此密切相关。为了达到“和”，就必须“中”。“中”是要求适度。这个度，只有在事物的两个不同和对立方面的相互关系中才能把握，整体的和谐对于不同的方面有着不同的要求，离开总体和谐的需要便无法把握局部因素的度，所以执两而用中，无太过无不及就成为达到“和”的关键。 传统中医理论中的“调和阴阳”是易学“中和”概念在医学实践中的具体体现，在临床应用时，“调和阴阳”同样采取了执两而用中的思维方式。天地阴阳始终处于一个动态的平衡状态，人体中的阴阳也是如此，在不同的季节，天地阴阳有着消长变化的过程，人体的阴阳也因此而有着不同的表现，如春夏阳气偏盛，秋冬阳气收敛，认识了人体阴阳动态平衡的本质，就能更准确地把握机体的病理现象。“调和阴阳”中的协调阴阳以达到阴阳和谐，最终维持阴阳相对平衡的观点，明显地受到了易学“中和”等思想的影响。
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user: 3. 祛邪理念中的和谐观 除了调和机体气血阴阳的概念外，传统中医祛邪的治病理论也明显受到了易学贵和思想的影响。 传统中医认为导致疾病的产生有两个必要因素，一是正虚，一是邪盛。正虚，指的是阴、阳、精、气、血、津液等正气的亏虚；邪盛，指的是六淫、疠气等病邪的偏盛。正虚邪盛、阴阳失调、气血津液运行失常是机体产生病理变化的主要机制。由于机体正气的虚弱，加上种种致病因素的侵袭，结果导致了疾病的产生。 在《周易》和谐思想的影响下，当邪气侵犯机体之时，传统中医并不赞成以攻击杀戮的方法来对抗邪气。皆因正气与邪气均是天地间的自然之物，两气相搏，必然违反自然之道，亦会损伤自身，传统中医的祛邪理论就是在《周易》崇尚和谐的思维模式指导下不断完善和最终确立的。 《周易》“贵和”的思想强调人与自然界和谐共处，邪气虽会对人体造成损害，但仍属天地之间的自然之物，杀戮和破坏会违背了天地和谐之道，最后也必将危害人体自身。因此，当邪气侵犯人体，最好的方法就是与之和谐共处，为邪气预留出路，适当的时候引导邪气离开人体，使正、邪两气各守其位，互不侵犯，疾病自然痊愈。 祛邪的理念还体现了传统中医理论中一个很重要的原则，就是不可损伤正气。《素问遗篇·刺法论》中说：“正气内存，邪不可干。” [ 2 ] ，p. 581。《素问·评热病论》中说：“邪之所凑，其气必虚。” [ 2 ] ，p. 197。治病的目的是为了调和平衡人体的气血阴阳，然而杀敌一万，自损三千，若强行以武力歼灭邪气，必然损伤正气，最终得不偿失，惟有保存正气，才能真正的保身安康。清代医家尤在泾《医学读书记》中说：“治六淫之病，如逐外寇，攻其客，毋伤其主，主弱则客不退矣。” [ 3 ] 。上工治病，要在善存正气，切忌强行克伐邪气，否则只能会引发邪气的激烈反抗，加重伤害正气。因此，与其使邪气作困兽之斗，损耗正气，不如助其另谋出路，采用各种因势利导的方法，引导邪气离开人体。“开鬼门，洁净腑”、“去宛陈莝”(《素问·汤液醪醴论》)的祛邪理念便是在易学“贵和”思想影响下逐渐形成的。 对照现代西医在治疗癌症过程中以杀灭癌细胞为主要目的的霸道思路，传统中医的“贵和”理念无疑充分展现了中国传统文化以人为本的人文精神。
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user: 4. 小结 《周易》哲学中和的思想始终指导着传统中医的理论和临床，强调阴阳有位，必须守正而用中，以保持事物的平衡和稳定，并且要顺从天地之道，与自然界和谐共处，贵生广爱，从而追求“提挈天地，把握阴阳”的至善境界。传统中医的中和之道深刻反映了中国传统文化“天人合一”的思维特征。
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user: 摘 要 三棱针作为针灸器材的重要组成部分，从古至今一直沿用。三棱针针具的发展经历了许多不同的阶段，才形成现代临床上使用的三棱针，而且近代国外三棱针的针具亦形成了新的品种。为了规范化三棱针具的生产及临床使用规范，我们国家已经制订了相应的三棱针临床操作规范(国家标准)和行业技术标准。 关键词 :三棱针，针具，技术标准
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user: 1. 引言 随着科技的进步，中医诊疗技术的发展，针灸作为中医治疗方法也在进步和发展。三棱针及其疗法作为针灸学的重要组成部分，在促进中医发展上发挥重要作用。三棱针是用于点刺放血的针具。三棱针疗法即是以三棱针为主要工具来刺破体表的一定部位，放出少量血液或挤出少量液体，或挑破皮下组织等以治疗疾病的方法 [ 1 ] 。本文在对国内外市场调查的基础上，对三棱针针具以及其应用和发展综述如下。
