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为实现神经网络的流水线操作，将电路设计中的三态思想和层叠流水线思想运用到神经网络中，通过建立具有抑制、亚点火和点火三种状态的神经元，提出了三态层叠脉冲耦合神经网络模型。通过三态神经元，将点火过程分解成三阶段以便实现流水线操作，成功解决了神经网络在自动波传播方向上的并行处理问题，在自动波传播的横向和纵向都实现了并行处理．极大地提高了算法的运算速度和准确性。将此模型运用到最短路径的求解问题中，通过实验表明．该算法在保证全局搜索的同时提高了搜索速度，且其对初始条件和参数的依赖性很小。