智慧城市规划设计专家系统及智慧城市规划设计方法

摘要

本发明公开了一种智慧城市规划设计专家系统及智慧城市规划设计方法，涉及智慧城市规划设计领域。该智慧城市规划设计专家系统包括人机交互界面、知识获取模块、知识库、解释器、推理机、综合数据库。本发明能有效提高智慧城市规划设计的效率，防止遗漏重要的设计事项，使智慧城市规划设计更标准规范，保持规划方案的一致性。

说明书

技术领域

本发明涉及智慧城市规划设计领域，具体是涉及一种智慧城市规划设计专家系统及智慧城市规划设计方法。

背景技术

智慧城市规划设计要根据智慧城市的发展目标，提供设计、技术、产品、投资、运营等相关的智慧城市解决方案，指导在未来一定时期内的智慧城市建设。

智慧城市规划设计不同于一般的城市规划。所谓城市规划，是指根据城市的地理环境、人文条件、经济发展状况等客观条件，制定城市整体发展的计划，从而协调城市各方面发展，并进一步对城市的空间布局、土地利用、基础设施建设等进行综合部署和统筹安排的一项具有战略性和综合性的工作。

智慧城市是一个创新型城市，它通过使用包括信息通信技术在内的一系列技术手段，来改善居民生活、提升城市管理和服务效率、提高竞争力，同时还要满足当前和子孙后代的经济、社会和环境可持续发展需求。

智慧城市规划设计除了要遵从城市的发展目标外，还要考虑城市的特点以及独特性，以及信息通信技术的支撑能力，并且对未来可能运用的技术和城市发展进行前瞻性预测。

基于对城市开放性(即城市发展永无终点)以及技术发展的趋势，城市规划需要“持续规划”和“滚动发展”，即着眼于短期的发展与建设，对远景目标则不断地加以修正补充和调整，实现一种动态的平衡。从这个意义上说，智慧城市规划是一门艺术，还不是一门科学，由于涉及专业知识面广，需要用到相关专业的领域专家的知识。不同的人对于智慧城市的理解以及相关技术的掌握程度不同，导致智慧城市规划水平参差不齐，规划方案千差万别。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种智慧城市规划设计专家系统及智慧城市规划设计方法，能够有效提高智慧城市规划设计的效率，防止遗漏重要的设计事项，使智慧城市规划设计更标准规范，保持规划方案的一致性。

本发明提供一种智慧城市规划设计专家系统，该专家系统包括人机交互界面、知识获取模块、知识库、解释器、推理机、综合数据库，将智慧城市规划设计共性的问题和共性的解决方案作为知识，输入人机交互界面；知识获取模块获取输入人机交互界面的知识，按照类别，分解为专业知识，专业知识以一系列规则表示，每条规则都采用“如果A则B”的表达方式，“如果”后面跟的是条件A，“则”后面跟的是结论B；采用机器语言，以机器理解的方式“IF A THEN B”，将规则添加入知识库；知识库进行规则匹配时，扫描知识库中的所有规则，在“IF A THEN B”的规则中，若匹配上条件A，则挑选出对应的规则，发送到解释器；解释器将接收到的规则翻译成人类易于理解的表达形式，发送到人机交互界面，供领域专家审核；

推理机对知识库中的规则进行逻辑运算，即“IF A THEN B”的规则中的条件A与结论B均通过逻辑运算AND、OR、NOT进行复合，这个过程为推理；推理机将推理产生的结论B添加到综合数据库中，得到一个智慧城市规划设计方案模块，重复此步骤，从多条规则中得到多个智慧城市规划设计方案模块；推理机的每次推理都如同专家解决问题，综合数据库将对应的智慧城市规划设计方案模块挑选出来，发送到人机交互界面，人机交互界面以文字、图、表的形式呈现智慧城市规划设计方案模块；

将综合数据库挑选出来的智慧城市规划设计方案模块按照其内容，放置在相应章节的文字、图、表位置；重复上述步骤，生成智慧城市总体规划方案、智慧城市重点专项规划方案、智慧城市实施方案；或者