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user: 2. 历史沿革 2.1. 针具的发展 早在旧石器时代，人们使用一些锋利的石器刺破脓肿、排除脓血以解除病痛。到了新石器时代，产生了砭石，成为当时排脓、放血的最主要工具。金属针源于砭石 [ 2 ] 。砭石的应用是针刺工具的萌芽，也是三棱针的发端。据《说文解字》记载：“砭，以石刺病也”。南北朝时，全元起的《注黄帝素问》提到：“砭石者，是古今治之法。有三名：一针石，二砭石，三镵石，其实一也”。砭石作为针具的前身，它最初的用途是用来切开痈肿、排脓放血的。其形状有刀形、剑形和针形。这点可从出土的文物中得到印证。如1963年在内蒙古多伦旗头道洼新石期时代遗址中出土了一枚经过磨制的石针，长4.5 cm，一端有锋，呈四棱锥形，可作针刺之用，另一端扁平，有半圆形弧刃，刃部宽0.4 cm，可以切开痈肿，它被确定为原始的针刺工具——砭石 [ 3 ] (如图1所示)。在山东日照两城镇龙山文化遗址中，发现两枚锥形砭石，器身均为圆柱形，其一残长约9.1 cm，两头磨尖，分别为三棱针锥体和圆锥体；另一约8.3 cm，尖端为三棱锥体，长而锐利(如图2所示) [ 4 ] 。从砭石到金属针的发展过程中，此时处于针砭并用、以针代砭的阶段。从考古发掘实物来看，这一时期的金属针具，材质几乎均为铜质，仅有极少数为铁质，从形制上可以分为锥形和针形两大类。锥和针在形制上具很大的相似性，不同之处在于锥的形体较针粗大，锥身逐渐收缩成较细的锥尖 [ 5 ] 。1972年，在河南新郑县的一座春秋战国的郑韩故城遗址，出土一根长6.3 cm的磨制针形器，直径约0.7 cm，一端卵圆，另一端呈三棱锥形，锋尖缺损，针灸史学家认为九针中的锋针即由此仿制而来 [ 3 ] (如图3所示) [ 6 ] 。 古时制作砭石的原料很有讲究，古文中有记载：“有石为玉，可以为针”；《山海经·东山经》载：“高氏之山，其上多玉，其下多箴(针)石”。这说明古时用来制作砭石的材料并非普通的石料，而是属于玉石一类的。 随着生产力和生产工具的不断发展，铜、铁相继出现，秦汉时期出现了金属制造的针具，《灵枢·九针十二原》对针具描述到：“四曰锋针，长一寸六分”、“锋针者，刃三隅以发痼疾”。《灵枢·九针论》曰：“四曰锋针，取法于絮针，筒其身，锋其末”(如图4所示)。“锋针”的作用是用来刺脓放血以 图1. 内蒙古多伦旗头道洼新石期时代遗址中出土的石针 图2. 山东日照两城镇龙山文化遗址出土的砭石 图3. 郑韩故城遗址出土的锋针 图4. 《黄帝内经》所载之锋针 治疗脓肿、热病等疾病的，可以说是三棱针的比较成熟的形态。 《黄帝内经》第一次对三棱针及其疗法进行了总结 [ 7 ] ，其名曰锋针。到北宋时期，锋针才开始被称为三棱针。如北宋王惟一《铜人腧穴针灸图经》：“上星穴以三棱针刺之，即宣泄诸阳热气。”王怀隐《太平圣惠方》记载：“若有肿处，先以三棱针刺破，除去上血。”可见其时三棱针已经成为广泛应用的名称。 民国至解放初三棱针2件，1件为铁制，针体为圆形，针尖为三棱尖，柄部用铁丝残绕而成，上面缠以红色棉线，通长7.8 cm，柄部长3.5 cm；另1件为不锈钢制成，针体为圆形(如图5所示) [ 8 ] 。 随着不锈钢的大量应用。由不锈钢制作的三棱针成为主流，并在传统三棱针的基础上做了改进，一般其长6.8 cm，分针体、针柄两部分，针柄由圆柱体改为六棱鱼腹状三棱椎体，针身由普通三棱椎体改为鱼腹状三棱椎体，针身长度较传统三棱针长，便于操作 [ 9 ] (如图6所示)。 我国目前生产加工三棱针的厂家是以无缝管的生产方式，采用磨尖，表面处理，激光切割等工艺，应用304号不锈钢，生产过程执行GB/T14975-94、GB/T14976-94、GB/T3090-2000标准。 图5. 民国至解放初三棱针 图6. 现代的三棱针 2.2. 三棱针刺法的发展 早在旧石器时期人们就懂得了使用一些锋利的石器刺破脓肿、排除脓血以解除病痛。《灵枢·官针》比较详细地描述了锋针的操作方法：“络刺者，刺小络之血脉也”，“赞刺者，直入直出，数发针而浅之出血”，“豹纹刺者，左右前后针之，中脉为故，以取经络之血也。”这些刺法基本上现代临床上还在使用。 唐代的孙思邈在《备急千金要方》中对其针刺方法及注意事项有很详细的描述，其中写道：“凡用锋针针者，除疾速也，先补五呼，刺入五分留十呼，刺入一寸留二十呼，随师而将息之。刺急者，深纳而久留之。刺缓者，浅纳而疾发针。刺大者，微出其血。刺滑者，疾发针浅纳而久留之。刺涩者，必得其脉，随其顺逆久留之，疾出之，压其穴，勿出其血。诸小弱者，勿用大针，然气不足宜调以百药。”这种辨脉运用三棱针刺法的情况目前临床上运用不是很多，但其临床意义值得探讨。 明清时期三棱针疗法盛行。这一时期医家很重视放血量的多少以及针刺的深度和手法，放血量的多少主要依据放血部位、病情、体质的强弱，以及疾病的性质等，如有“出紫黑血约二合许”、“微见血如黍粘许”、“如墨汁者数盏”。针刺的深度和手法，如刺“攒竹，针三分”，“少商，针一分”，针“委中三分”，“用三棱针刺少商、少冲，留三呼吸入一分”等。三棱针疗法在这一时期不仅有大量的医书记载和广泛的临床应用，其操作手法也更加系统化，而且进一步扩大了取穴放血治病的应用。使得三棱针疗法的临床应用更加规范。近代通过对三棱针刺法进行总结，从动作上看，大致可以分为刺、划、割、挑、泻、放、剔、剥等，从形态上分，有点、散、丛、围、密等法，就治疗结果来看，有出血、出液、断纤维等 [ 10 ] 。在新中国成立时，针灸临床使用最多的是古九针之一的毫针和锋针 [ 11 ] 。 2008年6月出版的中华人民共和国国家标准《针灸技术操作规范第4部分：三棱针》(GB/T 21709.4- 2008)]国家操作规范中将三棱针刺法分为点刺法、散刺法和挑治法三种，并对操作规范都有作出了具体的规定 [ 12 ] 。 2.3. 三棱针的作用机理及适应症 《灵枢·九针十二原》说：“锋针者，刃三隅以发痼疾。”《灵枢·九针论》谓锋针主要用于“泻热出血”。《灵枢·九针十二原》曰：“宛陈则除之”，就是说对血郁积久、经络瘀滞病症采用放血疗法涤除病邪 [ 10 ] 。《灵枢·九针论》曰：“故为之治针，必简其身而锋其未，令可以泄热出血，而病竭主痛热出。”这是三棱针作用效果的最早记载。凡发于经络中壅痼不解之病，用三棱针之锋利，以泻热出血，使经络开通，荣卫调和而壅痼之疾自愈，即三棱针有通窍泄热、活血消肿、通络止痛的作用。 三棱针疗法多用之病种主要是热毒、血热，具有清热泻毒作用，三棱针放血能使侵入机体的毒邪随血而排。通过理血调气作用使人体机能恢复正常。 三棱针之另一个优势病种就是瘀血造成的疾病，三棱针疗法有疏通经络、化瘀止痛的目的。值得一提的是三棱针也经常用于治疗痛证，三棱针治疗痛证的疗效也是不可忽视的，对各种原因造成的疼痛都有良好的止痛效果。
