基于贝叶斯网络模型的城市地下空间开发适宜性多维度评估——融合人口疏散、开挖安全与空间连通性的实证研究

为解决老旧城区人口拥堵、疏散困难及地下空间(UUS)开发风险效益失衡问题，南京研究团队创新性提出基于贝叶斯网络模型(BNM)的多维度评估方法，整合人口疏散能力(GA算法模拟)、开挖安全(沉降评估)和空间连通性(功能兼容性分析)三大指标，构建9项评价体系并通过改进层次分析法(AHP)赋权，最终应用于南京清凉山片区50m×50m单元评估。该研究为高密度城区UUS开发提供了兼具科学性与适应性的决策工具，成果发表于《Expert Systems with Applications》。

　　

老旧城区如同饱经风霜的长者，长期承受着人口超负荷、建筑老化与交通瘫痪的阵痛。当土地资源枯竭遇上极端灾害频发，如何让城市"向下生长"成为破局关键——既能缓解地面压力，又能化身应急避风港。然而，密集的老旧建筑群让每一次地下空间(UUS)开挖都像在瓷器店打洞，稍有不慎便引发连锁沉降；而疏散通道不足的顽疾，更让UUS能否真正成为生命防线画上问号。面对这种"开发即冒险"的困局，南京的研究团队决定用数学建模为决策者打造一副"透视眼镜"。

这项发表于《Expert Systems with Applications》的研究，创造性地将贝叶斯网络模型(BNM)引入UUS开发评估。不同于传统地质评估的"粗放式"判断，团队从微观尺度切入，将南京清凉山片区切割成与规划UUS尺寸匹配的50m×50m评估单元。研究亮点在于同时捕捉三大矛盾：用多步贪婪算法(GA)模拟新旧UUS协同疏散能力，创新沉降评估模型量化开挖对周边建筑的"蝴蝶效应"，并通过功能兼容性分析破解"地下迷宫"的连通难题。最终构建的9指标评价体系，像三棱镜般折射出UUS开发的立体图景。

关键技术包括：基于改进层次分析法(AHP)的指标权重计算、贝叶斯网络条件概率表(CPTs)构建、多源异构数据融合分析技术，以及针对南京清凉山片区特定场景的50m网格化评估单元划分方法。研究样本来源于该区域医疗教育功能区的实际空间数据与人口流动特征。

【人口疏散能力评估】通过GA算法模拟显示，毗邻三甲医院的单元疏散效能提升40%，但老旧住宅区因通道狭窄存在明显瓶颈效应。
【开挖安全分析】距建筑基础15m内的开挖单元沉降风险骤增2.3倍，历史建筑集中区呈现显著风险集聚特征。
【空间连通性评价】商业-交通复合功能单元连通得分最高，而纯居住单元因功能单一得分垫底。

研究最终绘制出南京清凉山片区UUS开发适宜性"热力图"，识别出3个高适宜性开发集群。讨论部分特别指出：当评估单元调整为实际规划的两处人防工程尺寸时，BNM可动态调整网络结构，验证了模型在具体选址中的灵活性。该研究突破传统评估"重地质轻功能"的局限，首次实现"风险-效益"双轨量化，为高密度城区地下空间开发提供了智能决策范式。正如作者强调，这套方法不仅能评估"能不能挖"，更能回答"怎么挖更好"，其模块化设计还可根据城市个性定制评估维度。