改进遗传算法在城市土地空间利用最大化中的应用.pdfVIP

工程设计与计算机技术——第十五届全国工程设计计算机应用学术会议论文集 哈尔滨·2010 改进遗传算法在城市土地空间 利用最大化中的应用 任燕翔董毅丛滋庆王会一 (中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所，北京100013) 【摘要】为达到城市土地空间利用效率的最大化，以实现绿色建筑，以人为本的人文理念。本文针对小区规划初 期阶段日照分析所需要解决的最大容积问题，通过将各个日照时间段进行编码，将拟建建筑物对应的部 分削去计算建筑物得出大致轮廓，并应用改进遗传算法计算有哪些信誉好的足球投注网站拟建建筑可形成的最大轮廓所对应的时 间组合，最终取得较同类软件类似算法计算效率更好的计算结果。为绿色建筑的理念的实施提供了有益 技术方面的支持与探索。 【关键词】小区规划：日照分析：标准遗传算法；最大容积率；改进遗传算法 1前言 随着绿色环保，可持续发展的思想在各行业的普遍重视，建筑规划行业提出了“绿色建筑”的人文理 念，倡导在人与自然和谐相处同时，最大效率的利用城市中有限的土地与空间资源。 在建筑设计与小区规划初期，建筑物的体量与高度的确定将直接反映土地与空间使用效率。拟建建 筑对周边已建建筑需要符合日照采光时间约束。拟建建筑方案如果体量过大，容积率超标，将会影响周 边的建筑物窗子的采光，违反城市规划中的相关条例；如果设计建筑物体型过小，容积率过小，则所开 发l二地未能得到充分利用，投资效益未能达到最大化同时浪费了宝贵的城市土地与空间资源。因此如何 在不影响已建建筑窗口采光时间及容积率规定的条件下使拟建建筑的体量最大是很多设计单位，房地产 公司及软件公司所关心的问题。 要求情况下的最大拟建建筑的大致轮廓。我们可以发现，在窗户日照时间参数满足的情况下，参与计算 的各个窗户均可取不同的日照时间段，但每一组窗户日照时间的组合将会在所计算区域产生一个特定的 建筑容积，不同的组合将会产生不同的建筑容积。如图l和2所示。 其中，在所有这些组合中，会存在一种组合所对应的建筑容积最大。对于该类问题，尽管各建筑窗 户的时间组合与对应的建筑容积一一对应，但之间的确定数值关系难以用数学函数表示，也就无法用求 解函数最大值的方法求解最优解。同时由于所有窗户日照时间组合的总数是随着窗户的增加成指数增长 的，用枚举法等简单有哪些信誉好的足球投注网站方法求得最优组合是不现实的。基于以上，求解最优窗户的组合问题就转变为 了组合优化问题。 为求解类似的组合优化问题，人们已经提出了诸如神经网络，蚁群算法，遗传算法等的智能优化算 法。其中，标准基本遗传算法由于原理简单，有哪些信誉好的足球投注网站效率高，操作简便等优点已经在很多同类日照分析软 件中得到应用。但同时标准遗传算法也存在诸如提前收敛于局部极值，局部有哪些信誉好的足球投注网站最优值能力有限，速度 随问题规模的增大而显著下降等等问题，这些问题也在同类日照软件中有所体现。为提高遗传算法有哪些信誉好的足球投注网站 最优组合的能力，有效解决基本遗传算法的缺点，本文实验了多种改进的方法已提升算法效率并有效的 解决了包括单体建筑轮廓推算在内的小区多幢建筑外轮廓的推算，为最大效率的利用城市中有限的土地 与空间资源，贯彻节地型建筑的方针做出了有益的探索。 【基金项目】“十一五”国家863课题(2007AA040403)． ．36． 工程设计与计算机技术——第十i目女目i程m计计算机＆m学术}M谐《采 哈尔滨 2010 田IM独i时间＆Ⅳ成的建筑Ⅳ体 围2两时闻段台并后m成的建筑*傩 2基本遗传算法介绍 遗传算法是一种人工智能仿鬯算法，它是借鉴十生物界自然选择， 适者生存的进化机制发展起来的一种高度并行，随机．自适应有哪些信誉好的足球投注网站算法。 它将止数目的组台方案作为韧始群体， 代表一组问题解，再通过对当 前种群施加选择、交叉和变异等一系列遗传操作，产生新一代的种群， 并通过多次循环选代琏步使种群的整体性能得到提升，最终进化到包含 近似最优解的状态并提取出最优的一组组合作为问题的解。图3即为标准 遗传算法的基本流程。 3算法应用 标准遗传算法作为求解方法来说属丁通用算法，为了将遗传算法应用 丁建筑方案优化的具体实例上，本文在问题转化和编码上另作了