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user: 3. 国外三棱针的发展情况 国外三棱针针具的研发与应用主要以韩国、日本为主。韩国针灸的发展根源于我国，其中三棱针的材质与规格与我国三棱针有着很多类似的地方，但是韩国三棱针目前还没有KS或KC的认证，只有在医疗器械法上有相应许可号，如Dae jeon Jae xin 08-45号。目前其临床上使用的针具分为传统三棱针和现代三棱针，传统三棱针是不锈钢造成，规格为1.2 mm × 50 mm (如图7所示)。 日本民间自古就有用砭石等用具做放血，逐渐地发展成为以经络学说为基础的刺络疗法 [ 13 ] 。其传统三棱针形状与我国生产的三棱针类似，不锈钢制成，其长度在50 mm左右，(如图8所示)。 刺络和放血等方面由于没有明确，对三棱针的制作没有统一明确定义，存在很多问题 [ 14 ] 。三棱针在日本暂时还未出台JIS标准和行业标准。 但韩国现代三棱针和日本刺络疗法有其自己的特色，那就是带弹簧的三棱针。韩日生产的弹簧式三棱针(如图9所示) [ 15 ] 。操作时，将三棱针放在带发条的管状物中，可以调节针尖的长短以防止针刺过深，也可以减少患者的疼痛，由于病人看不到针体，可以减少对针的恐惧感。 韩国亦有弹簧式三棱针生产，此外还有电子式三棱针和压缩式三棱针，如图10 [ 16 ] 、图11 [ 17 ] 所示。
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user: 4. 三棱针技术标准的研究与发展 建国以来，三棱针疗法得到了新的发展，并不断得到完善。随着中医诊疗设备在临床上的大量应用，产品的技术标准研究与操作规范研究引起行业及管理部门的重视。基于此，2006年中国针灸学会制定首批12项中医药标准化项目，其中就包括了三棱针的操作规范(国家标准)：《三棱针技术操作规范》(GB/T 21709.4-2008)。1993年就出版了三棱针针具的医药行业标准(YY 0104-1993)，该标准规定了三棱针的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存等要求，指导和规范三棱针针具生产。目前关于三棱针还没有国家标准。
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user: 5. 讨论 三棱针法是中医学外治法之一，从古沿用至今，其针具制作与应用不断更新与完善，由于其方便，实用，见效快，对某些疾病有独特的治疗效果，被广泛地应用于临床，并在长期的医疗实践中发展成为针灸系统中的一个特色疗法。三棱针针具的发展经历了“砭石－锋针—三棱针—不锈钢三棱针—一次性使用三棱针”的过程，如今还出现了弹簧式一类的自动控制三棱针，“工欲善其事，必先利其器”，针具的发展推动了三棱针疗法的发展，并能适应当今临床的新要求。三棱针未来的发展一方面是技术标准的制订，另一方面在其理论基础上，不断创新，除了器具的创新，还有与其它中医诊疗技术结合的创新，扩大三棱针的治疗疾病谱，完善和更新临床操作方法。 图7. 韩国传统三棱针 图8. 日本传统三棱针 图9. 韩日本生产的弹簧式三棱针 图10. 韩国生产的电子式三棱针 图11. 韩国生产的压缩式三棱针
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user: 摘 要 拔罐疗法作为中医的治疗方法在我国源远流长。罐具的革新及应用的普及经历了从古至今的演变。围绕其作用机制，拔罐疗法在临床的应用日益广泛，以其操作简便、安全有效等特点被称为绿色疗法。罐疗成为国内外中医诊疗的重要组成部分，其发展和革新仍在继续。 关键词 :罐具，罐疗机制，讨论
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user: 1. 引言 随着科技的进步，中医诊疗技术的发展，罐疗作为中医治疗方法也在进步和发展。罐疗由罐具在负压机制下完成的治疗方法。罐具是用于吸附在人体的器具。拔罐疗法即是罐具为主要工具来利用负压吸附体表的一定部位，造成淤血现象的一种疗法。本文在对国内外古今罐疗发展的基础上，对罐疗以及其应用和发展综述如下。
