1.4　本书的构架与组织

本书总共分8章，其构架见图1-1。

各章的主要内容为：

第1章　引言

在分析既有铁路选线设计方法和计算机辅助选线设计不足，以及国内外人工智能在选线设计中应用情况的基础上，提出基于GIS研究智能化铁路选线设计方法。

第2章　认知铁路智能选线

在从状态空间搜索角度，在重新认识铁路选线设计的含义、知识特征、设计流程、特点的基础上，介绍基于GIS的铁路选线系统智能环境（GBRLIE）及其领域特色，阐述建立GBRLIE的关键问题，然后借用CommonKADS方法论描述铁路选线设计的任务与组织模型，最后给出了GBRLIE的体系结构。

第3章　铁路智能选线知识建模

研究GBRLIE的知识建模方法及领域知识建模。根据知识系统开发特点，借鉴既有经验，提出采用建模方法表示知识。从分析铁路选线对知识模型的共享、交互以及互操作等要求开始，结合本体论特点，提出使用本体建立铁路选线知识模型的研究思路。描述了智能环境中各类本体之间的关系。给出了基于迭代法建立本体的方法论，使用UML语言和微软的Visio表示领域本体，并提出基于面向对象技术和UML轻量级扩展表示形式化领域本体的方法。最后采用提出的方法描述了铁路选线设计领域本体，包括选线地理环境本体、线路本体和线路评价本体。

第4章　铁路智能选线知识表达

研究智能环境中人机协同的知识表示、获取与利用技术。基于本体建立面向领域人员与面向计算机的知识。利用面向对象技术表示面向计算机的各类知识，规则采用层次模型和双重形式化模型表示，把问题求解策略用控制知识表示，使之独立于推理机。面向领域人员知识，在概念模型上采用语义网络表示，逻辑模型上把这些知识表示为知识森林，用扩展应用程序标记语言包表示知识主题内容，再采用面向对象数据库技术存储。提出了能在选线设计领域内重用的提案——目标验证嵌入式通用推理机，以及相应事实知识约束检查与修改推理机。

第5章　智能选线的地理信息利用

研究GBRLIE的地理信息获取与利用技术。首先讨论GBRLIE中地理信息获取与利用的任务层次。然后阐述基于本体建立铁路智能选线地理信息数据库的方法。再分析GBRLIE中地形分析与可视化方法；接着介绍基于地理信息的线路评价知识获取；最后给出了基于知识与栅格路径分析的线路初始平面生成方法。

第6章　智能选线的线路设计方法

研究GBRLIE的铁路选线设计方法，问题求解方法建模及其在线路设计局部方案中的应用，提出主要技术标准的人机协同比选方法。问题求解方法（方法本体）同领域本体一样也是知识密集型系统的可重用部分，采用UML语言描述多目标决策以及创新性多目标设计方法本体，然后通过改造方法本体以适应领域本体和应用的方法，将其用于新建单线铁路的局部方案设计。再利用局部方案自动设计方法，结合GBRLIE的可视化界面和人机协同地理信息利用方式，基于“生成—筛选—改进”思想，提出主要技术标准的人机协同综合比选方法。

第7章　目标验证通用推理机的实现

基于前面章节的理论与方法，利用微软.NETFramework的反射、泛型、动态编译与正则表达式等技术，实现了智能选线的核心部分——“提案—目标验证”式通用推理机。首先给出了支持层次模型和双重形式化模型的面向计算机的知识表达方法，接着介绍了对符号层形式化知识实施可执行化解析的方式，最后给出通用推理机的实现方式。

第8章　方法的实现与验证

给出了基于ArcGlobe的铁路智能选线辅助设计系统的组成、实现技术，并以案例的形式展示了其使用方法。