摘要：城市地下管網智能化設計有利于提高地下管網設計的合理性，同時可以縮短設計周期，節約建設成本。文章將對規則驅動下的城市地下管網智能化設計方法進行研究，首先介紹規則驅動設計的主要內容，進而研究其具體實現方法，包括綜合布線數據庫設計、啟發式規則設計、智能化系統設計等。

　　關鍵詞：規則驅動；城市地下管網；智能化設計

　　前言：

　　城市地下管網的設計規劃是一項規范性工作，需要根據《城市工程管線綜合規劃規范》、《管線測繪技術規范》等國家標準要求，確保地下管網布置的合理性。在實際設計活動中，還需要結合城市街區已有管線設施的布置情況，對其進行協調設計，確保能夠符合相關規范要求。采用基于規則驅動的智能化設計方法，可有效解決城市地下管網設計問題。

　　一、規則驅動設計的主要內容

　　（一）規則解析

　　規則是基于已有經驗、認識、理論基礎的規范性定義，是從事某項活動需要遵守的基本要求。對于城市地下管網設計和建設活動而言，主要應遵循國家相關規范中的規則，同時考慮管網施工的安全、環保、經濟效益，對管網設計加以約束，盡可能提高管網建設的綜合效益。比如在《城市工程管線綜合規劃規范》中規定給水管和電力管線的最小水平間距應為0.5m，沒有規定其上限，但是需要考慮實際工程的空間限制要求，對其進行合理設定。在規則驅動設計過程中，首先要對各種語義環境下的規則作出正確解析。比如在道路寬度語義下，不同寬度就是不同語義環境。對于已存在的管線，需要在不同道路寬度下根據相關規范要求，對其進行形式化描述，為新管線的設計提供依據[1]。

　　（二）規則類型

　　對城市地下管網設計的規則進行解析具體可從以下幾個方面著手：（1）空間規則解析，此類規則主要反映管線實體對象間的空間拓撲關系，在道路斷面有限的前提下，通過合理布置各類管線，減少空間沖突。具體約束條件包括管線間的最小距離、管線與已有建構筑物之間的最小距離、最小覆土深度等。其中空間水平方向的約束條件可以用Dijmin≤Dij±d≤Dmax表示，垂直方向的約束條件可以用Hmin≤H表示。其中，Dijmin表示管線間最小距離，Dij表示規則設定距離，d為調整參數，Dmax為道路中線與紅線距離，Hmin為最小覆土深度，H為埋深。可根據具體的語義環境確定調整參數d，如果在該語義環境下不滿足管線設計規范要求，則對d進行重新取值，比如d=0.5d，直到符合要求位置。（2）分布規則，主要規定管線分布位置和數量，一般要求管線與道路中心線平行，數量則由具體工程確定。（3）屬性規則，主要定義不同語義環境下的管線屬性規則，比如管線類型、管材、管徑等[2]。

　　二、規則驅動設計下的城市地下管網智能化設計方法

　　（一）綜合布線數據庫的設計方法

　　綜合布線數據庫的設計需要將規則庫、系統數據庫結合起來，由規則庫作為城市地下管線空間數據規則的解析依據，由系統數據庫儲存經過處理的道路信息數據。可以在規則庫中對地下管線空間數據規則進行結構化表達，以XML文件格式存儲。在規則庫中需要定義6級XML標簽，具體包括管線屬性標簽（PA）、管線類型標簽（PT）、管線方位標簽（PD）、道路寬度標簽（RW）、道路類型標簽（RT）和規則文件標簽（RF）。在定義好各類XML標簽后，可以利用XML文件表達不同語義環境的空間數據規則，獲取管線空間位置、屬性等特生信息。具體是在獲取既定語義條件下，利用PD標簽和PT表現確定管線種類、位置信息，在對應位置生成管線，并利用PA標簽對其進行屬性賦值。已有管線也以XML文件形式表達，在設計過程中以已有管線XML文件為基礎，如果出現沖突，需要在保留原有規則基礎上，采用啟發式調整方法，設定新規則，進行屬性變更，保證管線設計的靈活性。

　　（二）啟發式規則的設計方法

　　傳統人工設計方法的人工干預影響較大，容易降低管網設計的規范性。在智能化設計方法下，可采用啟發式規則算法，基于規則文件，對城市地下管網設計進行反復調整，確保其能夠達到規則要求。啟發式設計過程就是一個機器認識、設計、再認識、再設計的過程，首先獲取管線設計規范及已有施工經驗，儲存到規則庫中，轉化為一系列規則文件。然后導入基礎數據，采用啟發式算法建立規則模型，與規則庫中的規則數據進行對比，如果不符合規則要求，則再次調用啟發式算法，重新構建規則模型，帶入基礎數據進行計算，然后再與規則數據進行比對。再次情況下，可通過基礎數據和規則數據的相互促進、相互逼近，得到理想化的設計方案，減少施工沖突的問題。

　　三、結束語

　　綜上所述，規則驅動下的城市地下管網智能化設計可以通過規則庫、基礎數據庫和智能化系統的設計實現，自動按照相關標準要求，完成地下管網設計工作。在此情況下，能夠有效提升城市地下管網智能化設計效率及質量，從而為城市地下管網建設施工提供可靠依據。

　　參考文獻

　　[1]謝亞坤,楊駿,馮德俊.規則驅動的城市地下管網智能化設計[J].地理信息世界,2018,25(06):73-78.

　　[2]賈振濤.GIS技術在地下城市管網測繪中的應用[J].科技與創新,2016(08):156-157.

　　作者何波