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user: 3. 罐疗的治疗机制及功能 3.1. 中医机制 中医学对拔罐疗法的认识：拔罐疗法是遵循中医基础理论，依据经络学说取得其它疗法所不能达到的效果。罐疗是通过罐体边缘及负压吸吮，牵拉挤压浅层肌肉，刺激经络腧穴，循经感传，通其经脉，营其逆顺，调其气血，达到祛病健身阴平阳秘的治疗目的。罐疗属非药物外治法之一，中医认为其治疗机制为开泄腠理，扶正祛邪，适宜于风寒湿邪引起的肌肉、皮肤疼痛，感冒、发热。风邪入络，寒凝筋脉，气血失于濡养，“气伤痛、形伤肿”，施以拔罐，可以使玄府开放，风寒之邪得出，邪去则安。罐具虽有不同，但其刺激的作用途径皆是通过罐内负压进行吸拔皮部，有吸邪外出的作用。一方面通过负压将皮肤吸起并使局部腠理开泄，让邪出有去路；另一方面频繁闪罐或长时留罐的吸拔力，可将病邪不断由里至表拔出体外。 3.2. 西医机制 从病理生理学上看属于一种动脉性充血，动脉性充血对机体是有利的，可使局部的血液循环中氧及营养物质供应增多，从而达到促进新陈代谢、治疗疾病的目的 [ 12 ] 。亦有研究 [ 13 ] 以体内代谢产物为着眼点，以静脉血尿素氮、尿酸、肌酐3项为观察指标，发现拔罐能使3项指标明显降低。罐疗可以提高红细胞免疫功能，红细胞免疫功能作为机体的一个重要防御系统，越来越受到人们的重视。红细胞具有识别抗原、清除血循环中的免疫复合物、免疫黏附细菌病毒及肿瘤细胞、效应细胞，以及免疫调节等重要作用。红细胞在机体抗感染、抗肿瘤及自身免疫性疾病所的重要作用，是其他细胞不可代替的。设法提高红细胞免疫功能，对提高机体的抗病能力有着重要的临床意义。实验已证明背部走罐能使机体红细胞C3b受体总体花环绝对值和红细胞免疫复合物总体花环绝对值显著升高 [ 14 ] ，明显提高正常人红细胞免疫功能。 朱观煦 [ 15 ] 等曾对拔罐的负压性能进行研究，认为在方法无误的情况下，各种大小质地的罐可获得相近的最大负压，罐内气体由热变冷，最后负压稳定于某一压强可达数小时不变。现在临床常用的抽气罐的负压性能接近传统火罐。 3.3. 功能 罐疗施术于表，外治皮肤，又能疏通经络，内治脏腑，达到行气逐瘀、祛邪排毒、通痹止痛、清热消肿 [ 16 ] 。 排出内毒：这一功能是传统罐疗、一般罐疗以及创新罐所共有的，并且是最重要的作用。运用罐疗之后出现的罐斑点、罐痧、罐泡液的酸碱性、出汗、呕吐、咳痰、腹泻等等反应均表明罐疗可排除病邪毒气。并且各脏器的病毒邪气以及各种毒素可通过罐疗的作用排出。 激发经气，强壮内脏：罐疗可以有效地作用于人体自身的传控体系——经络系统，表现为：“皮部”对体内外环境物质及信息的交换能力提高。在排毒的同时也增加了“皮部”对药物等的吸收。营卫流注畅通，内脏营养充足而使相应功能强健，提高抗御外邪的能力，也利于抗御衰老。 解痉止痛：拔罐可以调整组织结构，使被压迫、粘连的组织得以调整，微循环改善，从而解除痉挛。又罐疗作用可直接改善局部内环境，加速血液循环，促进新陈代谢，使代谢产物及时得以清除，减少或消除致病物质对神经末梢的刺激。关于痛阈，研究已经得出拔罐能使拔罐局部痛阈、耐痛阈显著升高 [ 17 ] ，使疼痛患者的疼痛强度明显降低，由疼痛引起的功能障碍也明显改善 [ 18 ] 。
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user: 4. 罐疗的临床运用 4.1. 罐疗常见现象及其机理 瘀血：刘丽军 [ 19 ] 专门就拔罐时间、瘀血程度及疗效的关系进行临床观察，在40 kPa负压下，拔罐10分钟与15分钟之间即时效应无显著性差异，而二者与5分钟的疗效差异显著，说明疗效出现需要一定时间，但不是越长越好。瘀血程度与疗效不成正比。水泡：有报道 [ 20 ] 认为水泡形成与疾病性质、患者体质等关系密切，而与拔罐的力量、时间无必然联系，且起泡能缩短疗程，提高疗效，作用类似于“天灸”。经化验泡液成分为组织液与或多或少的红细胞，认为这样可直接减轻或消除软组织劳损处的无菌炎症。此外起泡还可作为辨别患者体质外邪性质等的参考。瘀血和水泡的常见现象，拔罐通过负压吸引渗出物至皮下，使水肿的皮肤乳头复原，血管自律运动恢复，改善局部微循环状态，可中止疾病的恶性循环，达到“祛宛陈荃”的目的 [ 21 ] 。 4.2. 临床应用 罐疗在临床的应用体现在协助诊断和治疗方面。 协助诊断：通过观察拔罐后出现的罐斑、罐痧、罐泡等等，可以判断病邪所在的部位，病邪的轻重及性质。早在明代陈实功就以罐疗对痈疮拔出的脓血物进行分析来判断疮肿的性质和预后。一般而言：罐斑及罐痧越深的部位就是病邪所在之处。例如在背部走罐时出现深色罐斑、罐痧的部位即是相应脏器有疾患。罐斑或罐痧由深变浅，表现病邪去，正气恢复。若病患在一开始罐疗时罐斑就浅，表示病人正气较虚弱，气血衰少。若罐疗时易产生罐泡，表明病患性质为阳气虚衰，水湿泛滥或停聚。 治疗疾病：随着罐疗及其使用方法的发展创新，作用机理的深入研究，罐疗对许多病症都有很好的治疗效果，并且作用优于其他中西医常规疗法。20大类系统中骨骼肌肉系统和结缔组织疾病，456个病种中第三横突综合征、肌筋膜炎、肩关节周围炎、颈椎病、双侧膝骨性关节炎、腰肌劳损、腰痛、腰腿痛、腰椎间盘脱出、坐骨神经痛、股外侧皮神经综合征、神经根型颈椎病、面神经麻痹、感冒、哮喘、支气管哮喘、带状疱疹、疱疹后神经痛、痤疮、荨麻疹、银屑病、软组织损伤、腰部扭伤、咳嗽、痛症、急性乳腺炎、肥胖综合症、痹病、落枕等为高频病种。罐疗文献中第三横突综合征、肌筋膜炎、肩关节周围炎、颈椎病、双侧膝骨性关节炎、腰痛、神经根性颈椎病、面神经麻痹、感冒、支气管哮喘、带状疱疹、痤疮、咳嗽、落枕等14种病症在II~IV级证据中均有分布，且与高频病种一致，说明罐疗对治疗这些病种有明显的优势 [ 22 ] 。 取穴原则：罐疗时最常用的是以痛为俞，对治疗疼痛证有较好的疗效。