经过人工判断后，将成功的智慧城市规划方案作为知识，输入到智慧城市规划设计专家系统中，重复上述步骤，供智慧城市规划设计专家系统学习。

在上述技术方案的基础上，所述输入人机交互界面的知识包括：城市发展战略、国民经济和社会发展规划、信息化评估结果；以及，人工判断为成功的智慧城市规划方案。

在上述技术方案的基础上，所述输入人机交互界面的知识从内容上细分，包含以下类别：城市经济、社会、环境、人文、政策、技术、投资、运营。

在上述技术方案的基础上，每一个智慧城市规划设计方案的章节内容包括智慧城市的总体框架、重点项目、投资、运营、建设步骤、保障机制。

在上述技术方案的基础上，所述智慧城市规划设计专家系统学习的内容包括：增加知识表达方式并转化为规则，扩充知识库，提高推理机的逻辑组合，添加综合数据库中的智慧城市规划设计方案模块。

本发明还提供一种基于上述智慧城市规划设计专家系统的智慧城市规划设计方法，包括以下步骤：

S1、将智慧城市规划设计共性的问题和共性的解决方案作为知识，输入人机交互界面；

S2、知识获取模块获取输入人机交互界面的知识，按照类别，分解为专业知识，专业知识以一系列规则表示，每条规则都采用“如果A则B”的表达方式，“如果”后面跟的是条件A，“则”后面跟的是结论B；采用机器语言，以机器理解的方式“IF A THEN B”，将规则添加入知识库；

S3、知识库进行规则匹配时，扫描知识库中的所有规则，在“IF A THEN B”的规则中，若匹配上条件A，则挑选出对应的规则，发送到解释器；解释器将接收到的规则翻译成人类易于理解的表达形式，发送到人机交互界面，供领域专家审核；

S4、推理机对知识库中的规则进行逻辑运算，即“IF A THEN B”的规则中的条件A与结论B均通过逻辑运算AND、OR、NOT进行复合，这个过程为推理；推理机将推理产生的结论B添加到综合数据库中，得到一个智慧城市规划设计方案模块，重复此步骤，从多条规则中得到多个智慧城市规划设计方案模块；

S5、推理机的每次推理都如同专家解决问题，综合数据库将对应的智慧城市规划设计方案模块挑选出来，发送到人机交互界面，人机交互界面以文字、图、表的形式呈现智慧城市规划设计方案模块；

S6a、不同的智慧城市规划设计方案有不同的文档模板，智慧城市规划设计方案分为三类：智慧城市总体规划方案、智慧城市重点专项规划方案、智慧城市实施方案，将综合数据库挑选出来的智慧城市规划设计方案模块按照其内容，放置在相应章节的文字、图、表位置；重复上述步骤，生成智慧城市总体规划方案、智慧城市重点专项规划方案、智慧城市实施方案；

S6b、经过人工判断后，将成功的智慧城市规划方案作为知识，输入到智慧城市规划设计专家系统中，重复上述步骤，供智慧城市规划设计专家系统学习；

步骤S6a与步骤S6b同时进行。

在上述技术方案的基础上，步骤S1中，输入人机交互界面的知识包括城市发展战略、国民经济和社会发展规划、信息化评估结果；步骤S6b中，输入人机交互界面的知识包括人工判断为成功的智慧城市规划方案。

在上述技术方案的基础上，所述输入人机交互界面的知识从内容上细分，包含以下类别：城市经济、社会、环境、人文、政策、技术、投资、运营。

在上述技术方案的基础上，步骤S4中，每一个智慧城市规划设计方案的章节内容包括智慧城市的总体框架、重点项目、投资、运营、建设步骤、保障机制。

在上述技术方案的基础上，步骤S6b中，所述智慧城市规划设计专家系统学习的内容包括：增加知识表达方式并转化为规则，扩充知识库，提高推理机的逻辑组合，添加综合数据库中的智慧城市规划设计方案模块。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

(1)本发明采用计算机程序，将智慧城市规划设计共性的问题和共性的解决方案导入综合数据库，开发成为智慧城市规划设计专家系统，根据智慧城市目标拟定智慧城市解决方案，能够有效提高智慧城市规划设计的效率，防止遗漏重要的设计事项，使智慧城市规划设计更标准规范，保持规划方案的一致性。

