包含案例agent的给排水设计软件模型

摘要：该文分析了传统给排水设计软件在协同工作和综合评价方面的不足，提出了一个包含给排水案例 Agent 的设计软件模型。

关键词：案例推理；案例Agent；给排水设计

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）30-6809-02

随着信息技术的进步，建筑各专业设计逐步迈向计算机三维仿真设计，实现建筑信息化模型BIM的搭建。近几年来，在建筑给排水设计领域，BIM技术的应用也取得了很大的进步，出现了一些新的软件产品和应用。但是设计成果的评价主要依赖于人工，在设计软件中缺乏对设计方案的综合评价功能，而这已经远远落后于当前的形势。给排水工程是一个复杂系统，不仅要考虑技术因素，而且要考虑到业主、顾问方和施工方等不同利益群体的诉求。如果能在给排水设计软件中引入综合评价，将大大提高设计的效率和经济性。

1 案例推理

案例推理（CBR）是一种利用类比推理方法的心理学方法而产生的推理方式，它基于问题求解过程中依赖于以往处理类似问题的经验和知识，再针对新情况调整，进而得出新问题的求解方案，同时形成新案例。CBR方法能更加简便、快捷地获取知识，同时提高推理的质量和速度[1] 。

CBR的核心是：不必从头开始进行问题求解，而可以使用类似问题的求解经验。在设计给排水设计过程中，可以采用CBR思想将历史设计用于当前，在生成新的设计时可以充分利用以往的成果从而避免了部分重复劳动。但是，使用传统CBR系统缺乏自主性、灵活性和协作性，无法考虑到多方的利益诉求和博弈。

2 案例agent

agent是能完成一种或者多种功能的软件模块。它在一定的环境中独立，具有一定的推断力和自主性，同时能与系统中其他通信，并能对环境做出反应。而多（Multi-Agent）较好地解决了分布式系统中的通信和交互问题，可以实现协同工作[2]。

常规CBR案例库无法拥有自主行为，由案例检索控制模块进行控制。常规CBR系统引入Agent技术后，可以改造为具有感知和服务能力的案例Agent。

案例 Agent可以主动提供用户所需的信息，并能够感知环境的变化与需求。重要的是，案例 Agent能与其它 Agent 进行通讯和协同，从而完成复杂问题。由于案例 Agent具备常规CBR系统没有的灵活性、自主性与协作性。如果将案例agent模块加入到现有的给排水设计软件中，可以实现设计过程的改善。

3 给排水设计方案生成系统

给排水案例 Agent 的结构如图 1 所示。

它由五个模块组成。其中通讯模块获得、定义和选择给排水案例Agent得到的信息，并与系统中其它部分之间进行信息交换。规划求解模块是主要功能部分，它根据感知的信息，确定求解策略，进行求解。具体的功能包括案例检索、案例修改等。认识学习模块充分应用案例 Agent 的智能，案例 Agent 内部通过学习发生相应的变化，包括案例评价、案例管理等功能。给排水知识部分包括一个给排水方案库，以及在给排水设计所需要使用的其它知识，如国家标准、行业规范等。协作模块完成案例Agent 与其它 Agent 相互协作的功能。

利用案例 Agent 的自主性、灵活性和协作性将传统的CAD设计系统中加入案例 Agent，对设计与协作能力都有很大的提高[3]。

生成的包含案例agent的给排水设计软件系统结构如图2。

该系统设计成分布式网络，其中包含了给排水案例 Agent。设计师通过通讯模块与给排水案例Agent 的内部进行通讯，由给排水案例 Agent 生成设计方案并提交给系统，设计师得到该设计方案。给排水案例 Agent中包含了案例库、案例检索、案例修改、案例库管理等模块，功能也得到了进一步的加强。为了实现评价和交互，在系统中还预留了其他Agent接口，业主、顾问方、施工方都可以以Agent的形式加入系统，协同完成设计和评价。同时设置了专门用于控制设计过程的控制 Agent。

4 结束语

本文提出的包含案例agent的给排水设计软件系统采用分布式体系，通过多个Agent协同工作，完成给排水设计。同时，多agent的应用能够更好地进行设计方案的评价和修改。

参考文献：

[1] 孙锋.基于案例推理的保险欺诈案例分析系统设计[J].闽江学院学报，2008， 29（5）：31-34.

[2] 金士尧，黄红兵，范高俊.面向涌现的多Agent系统研究及其进展[J].计算机学报，2008， 31（6）：881-895

[3] 王征，何华灿.一个包含案例Agent的产品包装设计方案生成系统[J].微电子学与计算机，2007，24 （2）：191-193.