【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及城市更新、建筑再生建筑，尤其涉及一种基于拆建比、拆除率的建筑拆留建方案生成系统及方法。
技术介绍
1、在科学技术和人民物质文化生活水平不断提高的今天，伴随城市进程的加快，城市更新、建筑改扩建和建筑拆除再生成为城市发展工作的重要组成部分。目前的建筑综合拆除、保留、新建方案（拆留建方案）一般需要通过大量手动计算以满足拆除率、拆建比、容积率等多重限制，但是存在以下问题：（1）繁琐的人工计算或者点选用于计算拆建比、拆除率，存在效率低，一直试错的限制，且也依赖人工选择的经验，同时还受制于容积率指标的限定，整体拆留建方案选择工作耗时且效率较低；（2）手工选择用于计算的拆除或保留现有建筑，并去“拼凑”合适的拆建比、拆除率，在选择上更加随机，也更易出现指标超限情况；（3）在城市更新设计中，不同于其他的工业筛选问题对产品灵活替换要求不高，拆建比、拆除率的设计问题较为复杂，需要综合考虑其他各方利益与综合专业的需求，部分现有建筑在拆留建方案中需要灵活调整其拆除或保留状态。
2、现有技术中主要针对单一要素指标的自动调整新建方案的技术已经成熟，但是对于拆除率、拆建比、容积率的多重限制，若现有建筑的拆除、保留方案（拆留方案）满足拆除率计算要求时，拆留方案直接影响拆迁建筑面积，从而通过拆建比限制间接影响新建建筑总面积的计算，进一步影响新建建筑容积率计算，而实际容积率指标在更新新建过程中同样有容积率上限限制，多重限制使得拆留建方案的生成和调整变得复杂，单一要素指标的分析已经不足以满足新时期城市更新设计的需求，也无法对拆留建方案进行经济
技术实现思路
1、（一）要解决的技术问题
2、基于上述问题，本专利技术提供了一种基于拆建比、拆除率的建筑拆留建方案生成系统及方法，针对城市更新中拆留建方案受拆除率、拆建比、容积率的多重复杂限制，缺乏高效、复用性强、可灵活调整的城市更新拆留建方案自动生成方法的问题。
3、（二）技术方案
4、基于上述的技术问题，本专利技术提供了一种基于拆建比、拆除率的建筑拆留建方案生成系统，包括用户输入子系统、匹配抽离子系统、方案生成子系统和拆留建验算子系统；
5、所述用户输入子系统包括建筑状态图层模块、现状建筑图层模块、拟新建建筑图层模块和控制指标模块；所述建筑状态图层模块用于限制用户输入的建筑属性，所述建筑属性包括禁止拆除和必须拆除的建筑；所述现状建筑图层模块用于更新片区内的输入用户指定的现状建筑及其基本信息；所述拟新建建筑图层模块用于拟新建范围内的输入用户指定的拟新建建筑及其基本信息；所述控制指标模块用于输入需要控制的拆除、保留和新建指标，包括限拆除率rd、限拆建比rcd和限容积率rvf；
6、所述匹配抽离子系统包括旧建筑轮廓信息匹配和新建筑轮廓信息匹配，所述旧建筑轮廓信息匹配用于提取旧建筑组，基于旧建筑组抽离历史保护建筑组、禁止拆除建筑组、必须拆除建筑组，得到自由拆留建筑组；所述新建筑轮廓信息匹配用于提取新建筑组；
7、所述方案生成子系统在旧建筑轮廓信息匹配的基础上，基于用户输入的综合拆建限制指标条件和新建建筑条件计算综合面积限制条件指标，确定综合面积限制下的理想建筑拆除率；再兼顾考虑必须拆除的建筑组、禁止拆除的建筑组、历史保护建筑组，进一步剥离计算针对自由拆留建筑所预计的自由拆留建筑拆除率；基于动态规划与温度下降算法自动求解在自由拆留建筑拆除率控制下的拆留方案；
8、所述拆留建验算子系统用于基于各建筑特性标签计算拆留建方案的方案拆除率，基于所述建筑状态图层模块输入的拆除状态条件和所述控制指标模块输入的综合拆建限制指标，分别输出各计划方案的理论上的拆除率、拆建比、容积率，并根据拆留方案和所述拆建比共同限定得到拆留建方案。
9、本专利技术也公开了一种基于拆建比、拆除率的建筑拆留建方案的生成方法，基于所述的基于拆建比、拆除率的建筑拆留建方案生成系统自动生成建筑拆留建方案。
10、（三）有益效果
11、本专利技术的上述技术方案具有如下优点：