(2)本发明充分利用领域专家知识，将城市的发展战略、国民经济和社会发展规划、城市信息化评估结果等知识，输入到智慧城市规划设计专家系统中，将每一次成功的智慧城市规划转化为规则，添加到专家知识库，在规则的作用下，通过智慧城市规划设计专家系统的推理，生成智慧城市的规划设计方案模块；经过人工判断后，将成功的智慧城市规划方案转化为规则，扩充知识库，提高智慧城市规划设计专家系统的推理能力，进一步改进智慧城市规划设计专家系统，使之能力越来越强，生成的规划方案越来越准确；将成功的智慧城市规划方案存入综合数据库，便于重用。

附图说明

图1是本发明实施例中智慧城市规划设计专家系统的结构框图。

图2是本发明实施例中智慧城市规划设计方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

事实上，智慧城市规划设计共性的问题和共性的解决方案较多，为了提高智慧城市规划设计的效率，可以将共性的问题和共性的解决方案转化为计算机处理，即将智慧城市规划领域的专家知识和经验开发成为智慧城市规划设计专家系统，来辅助进行智慧城市规划。

参见图1所示，本发明实施例提供一种智慧城市规划设计专家系统，该专家系统包括人机交互界面、知识获取模块、知识库、解释器、推理机、综合数据库。

参见图2所示，本发明实施例还提供一种基于上述智慧城市规划设计专家系统的智慧城市规划设计方法，包括以下步骤：

S1、将智慧城市规划设计共性的问题和共性的解决方案作为知识，输入人机交互界面，输入人机交互界面的知识包括城市发展战略、国民经济和社会发展规划、信息化评估结果等，输入人机交互界面的知识从内容上细分，包含以下类别：城市经济、社会、环境、人文、政策、技术、投资、运营等；

S2、知识获取模块获取输入人机交互界面的知识，按照城市经济、社会、环境、人文、政策、技术、投资、运营等类别，分解为专业知识，专业知识以一系列规则表示，每条规则都采用“如果A则B”的表达方式，“如果”后面跟的是条件A，“则”后面跟的是结论B；采用机器语言，以机器理解的方式“IF A THEN B”，将规则添加入知识库；

S3、知识库进行规则匹配时，扫描知识库中的所有规则，在“IF A THEN B”的规则中，若匹配上条件A，则挑选出对应的规则，发送到解释器；解释器将接收到的规则翻译成人类易于理解的表达形式，发送到人机交互界面，供领域专家审核；

S4、推理机对知识库中的规则进行逻辑运算，即“IF A THEN B”的规则中的条件A与结论B均可通过逻辑运算AND、OR、NOT进行复合，这个过程为推理；推理机将推理产生的结论B添加到综合数据库中，得到一个智慧城市规划设计方案模块，重复此步骤，从多条规则中得到多个智慧城市规划设计方案模块，每一个智慧城市规划设计方案的章节内容包括智慧城市的总体框架、重点项目、投资、运营、建设步骤、保障机制；

S5、推理机的每次推理都如同专家解决问题，综合数据库将对应的智慧城市规划设计方案模块挑选出来，发送到人机交互界面，人机交互界面以文字、图、表的形式呈现智慧城市规划设计方案模块；

S6a、不同的智慧城市规划设计方案有不同的文档模板，智慧城市规划设计方案分为三类：智慧城市总体规划方案、智慧城市重点专项规划方案、智慧城市实施方案，将综合数据库挑选出来的智慧城市规划设计方案模块按照其内容(如总体框架、重点项目、投资、运营、建设步骤、保障机制等)，放置在相应章节的文字、图、表位置；重复上述步骤，可生成智慧城市总体规划方案、智慧城市重点专项规划方案、智慧城市实施方案。

S6b、经过人工判断后，将成功的智慧城市规划方案作为知识，输入到智慧城市规划设计专家系统中，重复上述步骤，供智慧城市规划设计专家系统学习，学习的内容包括：增加知识表达方式并转化为规则，扩充知识库，提高推理机的逻辑组合，添加综合数据库中的智慧城市规划设计方案模块。

步骤S6a与步骤S6b可以同时进行。

本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。

说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。