基于神经网络的智能预警算法模型 技术要求
Technical requirements for intelligent early warning algorithm model based onneural network
中关村智慧城市产业技术创新战略联盟 发布
目次
前言.. LL1范围....2规范性引用文件3术语和定义4缩略语.5技术架构要求.5.1总体架构.5.2核心层级设计6功能要求..6.1基础功能6.2扩展功能，7性能指标要求7.1预警性能 7.2实时性..7.3资源占用7.4稳定性..8硬件适配要求..8.1信号采集硬件 58.2调控输出硬件 69接口规范.9.1数据接口， 9.2硬件接口，10安全要求10.1数据安全10.2系统安全10.3刺激安全11测试方法，11.1功能测试11.2性能测试 11.5安全测试 912验收规则...12.1验收条件12.2判定要求
前言
本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草.
请注意本文件的某些内容可能涉及专利.本文件的发布机构不承担识别专利的责任.
本文件由中关村智慧城市产业技术创新战略联盟提出并归口.
本文件起草单位：广东省智能科学与技术研究院、人（珠海）医疗科技有限公司、中国科学院计算技术研究所、北京航空航天大学、中国科学院软件研究所、珠海光安智能科技有限公司、北京航空航 天大学江西研究院、平顶山学院、哈尔滨广厦学院、云燕科技（山东）股份有限公司、软通动力信息技术（集团）股份有限公司、中国联合网络通信有限公司智能城市研究院、重庆邮电大学、重庆中科汽车软件创新中心、七腾机器人有限公司、北京柏睿数据技术股份有限公司、北京燕元数联网络科技有限公司、软通天枢引擎（南京）科技有限公司、北京玖典科技发展有限公司.
本文件主要起草人：蔡江、刘建平、陈海恒、李超、唐文忠、张荣文、杨玲、滕东兴、巩跃洪、赵凯、臧玉峰、肖扬、董正浩、张东军、冬梅、邓成明、董南、杨钰、宋歌、张振峰、包达尔罕、朱冬、李帅永、付丽芹、李庆、祝欣越、孙逊、谢加琪.
基于神经网络的智能预警算法模型技术要求
1范围
本文件规定了基于神经网络的生物复杂系统智能预警算法模型的技术架构、功能要求、性能指标、硬件适配、接口规范、安全要求、测试方法及验收规则.
本文件适用于以脑电生理信号为典型的医药应用场景相关的智能预警算法模型的设计、开发、测试与验收.
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用面构成本文件必不可少的条款.其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件，其最新版本（包括的修改单）适用于本文件.
GB/T16886.1医疗器械生物学评价第1部分：风险管理过程中的评价与试验GB/T35273-2020信息安全技术个人信息安全规范GB/T37027-2025网络安全技术网络攻击和网络攻击事件判定准则GB/T42460-2023信息安全技术个人信息去标识化效果评估指南 GB/T44588-2024数据安全技术互联网平台及产品服务个人信息处理规则YY/T1597-2018脑电监护设备通用技术条件
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件.
3.1
临界预警模型criticalearlywarningmodel
基于复杂系统动力学理论，通过监测多维度生物电信号特征，识别系统逼近临界相变点并提前输出预警信号的模型.
3. 2
输入嵌入inputembedding
将原始生物电信号通过One-Hot编码、Word2Vec映射及位置编码，转换为高维稠密向量的过程，为Transformer模型提供有效输入.
3.3
共谐调控模块resonanceregulationmodule
预警模型的核心功能模块，根据当前生物电信号特征与目标状态的偏离度，动态生成个性化调控参数，实现闭环干预.
3.4
多尺度煸multiscale entropy，MSE
状态辨识的关键特征之一. 用于评估生物电信号时间序列复杂度的指标，反映系统对外界扰动的响应能力，是临界
4缩略语
下列缩略语适用本文件.
EEG：脑电图（Electro Encephalo Gram)
JSON：轻量级数据交互格式（JavaScript Object Notation）
tES：经颅电刺激（Transcranial ElectricalStimulation）
5技术架构要求
5.1总体架构
预警模型应包括信号预处理层、特征表征层、时序建模层、临界辨识层和调控输出层五个层次，各层功能及交互关系见图1.
图1预警模型总体架构
一信号预处理层：实现生物电信号的去噪、滤波、归一化及数据压缩：一特征表征层：通过输入嵌入将预处理后的信号转换为高维特征向量： 时序建模层：基于Transformer编码器提取信号的时序关联性与动态特征：临界辨识层：通过临界预警模型分析多维度特征，识别系统临界状态并输出预警：一调控输出层：由共谐调控模块生成适配硬件的调控参数，形成闭环干预.
5.2核心层级设计
5.2.1信号预处理层
信号预处理层应满足如下要求：
a）滤波要求：
1） 采用巴特沃茨二阶节（SOS）直接II型IIR滤波器，支持50Hz/60Hz工频带阻滤波（阻带宽度48Hz-52Hz）及1Hz高通滤波（去除基线漂移）：
