基于自适应萤火虫算法的建筑群平面集约化智能设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于自适应萤火虫算法的建筑群平面集约化智能设计方法，包括获取建筑总面积、建筑红线及各单体建筑的工艺关联和功能关联，确定建筑位置变化范围，建立工艺关联数组，工艺流程协调评价指标向量，功能关联数组和功能关联协调评价指标向量，生成多组建筑设计方案，计算集约化综合评价指标并进行排序，选取当前最优设计方案，对当前最优设计方案和其他设计方案进行迭代优化，输出最优设计结果。本发明专利技术通过对建筑平面布局优化，最大程度实现建筑集约化，降低工程施工成本和运营成本。减少工程师工作量，使平面集约化智能设计过程自动化，有效解决分散度较高的建筑群集约化设计问题，使建筑工艺和功能关联最合理。使建筑工艺和功能关联最合理。使建筑工艺和功能关联最合理。

【技术实现步骤摘要】
基于自适应萤火虫算法的建筑群平面集约化智能设计方法


[0001]本专利技术属于建筑智能设计
，特别涉及一种基于自适应萤火虫算法的建筑 群平面集约化智能设计方法。

技术介绍

[0002]机场等大型功能连接建筑群往往包含具备不同功能、不同工艺关系的多个单体建 筑，这些建筑往往体量并不大，且分散度较高。这些建筑群若不进行集约化设计，往 往会导致使用功能脱节、工艺流程不连续等问题，给后续运营过程中带来极大不便， 同时也会大幅增加工程造价和建设周期，因此对其有必要开展集约化设计。常规的集约化设计中这类建筑平面往往需要多名多个专业、经验丰富的设计人员反复探讨，从 而消耗大量人力和时间成本。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于自适应萤火虫算法的建筑群平面集约 化智能设计方法，以解决现有的集约化设计建筑平面的使用功能脱节、工艺流程不连 续，从而消耗大量人力和时间成本的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于自适应萤火虫算法的建筑群平面集约化 智能设计方法，包括：
[0005]步骤1、获取建筑总面积、建筑红线及各单体建筑的工艺关联和功能关联；
[0006]步骤2、根据建筑总面积和建筑红线确定建筑位置的变化范围；
[0007]步骤3、根据工艺关联建立工艺关联数组G
P
和工艺流程协调评价指标向量K
G
；
[0008]步骤4、根据功能关联建立功能关联数组S
P
和功能关联协调评价指标向量K
S
；
[0009]步骤5、在建筑位置的变化范围内随机生成多组建筑设计方案；
[0010]步骤6、计算多组建筑设计方案的集约化综合评价指标；
[0011]步骤7、将多组建筑设计方案的集约化综合评价指标按照由大到小的顺序进行排 序，并选取集约化综合评价指标最小的方案为当前最优设计方案；
[0012]步骤8、对当前最优设计方案和其他设计方案进行迭代优化，并将输出的迭代结果 作为最优设计结果。
[0013]根据本专利技术的一个具体实施例，步骤1获取建筑总面积、建筑红线及各单体建筑 的工艺关联和功能关联包括：
[0014]根据设计任务书及相关建筑功能获取建筑总面积、建筑红线及各单体建筑的工艺 关联和功能关联。
[0015]根据本专利技术的一个具体实施例，步骤2根据建筑总面积和建筑红线确定建筑位置 的变化范围包括：
[0016]将建筑群中体量最大的一个或多个核心建筑物位置固定，并将其它待确定位置的 单体建筑的个数记为n，根据n个单体建筑的平均尺寸将建筑总平面划分为平面网格，将平
面网格所在区域作为建筑位置的变化范围。
[0017]根据本专利技术的一个具体实施例，步骤3根据工艺关联建立工艺关联数组G
P
和工艺 流程协调评价指标向量K
G
进一步包括：
[0018]步骤31、根据单体建筑的工艺关联确定工艺关联数组G
P
的行数和列数，其中工艺 关联数组的列数固定为2列，将具备相同工艺流程的单体建筑两两配对，作为同一行 数组的元素，并将数组的行数记为a；
[0019]步骤32、根据工艺关联数组G
P
建立工艺流程协调评价指标向量K
G
，工艺流程协调 评价指标向量K
G
的行数和列数均与工艺关联数组G
P
相同。
[0020]根据本专利技术的一个具体实施例，步骤4根据功能关联建立功能关联数组S
P
和功能 关联协调评价指标向量K
S
进一步包括：
[0021]步骤41、根据建筑单体的功能关联确定功能关联数组S
P
的行数和列数，其中功能 关联数组S
P
的列数固定为2列，将具备相同工艺流程的单体建筑两两配对，作为同一行数组的元素，并将数组的行数记为b；
[0022]步骤42、根据功能关联数组S
P
建立功能关联协调评价指标向量K
S
,其中功能关联协 调评价指标向量K
S
的行数和列数均与功能关联数组S
P
相同。
[0023]根据本专利技术的一个具体实施例，步骤5在建筑位置的变化范围内随机生成多组建 筑设计方案包括：
[0024]步骤51、在建筑位置的变化范围内随机生成多个初始矩阵x，多个初始矩阵x对 应多组建筑设计方案中待确定的单体建筑位置；
[0025]步骤52、设置初始容差T，当集约化评价指标小于初始容差T时迭代结束，得到 多组建筑设计方案，其中集约化评价指标包括工艺流程协调评价指标和功能关联评价 指标。