12、（1）本专利技术在拆建比、拆除率、容积率综合确定的可新建建筑面积目标上限条件下，对更新片区中现状建筑按照建筑面积进行统计分类，自动生成在用户指定的拆建比、拆除率、容积率条件综合限定下的建筑拆留方案，并在该拆留方案的基础上设定必须拆除建筑或必须保留的建筑，可以动态调整，最终在用户确认后的得到用户认可的拆留建方案；同时，在新建建筑边界范围不变的情况下，可给出现有建筑方案需要增加或减少的建筑面积供用户设计决策；从而达到快速识别读取用户输入平面地形图与新建方案图并按照输入拆建比、拆除率、容积率快速生成拆留建方案的目的，大大提高了拆留建方案生成效率；
13、（2）本专利技术通过前期的交互设计，实现了设计人员灵活控制现状建筑的拆除或保留；对输入的现状建筑进行面积统计，通过设计以预设拆建比、拆除率、容积率综合限制上限为最终目标的动态规划与温度下降算法，算法可恰当选中数组现状建筑面积之和适宜的建筑组合作为拆除建筑，进一步生成拆留建方案，以实现拆除率、拆建比、容积率分别逼近但不超过拆建比、拆除率、容积率共同限定的上限，从而使得拆留建方案最优化；
14、（3）本专利技术通过交互判别子系统，在保证拆建比、拆除率、容积率指标综合上限的基础上，搭建了设计师可交互调整修改前置拆建条件，动态规划剩余建筑的拆留建方案，实现条件调整的情况下自动联动响应的拆留建方案仍可逼近预设拆建比、拆除率、容积率综合目标的极限，提高了自动拆留建方案生成的人机交互操作性，从而增强用户交互体验，增强灵活性，并具备良好的跨平台应用潜力。
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1.一种基于拆建比、拆除率的建筑拆留建方案生成系统，其特征在于，包括用户输入子系统、匹配抽离子系统、方案生成子系统和拆留建验算子系统；
2.根据权利要求1所述的基于拆建比、拆除率的建筑拆留建方案生成系统，其特征在于，所述建筑状态图层模块包括历史保护状态图层Lhnd、禁止拆除状态图层Lbnd和必须拆除状态图层Ld；所述历史保护状态图层Lhnd用于输入用户指定的建筑中历史保护建筑的指引图示，历史保护建筑在计算中被强制列入不可拆除必须保留的状态；所述禁止拆除状态图层Lbnd用于输入用户指定的建筑中禁止拆除建筑的指引图示，禁止拆除建筑在计算中被强制列入不可拆除必须保留的状态；所述必须拆除状态图层Ld用于输入用户指定的建筑中必须拆除建筑的指引图示，必须拆除建筑在计算中被强制列入不可保留必须拆除的状态。
3.根据权利要求1所述的基于拆建比、拆除率的建筑拆留建方案生成系统，其特征在于，所述现状建筑图层模块包括现状边界图层Lor、旧建筑轮廓图层Lob和旧信息图层Lot；所述现状边界图层Lor用于指定现状建筑的更新片区边界轮廓；所述旧建筑轮廓图层Lob用于指定现状建筑轮廓；
4.根据权利要求1所述的基于拆建比、拆除率的建筑拆留建方案生成系统，其特征在于，所述限拆除率Rd为城市更新单元或项目内拆除建筑面积占现状总建筑面积的限制最大比例；所述限拆建比Rcd为城市更新单元或项目内新建建筑面积与拆除建筑面积之比的最大值；所述限容积率Rvf为城市更新单元或项目内新建建筑面积与新建边界面积比值的上限。
5.根据权利要求1所述的基于拆建比、拆除率的建筑拆留建方案生成系统，其特征在于，所述用户输入子系统还包括输入校验整合模块，所述输入校验整合模块用于校验现状建筑图层模块的各图层与拟新建建筑图层模块的各图层的闭合情况。
6.根据权利要求1所述的基于拆建比、拆除率的建筑拆留建方案生成系统，其特征在于，所述方案生成子系统包括拆除率交互计算模块、自由拆留建筑拆除率计算模块和拆留方案生成算法；所述拆除率交互计算模块，在所述旧建筑轮廓信息匹配的基础上，基于用户输入的综合拆建限制指标条件和新建建筑条件计算综合面积限制条件指标，确定综合面积限制下的理想建筑拆除率，理想建筑拆除率Rdp = Sdmax / So =（Snmax / Rcd）/ So；所述自由拆留建筑拆除率计算模块，根据所述理想建筑拆除率，兼顾考虑必须拆除的建筑组、禁止拆除的建筑组、历史保护建筑组，进一步剥离计算针对自由拆留建筑所预计的自由拆留建筑拆除率，自由拆留建筑拆除率Rd1=So1_d1/So1=（So×Rdp-Sd1）/So1；所述拆留方案生成算法基于动态规划与温度下降算法自动求解在自由拆留建筑拆除率控制下的拆留方案，其目标是最接近自由拆留建筑拆除率目标但不超过自由拆留建筑拆除率的最大拆除面积比例，从而求得相应的拆留方案；其中：Sdmax为理想建筑拆除最大面积，So为待拆留建筑的面积求和，Snmax为理想建筑新建最大面积，Rcd为限拆建比，So1_d1为需要拆除的建筑Ao1_d1的面积，Sd1为必须拆除建筑的面积求和，So1为自由拆留建筑的面积求和。