按经络辨证取穴：对外感以及一些慢性病证以背部膀胱经线行走罐术，效果较好。对慢性病先在背部膀胱经线上走罐后，再于相应背俞穴、募穴、原穴、合穴等处留罐以增加刺激量。常见疾病的拔罐疗法取穴。风湿痹痛：可在痛处局部选穴拔罐、如腰痛选拔肾俞、腰俞、阳关等；腿痛拔环跳、阴市、伏兔、委中等；上肢痛拔合谷、外关、曲池等。哮喘：可拔天宗，肺俞，擅中等。腹痛：可拔中脘，天枢，关元等，如兼呕吐，可先在鸡尾，巨胭处先用针具浅刺脉络再拔。腹泻：拔神阙，天枢等穴。慢性老损疼痛：在局部拔穴或直接于患处拔。神经衰弱：可先拔神门，合谷，足三里，三阴交，心俞等。胃肠神经官能症：拔中脱，脾俞，胃俞，大肠俞，足三里，天枢，关元等穴面神经麻痹：拔头面部穴位，如下关、地苍、颊车、太阳、风池等。目赤肿痛：可在患侧浅刺太阳穴后再拔。脱肛：拔长强穴。月经病及带下病：可选拔关元、气海、带脉、归来、命门、中枢、三阴交、天枢等穴。毒蛇咬伤：可在咬伤处以粗针刺出血，再用好轻松拔罐器拔出血。 刺激量：罐疗刺激的大小直接影响着疗效的好坏。即须达到一定的刺激量才显效。刺激可通过留罐、走罐、颤罐等达到较大量。例如在治疗急性肩周炎时，常常在肩部疼痛区域内走罐使产生罐痧，才能产生显著效果。当然应视病人的体质及耐受力而言，对于体质衰弱，年龄较大者刺激量应控制在一定范围内，可通过多次罐疗产生累积效果来达到刺激量。
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user: 5. 国外罐疗的发展 日本最早的拔罐疗法一——角法，是引用中国古代东晋时期葛洪的《葛氏方》。日本的拔罐疗法分两个主要阶段：17世纪以前，使用“角”为工具，来源于中国；17世纪以后用硝子(玻璃)之“罐”源于荷兰医学。近代日本的黑岩东五先生，通过临床实验创立了“真空净血疗法”这一学说，可谓在世界范围内对拔罐疗法的一种理论创新，被韩国、中国等地先后学习和效仿。 欧洲最早的拔罐疗法记载出自希腊。古希腊人最早用葫芦拔罐，在葫芦的尖端钻一个小孔，用嘴吸气来获得负压。还有一些罐是用金属做的 [ 23 ] 。在意大利，拔罐常常用以治疗痛风和多种关节炎 [ 24 ] 。16世纪法国外科圣手巴雷以发明外科器具著称，他的著作中记载吸角器、刺络刀以及乱刺器等 [ 25 ] 。 2011年德国杜伊斯堡艾森大学的Cramer等 [ 26 ] 采用一种脉动负压拔罐装置(又名：气流脉动疗法)对50例慢性颈痛患者进行了随机对照试验，将实验组患者拔罐按摩的效果集于一体在颈肩部的斜方肌、肩，该胛提肌和头半棘肌。拔罐装置可以调节罐内的负压使皮肤和下皮组织振动，在皮肤涂上精油的情况下，还可以在局部移动罐体，试验表明是安全有效的缓解疼痛的疗法。
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user: 6. 讨论 随着针灸疗法经络学说的深入研究，罐疗经过辨证取穴循经取穴以及罐具的不断改进和完善，使之得以继承和发展，并广泛应用于临床。从单一的吸毒拔施发展到内外妇儿骨伤皮肤五官等科，治疗病种数以百计。在罐具的选择上，品种多样如牛角罐、竹罐、玻璃罐、金属罐、抽气罐、多功能拔罐器、真空拔罐器等。在操作方法上，由煮水排气燃烧排气，发展为抽气挤压电动等排气方法，使之更加安全方便。在辨证拔罐方面，由单一的留罐拔罐，发展为走罐、闪罐、药罐刺络拔罐等。另外拔罐疗法也被传授到日本朝鲜、马来西亚，印度、俄罗斯，法国、德国，美国等国家和地区，成为我国传统医术对外交流的一个重要组成部分。 当今世界规范化、标准化已成为科技和经济成熟发展的一种标志。罐疗操作手法有了国家标准 [ 27 ] ，然而罐具的发展呈现多元化趋势，罐疗的创新应该在不违背中医基础理论和其基本作用机制的基础上，以提高疗效为目的结合其它中医治疗方法并时代背景和现代科技相结合。罐疗操作散见于历代医家的著作或散见于民间，缺乏系统的挖掘与整理。作为中医基本疗法之一，罐疗与其他中医治疗方法的结合势在必行，复合罐疗即可体现现在科技与中医的结合，又可丰富和发展中医绿色疗法的疗效。罐具的改进与革新可从安全性和舒适度上体现。即达到舒适的治疗目的又可提高临床治疗的安全系数。从国际上来讲，随着中医疗法被国际医学界的认可，罐疗研究应该在循证医学理念指导下严格科研设计，结合罐疗的特点，探索符合中医特色和复合罐疗临床自身特点的研究方法、诊断标准、治疗指南和评价体系，更加客观的评价复合罐疗的临床效果，加速罐疗研究的国际化进程。
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user: 摘 要 首先利用折线图和拟合分析，研究了车道被占用时道路通行能力的变化过程，接着利用交通流模型定量地分析了不同车道被占用道路通行能力的差异，然后对车辆到达率进行了K-S检验，结果显示符合泊松分布，最后利用生灭过程建立车辆排队长度、排队时间和道路通行能力的关系模型。 关键词 :折线图，拟合分析，交通流模型，K-S检验，生灭过程模型
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user: 1. 问题背景 如今，交通越来越发达，车辆数量激增，导致交通事故频繁发生，车道被占用的情况随之增加。特别是城市道路，其交通流密度大、连续性强，一条车道被占用，即使时间短，也可能降低道路的通行能力、引起车辆排队、出现交通拥堵。所以有必要对车道被交通事故占用后的道路通行能力和车辆排队长度进行研究。