[0026]根据本专利技术的一个具体实施例，步骤6计算多组建筑设计方案的集约化综合评价 指标包括：
[0027]步骤61、计算多组建筑设计方案中的各个集约化评价指标的自适应权重，其中集 约化评价指标包括工艺流程协调评价指标和功能关联评价指标，计算公式为：
[0028][0029][0030]式中，h
G
(i)为第i个方案的工艺流程协调评价向量，h
G
(j)为第j个方案的工艺流 程协调评价向量，W
G
(i)为工艺流程协调评价向量h
G
(i)的自适应权重，h
S
(i)为第i个方 案的功能关联评价向量，h
S
(j)为第j个方案的功能关联评价向量，W
S
(i)为功能关联评 价向量h
S
(i)的自适应权重；
[0031]步骤62、计算多组建筑方案中的工艺流程协调评价指标向量K
G
(i)和功能关联协调 评价指标向量K
S
(i)，其中
[0032]K
S
(i)＝|h
S
(i)|
[0033]K
G
(i)＝|h
G
(i)|
[0034]步骤63、分别计算工艺流程协调评价指标I
G
和功能关联评价指标I
S
,其中
立方法流程图。
[0056]图4是根据本专利技术一实施例提供的多组建筑设计方案生成方法流程图。
[0057]图5是根据本专利技术一实施例提供的建筑设计方案的集约化综合评价指标计算方法 流程图。
[0058]图6是根据本专利技术一实施例提供的对当前最优设计方案和其他设计方案进行优化的方法流程图。图7是根据本专利技术一实施例提供的具体设计方案优化方法流程图。
具体实施方式
[0059]为了使本领域技术人员更加清楚地理解本专利技术的概念和思想，以下结合具体实施 例详细描述本专利技术。应理解，本文给出的实施例都只是本专利技术可能具有的所有实施例 的一部分。本领域技术人员在阅读本申请的说明书以后，有能力对下述实施例的部分 或整体作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自适应萤火虫算法的建筑群平面集约化智能设计方法，其特征在于，包括：步骤1、获取建筑总面积、建筑红线及各单体建筑的工艺关联和功能关联；步骤2、根据建筑总面积和建筑红线确定建筑位置的变化范围；步骤3、根据所述工艺关联建立工艺关联数组G
P
和工艺流程协调评价指标向量K
G
；步骤4、根据所述功能关联建立功能关联数组S
P
和功能关联协调评价指标向量K
S
；步骤5、在建筑位置的变化范围内随机生成多组建筑设计方案；步骤6、计算多组所述建筑设计方案的集约化综合评价指标；步骤7、将多组所述建筑设计方案的集约化综合评价指标按照由大到小的顺序进行排序，并选取集约化综合评价指标最小的方案为当前最优设计方案；步骤8、对所述当前最优设计方案和其他设计方案进行迭代优化，并将输出的迭代结果作为最优设计结果。2.根据权利要求1所述的基于自适应萤火虫算法的建筑群平面集约化智能设计方法，其特征在于，所述步骤1获取建筑总面积、建筑红线及各单体建筑的工艺关联和功能关联包括：根据设计任务书及相关建筑功能获取建筑总面积、建筑红线及各单体建筑的工艺关联和功能关联。3.根据权利要求1所述的基于自适应萤火虫算法的建筑群平面集约化智能设计方法，其特征在于，所述步骤2根据建筑总面积和建筑红线确定建筑位置的变化范围包括：将建筑群中体量最大的一个或多个核心建筑物位置固定，并将其它待确定位置的单体建筑的个数记为n，根据n个单体建筑的平均尺寸将建筑总平面划分为平面网格，将所述平面网格所在区域作为建筑位置的变化范围。4.根据权利要求1所述的基于自适应萤火虫算法的建筑群平面集约化智能设计方法，其特征在于，所述步骤3根据所述工艺关联建立工艺关联数组G
P
和工艺流程协调评价指标向量K
G
进一步包括：步骤31、根据单体建筑的工艺关联确定工艺关联数组G
P
的行数和列数，其中工艺关联数组的列数固定为2列，将具备相同工艺流程的单体建筑两两配对，作为同一行数组的元素，并将数组的行数记为a；步骤32、根据所述工艺关联数组G
P
建立工艺流程协调评价指标向量K
G
，所述工艺流程协调评价指标向量K
G
的行数和列数均与所述工艺关联数组G
P
相同。5.根据权利要求1所述的基于自适应萤火虫算法的建筑群平面集约化智能设计方法，其特征在于，所述步骤4根据所述功能关联建立功能关联数组S
P
和功能关联协调评价指标向量K
S
进一步包括：步骤41、根据建筑单体的功能关联确定功能关联数组S
P
的行数和列数，其中功能关联数组S
P
的列数固定为2列，将具备相同工艺流程的单体建筑两两配对，作为同一行数组的元素，并将数组的行数记为b；步骤42、根据所述功能关联数组S
P
建立功能关联协调评价指标向量K
S
,其中所述功能关联协调评价指标向量K
S
的行数和列数均与所述功能关联数组S
P
相同。6.根据权利要求1所述的基于自适应萤火虫算法的建筑群平面集约化智能设计方法，其特征在于，所述步骤5在建筑位置的变化范围内随机生成多组建筑设计方案包括：
步骤51、在建筑位置的变化范围内随机生成多个初始矩阵x，多个所述初始矩阵x对应多组建筑设计方案中待确...

【专利技术属性】
技术研发人员：史春芳，苏岩，张建亮，刘飞龙，焦成飞，罗一雄，周乐，
申请(专利权)人：中建一局集团建设发展有限公司，
类型：发明
国别省市：