7.根据权利要求1所述的基于拆建比、拆除率的建筑拆留建方案生成系统，其特征在于，还包括交互判别子系统，所述交互判别子系统用于显示计划、现状、限制的拆留建指标供用户判断指标逼近情况，输出自动优化后的计划拆留建方案，用户再评判所述拆留建方案是否适用。
8.根据权利要求7所述的基于拆建比、拆除率的建筑拆留建方案生成系统，其特征在于，所述交互判别子系统能在设定预设单一条件的情况下，多次自动生成多个不同拆留建方案以供比选。
9.根据权利要求7所述的基于拆建比、拆除率的建筑拆留建方案生成系统，其特征在于，所述交互判别子系统能在修改预设条件的情况下，自动调整生成满足用户的设计预期的优化拆留建方案，进一步满足用户修改后预设条件。
10.一种基于拆建比、拆除率的建筑拆留建方案的生成方法，其特征在于，基于权利要求1-9任一项所述的基于拆建比、拆除率的建筑拆留建方案生成系统自动生成建筑拆留建方案。
...【技术特征摘要】
1.一种基于拆建比、拆除率的建筑拆留建方案生成系统，其特征在于，包括用户输入子系统、匹配抽离子系统、方案生成子系统和拆留建验算子系统；
2.根据权利要求1所述的基于拆建比、拆除率的建筑拆留建方案生成系统，其特征在于，所述建筑状态图层模块包括历史保护状态图层lhnd、禁止拆除状态图层lbnd和必须拆除状态图层ld；所述历史保护状态图层lhnd用于输入用户指定的建筑中历史保护建筑的指引图示，历史保护建筑在计算中被强制列入不可拆除必须保留的状态；所述禁止拆除状态图层lbnd用于输入用户指定的建筑中禁止拆除建筑的指引图示，禁止拆除建筑在计算中被强制列入不可拆除必须保留的状态；所述必须拆除状态图层ld用于输入用户指定的建筑中必须拆除建筑的指引图示，必须拆除建筑在计算中被强制列入不可保留必须拆除的状态。
3.根据权利要求1所述的基于拆建比、拆除率的建筑拆留建方案生成系统，其特征在于，所述现状建筑图层模块包括现状边界图层lor、旧建筑轮廓图层lob和旧信息图层lot；所述现状边界图层lor用于指定现状建筑的更新片区边界轮廓；所述旧建筑轮廓图层lob用于指定现状建筑轮廓；所述旧信息图层lot用于指定旧建筑的结构材料形式；
4.根据权利要求1所述的基于拆建比、拆除率的建筑拆留建方案生成系统，其特征在于，所述限拆除率rd为城市更新单元或项目内拆除建筑面积占现状总建筑面积的限制最大比例；所述限拆建比rcd为城市更新单元或项目内新建建筑面积与拆除建筑面积之比的最大值；所述限容积率rvf为城市更新单元或项目内新建建筑面积与新建边界面积比值的上限。
5.根据权利要求1所述的基于拆建比、拆除率的建筑拆留建方案生成系统，其特征在于，所述用户输入子系统还包括输入校验整合模块，所述输入校验整合模块用于校验现状建筑图层模块的各图层与拟新建建筑图层模块的各图层的闭合情况。
6.根据权利要求1所述的基于拆建比、拆除率的建筑拆留建方案生成系统，其特征在于，所述方案生成子系统包括拆除率交互计算模块、自由拆留建筑拆除率计算模块和拆留方案生成...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨瑛，刘斯迪，谭亦高，李水生，刘昭，赵梓娟，李超，徐峰，杨宇晟，周泉，
申请(专利权)人：中国建筑第五工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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