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user: 2. 国内外研究现状 道路通行能力的研究起始于美国。美国出版的《道路通行能力手册》(简称HCM)问世以来，不断更新换代，对美国道路通行能力的计算方法不断完善。继美国之后，英、法、德、日等许多国家也相继出版了符合各自国情的HCM，对道路通行能力的研究不断深入。90年代，国外许多国家对信号交叉口、非信号交叉口、环形交叉口、自行车道等的通行能力从理论上进行研究与改进，并召开了多次通行能力的国际研讨会，对道路通行能力的计算方法不断改进与提高。虽然国外已经将通行能力运用于某些交通理论中，但由于问题所涉及的的交通现象复杂、分析方法不同和尚未建立起一套公认的理论体系等原因，导致鲜有较为突出、具有普遍意义的理论成果 [ 1 ] 。 在国内，随着改革开放，汽车和公路的数量都在急剧增长，我国开始逐渐学习引进国外的研究方法，并结合国情开展了大量关于通行能力的课题研究。其中东南大学曾就环形交叉口的通行能力、信号交叉口的通行能力、混合交通路段及无信号交叉口通行能力的影响等进行了较深入的研究，并分析了交通特性等，取得了一定的研究成果。随着经济的增长，迫切需要增加道路的数量，提高道路的质量，这对通行能力的研究提出了更高的要求，有必要建立适合我国道路和交通条件的理论模型 [ 2 ] 。 在实际交通系统中，道路的通行能力受到许多不确定因素的影响，如交通事故、恶劣天气、道路维护等。正是由于这些不确定性因素的存在，导致道路经常发生不可预测的交通拥堵，为了更好地对交通行为进行定量化的描述，完善道路通行能力的研究，有必要针对性地研究诸多随机因素影响下的道路实际通行能力。本文主要基于发生交通事故时车道被占用对城市道路通行能力影响的研究。
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user: 3. 数据获取及数据采集 数据来源于2013年全国大学生数学建模竞赛A题 [ 3 ] 。根据所给的两个视频，我们采集数据的方法为：1) 按车道采集：分为车道一、车道二和车道三。2) 按车辆大小采集：分为大型车和中小型车。3)按周期采集：分为事故发生前、事故发生时、事故解除后，其中每一分钟进行一次车辆计数。在解答问题之前我们把各车型都转换为标准车型，不同车辆类型的折算系数如表1所示，并对所采集来的数据进行了包括筛选、统计、调整和计算等一系列的数据处理过程。
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user: 4. 模型的假设 1) 假设在视野范围内所数的车辆数是实际的车辆数；2) 假设除肇事司机外都遵守交通法规；3) 假 Table 1 Conversion coefficients of various vehicle types [4 折算系数 车辆类型 0.5 自行车 1.0 小客车、微型面包车、中型3排座位面包车、载重1~2 t的微型客货车、中型吉普车 1.4 中型3排以上面包车及客车、载重2~4 t的中小型货车、载重4~5 t的中型货车、中型油罐车 3.4 40座左右大客车、载重5~10 t的大型货车、大型拖挂平板车、水泥混凝土搅拌车、载重10 t以上特大型货车、集装箱货车、工程机械车、大型油罐车 表1. 各种车型的折算系数 [ 4 ] 设采集到的数据所存在的误差在合理范围之内，且能真实反应该路况信息；4) 假设所有的数据都是可靠的，不包括人为造成的不合理因素；5) 假设视频中的穿过道路的行人对该车道的通行能力无影响；6) 假设只考虑四轮及以上机动车、电瓶车的交通流量，且换算成标准车当量数。
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user: 5. 实际通行能力 5.1. 数据处理 道路通行能力 [ 5 ] 是指道路上某一点某一车道或某一断面处，单位时间内可能通过的最大交通实体(车辆或行人)数，单位用辆/秒表示。当有其它车辆混入时，均采用等效通行能力的当量标准车辆为单位(pcu)。为了方便数据统计处理，这里的实际通行能力近似于该路段在饱和情况下的单位时间内的交通量，且是按照1分钟的标准车当量数计量的。图1为视频1和视频2中交通事故简易图，表2和表3分别为视频1和视频2的数据统计及处理。 5.2. 实际通行能力变化过程分析 我们在事故发生前至事故结束后这段时间内，利用Excel对每分钟的道路通行能力的变化做了统计，并用图像将它们的变化关系表示出来，如图2所示。 从图2(a)中可以看出，事故发生时至事故撤离期间，道路通行能力都处于低下而上下波动、但波动不大的状态。在事故撤离之后通行能力急剧上升，道路恢复正常通车。从图2(b)中可以看出，事故刚发生时，道路的通行能力处于较平稳的状态，事故发生了十分钟左右，通行能力开始突然回升，这是由于上游路口转为绿灯使车辆增多导致的，但好景不长，两分钟左右之后，又回到初始的较稳定的低下通行能力状态，直至事故撤离，道路通行能力才开始急剧上升，恢复正常通车。 由于视频中有多处出现片段的中断，影响计数，因此需要剔除数据异常点，或者对数据进行平滑性处理。所以接下来我们剔除了异常数据，利用MATLAB软件对数据进行拟合，经过对比发现3次拟合相似度比较高。最后得到视频1的拟合方程为： ，拟合图像为图3(a)；视频2的拟合方程为： ，拟合图像为图3(b)。 由图3可以观测到事故发生后视频1的车流量缓慢降低，约12分钟后通行能力又逐步上升，视频2的车流量迅速降低，约20分钟后通行能力逐步回升，事故解除后通行能力均达到最大值。 5.3. 不同车道被占用道路通行能力的差异分析 由图1可知，视频1交通事故发生在车道1和车道2，而视频2发生在车道2和车道3，我们可以看到交通事故所占车道不同对道路通行能力影响是有差异的，这可能是由于事故发生的时间点不一样造成的，一个是临近下班高峰期，一个刚好是下班高峰期，还可能是因为每条车道的车流量不一样而造成的。那么哪个车道被占用对道路通行能力的影响更大呢？这需要我们进行定量分析来说明。 Table 2 Statistics and processing of data in the first vide 编号 起始时间 终止时间 时间间隔 1车道 2车道 3车道 当量转换 通行能力pcu/s 大车 小车 大车 小车 大车 小车 1 16:38:39 16:39:39 60 6.8 4 0 6 0 1 17.8 1068 2 16:39:39 16:40:39 60 0 8 0 3 0 1 12 720 … … … … … … … … … … … … 21 17:01:21 17:02:08 47 10.2 12 3.4 12 0 8 45.6 3492.77 22 17:03:23 17:03:50 27 0 7 0 3 3.4 0 13.4 1786.67 总计 420 29，747.35 表2. 视频1数据的统计及处理 Table 3 Statistics and processing of data in the second vide 编号 起始时间 终止时间 时间间隔 1车道 2车道 3车道 当量转换 通行能力pcu/s 大车 小车 大车 小车 大车 小车 1 17:28:51 17:29:51 60 0 5 0 12 0 1 18 1080 2 17:29:51 17:30:51 60 3.4 6 0 7 0 6 22.4 1344 … … … … … … … … … … … … 32 18:02:17 18:03:17 60 6.8 20 0 0 0 0 26.8 1608 33 18:03:17 18:04:12 60 10.2 17 3.4 11 0 7 48.6 2916 总计 791.2 47，472 表3. 视频2数据的统计及处理 图1. 视频1和视频2中交通事故发生简易图 图2. 视频1和视频2中事故所处横截面的道路实际通行能力变化过程 图3. 视频1和视频2的道路通行能力变化拟合图 由交通流理论 [ 6 ] 可知，交通流不是恒定不变的，而是随时间、空间而变化，交通流量、车速、和交通密度三变量之间的相互关系的描述，可表示为 。其中， 表示交通流量(pcu/h)， 表示路段行车速度(km/h)， 表示平均车流密度(pcu/km)。 针对视频1，从16:42至16:55这13分钟中，连续地随机测算出车辆的平均车速为 ，交通流量 ，平均车流密度 。 针对视频2，从17:34至18:02这28分钟里，连续随机测算出车辆的平均车速为 ，交通流量 ，平均车流密度 。 通过定量分析可以发现，视频1的事故发生点到事故撤离时间段内的平均通行能力为1146.95 pcu/h，视频2的事故发生点到事故撤离时间段内的平均通行能力为1443 pcu/h。因此，视频2的单位时间内通过的车较多，即视频2的平均通行能力大于视频1的平均通行能力。可见，车道一二被占用比车道二三被占用的对道路通行能力的影响更大。
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user: 6. 基于生灭过程的车辆排队模型 6.1. Kolmogorov-Smirnov检验 Kolmogorov-Smirnov检验(柯尔莫哥洛夫-斯摩洛夫)被称作拟合优度检验法，简称K-S检验。它是一个用来检验模拟所得数据的分布是否符合一个理论的已知分布的方法，它的基本原理是以样本数据的累计频率分布与特定理论分布进行比较，若两者的差距很小，则推断该样本取自某特定分布族。本节基于MATLAB软件实现来检验样本数据的总体分布是否服从泊松分布，其检验步骤及过程如下： 1) 条件设定。H0：样本数据的总体分布不服从泊松分布；H1：样本数据的总体分布服从泊松分布。 2) 检验准备。对于H1，已经假定样本数据服从泊松分布，但其强度未知，利用poissfit(x，alpha)函数估算出模拟泊松过程的强度，再利用poisscdf(x，lamda)函数得到泊松分布的累积分布函数。 3) K-S检验。直接调用K-S检验函数kstest(x，[x，p]，alpha)，其中，x为输入的样本数据，P为累积分布函数，1- alpha为置信区间，当结果 时，则输入数据满足泊松分布，否则，不满足泊松分布。 根据MATLAB输出结果可知，视频1和视频2的样本数据均服从泊松分布(见程序3和4)。 6.2. 基于生灭过程道路通行能力的研究 生灭过程是描述生物系统中生灭现象的一种随机过程，主要研究的是系统内部状态的变化过程，处理的是到达率为泊松分布，时间服从负指数分布的一种数学方法。其定义如下： 设齐次马尔可夫过程 的状态空间为 ，转移概率为 ，如果 则称 为生灭过程， 为出生率， 为死亡率 [ 7 ] 。 在车辆堵塞排队中，由K-S检验可知车辆的到达率符合泊松分布，所以车辆堵塞排队过程可以利用生灭过程进行处理。根据生灭过程的定义可设该堵车系统有 个状态(车辆数)，记系统在时刻 的状态为 ，则在很短的时间 内，车辆数的变化有三种可能：系统状态由 变到 ，即增加一辆车，其概率为 ；系统状态由 变道 ，即减少一辆车，其概率为 ；系统大小不增不减，其概率为 。设系统在时刻 处于状态 的概率为 ，即 ，具体转移的概率如下： 1) 由状态 转移到 的概率： 2) 由状态 转移到 的概率： 3) 状态保持不变的概率： 上述各式中， 为到达率， 为离开率， ， 均为正常数，且只与状态 有关。 设图4为生灭过程的状态转移强度图，可利用柯尔莫哥洛夫方程建立生灭过程的微分方程组。根据该图4可知，系统中每个状态都能够转移到其余任何一个转态，且系统的转态数是有限的，因而有极限概率存在 [ 8 ] 。由于极限概率 是常数，常数的微分等于零，所以令柯尔莫哥洛夫方程的等号左边为零，则可把微分方程变成代数方程求解。根据系统平衡的原理列出图4中的状态代数方程，其一般方法如下：方程等号左边为给定的状态概率 乘上从给定状态发出的流的强度 之和；方程等号右边为所有进入给定状态的概率 乘上进入给定状态的流的强度 之和 [ 6 ] 。为了方便， 写成 。 对 有： (5.1) 对 有： (5.2) 把(5.1)代入(5.2)得： ，即 (5.3) 同理，对 有： (5.4) 对 有： (5.5) 则极限概率满足下列方程组： (5.6) 图4. 生灭过程的状态转移强度图 且有正则条件 。 (5.7) 解方程组(5.6)的第一个方程得： (5.8) 把(5.8)带入方程组(5.6)的第二个方程得： (5.9) 依此类推，求得通式为： 由此可见，所有的状态下的概率都可以通过 求得，通过正则条件可得： 则 于是得到任意塞车时刻 时，在排队的车辆的数量为 的概率为： 所以车辆排队的平均队长(辆)为： 由此可知，事故发生时，若下游路口车辆的离去是均匀的，当上游路口的车流量增加时，车辆排队的长度也势必增加，排队时间增大，排队长度也会增大；事故解除后，若上游路口车流量趋于稳定，则下游路口车辆的离去率增大，车辆的排队长度随之减少，随着时间的增大，排队长度趋于零，道路恢复正常通车。
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user: 7. 总结 文章通过综合使用折线图、拟合分析、交通流、K-S检验和生灭过程等方法，分析了道路通行能力的变化过程，建立了车辆排队长度预测模型，为测量道路通行能力和判断是否出现排队现象提供理论依据。
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user: 摘 要 本文讨论了给定点着色数和匹配数的图类中k-Steiner Wiener指数的下界，并刻画了极图。图G的k-Steiner Wiener指数定义为图G中任意k-点集S的Steiner距离 的和，而点集S的Steiner距离 是包含点集S的最小子树的边的数目。 关键词 :Steiner树，Steiner Wiener指数，点染色数，匹配数
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user: 1. 引言 设 是一个简单图，其中 分别是图 的点集与边集，且 。图 中任意两点 间的距离 定义为连通 的最短路的长度，Wiener指数 定义为 ，Wiener指数是图的一个拓扑参数，它常用于分析分子的分枝数，同时也用于分析交通网络与社交网络。相关的结果参考文献 [ 1 ] - [ 16 ] 。 点集 的Steiner距离 定义为图 中包含点集 的最小子树的边数，Steiner距离是经典的组合优化问题，最早可以追溯到17世纪初。1634年，数学家Fermat提出这样一个问题：在欧氏平面上有三个点，寻找一个点使得由该点连接三个点的距离之和最小。后经多位数学家扩展补充，最后以瑞士数学家Steiner的名字命名为Steiner问题。由于Steiner距离在现代生产生活中应用十分广泛，因此多年来是研究的热点，本文讨论图的Steiner距离问题。 若 是连通图，则 等于 生成树的边数，即 。李学良，毛亚平，Gutman在文献 [ 17 ] 中提出了k-Steiner Wiener指数 的概念，其中 ， 且 。Dankelmann，Oellermann，Swart [ 18 ] 提出了k-Steiner平均距离 的概念，其中 。 Dankelmann，Oellermann，Swart在文献 [ 19 ] 中得到给定点数的树中 的上下界，李学良等人在文献 [ 19 ] 中给出了树的 指数计算公式，M. Kovse进一步得到树的 的点和边的表达公式。与Steiner距离的拓扑指数相关的结果可参考文献 [ 10 ] [ 20 ] - [ 26 ] 。由于图 的 计算是NP完全问题 [ 27 ] ，讨论特殊图类的上下界与极图问题显得十分重要，本文将重点讨论二种图类。 图 的染色数 是使得 中任何相邻两点均染不同色的最小颜色数，而图 的匹配是边的集合，任意两条边没有公共点。图 的最大匹配是所有匹配中所含匹配边数最多的匹配，图 的匹配数 定义为图 中最大匹配所含的边的数目。本文讨论了给定染色数或匹配数的图类中Steiner Wiener指数的下界，并刻画了极图。