は じめ に
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
//は
じめ に
近 年 、 ラ ン グ ト ン 1)が 提 唱 し た 人 工 生 命 の 概 念 を用 いて 、 従 来 の要 素還 元 型 の科 学 で は 捉 え る こ との 出 来 な か っ た 複 雑 な もの を解 明 しよ う とす る 動 き が 活 発 で あ る 。 自然 の 現 象 か ら、 経 済 的
,社 会 的 活 動 に 至 る ま で そ れ は
適 用 され て きて い る。 ラ ン グ トン に よ れ ば 、 人 工 生 命 は 「コ ン ピュー タ な どの 人 工 的 な もの の 中 に生命 の よ うな活 動 を合 成 す る こ と に よ って 、 生物 を 分 析 す る従 来 の 生 物 学 を 補 足 し、 そ して 、 地 球 上 で 進 化 して き た 炭 素 系 生 命 体 を 超 え て 生 物 学 の 対 象 を拡 大 し、 私 達 が 知 っ て い る 生 命 を あ り得 べ き 生 命 と い う 更 に 大 き な 枠 組 み の 中 に置 く こ とで 、 理 論 生 物 学 に貢 献 す る もの で あ る 」と し て い る 。つ ま り 、全 く 新 し い 生 命 の 理 論 を 作 り上 げ よ う と し て い る わ け で は な く 、 基 本 的 に は従 来 の 生物 学 を補 完 す る もの と位 置 付 けて い るの で あ る。 同様 に 、 本 研 究 は 従 来 の 建 築 を 目指 す も の で は な くそ れ を 補 完 す る も の と し、 フ ィ ジ カ ル な リ ア ラ イ ゼ ー シ ョ ン と い う最 も 高 度 な 営 為 を補 完 す る も の で あ る 。 ま た 、 建 築 の 分 野 に お い て は 「従 来 の 生 物 学 」 に あ た る よ う な 分 析 的 な 建 築 学 が 未 だ に学 問 と して 確 立 さ れ て お ら ず 、「 補 完 す る も の 」 と し て そ の 手 法 を 提 案 す る こ と を 主 眼 と した い 。 そ して 、 な ぜ コ ン ピ ュ ー タ を使 用 す る の か と言 え ば 、 一 つ は 進 化 の プ ロセ ス を 時 間 的 。 空 間 的 に 圧 縮 す る た め で あ り、 も う 一 つ の 理 由 は 人 間 の想 像 力 を刺 激 す る道 具 とな る可 能
l) Holland, J. : Adaptation in Natural and Artificial Systems, The University of Michigan, 1975., and MIT Press, 1992.
性 が 見 出 さ れ る た め で あ る 。 こ こで は 、 形 態 そ の も の を 設 計 す る の で は な く、 人 間 の 流 動 と い う形 態 を 生 成 す る 一 つ の プ ロ グ ラ ム 自体 早稲 田大学渡辺仁 史研究室
1998年 度修 士 論文
hitoshi n7atanabe laboratory 1998
は じめ に
遺伝的 アルゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
が 設 計 と い う行 為 に 置 換 さ れ る 。 つ ま り 、 デ ザ イ ンは外 的 形 態 で は な く、 そ れ を生 み 出 す 内 的 論 理 、 空 間 をル ー ル の集 合 に よ って 記 述 す る 表 現 方 法 、 空 間 の 機 能 的 ,幾 何 学 的 制 約 に 基 づ く生 成 プ ロ グ ラム と して 記 述 さ れ る 。 そ れ は 、設 計 過 程 を 自動 化 す る こ と で は な く 、 そ の 入 力 条 件 を検 証 す る こ と で も あ る 。 そ し て 、 そ の 結 果 現 れ て くる空 間 設 計 の定 量 的 な パ タ ー ン を 抽 象 モ デ ル と して 抽 出 す る 。
―‖―
早稲田大学渡辺仁史研究 室 1998年 度修士論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アルゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
04口 100
研 究結果
073
048200 040300
考察
075
今 後 の展 望
077
050100 05口 200
開 発 。実 行 環 境
079
ソー ス コー ド
080
早稲 田大学渡辺仁史研究 室 1998年 度修 士 論文 hitoshiミゝtanabe laboratory 1998
遺伝 的 アル ゴ リズム による建築 空 間最適化 システム の構 築
//
目次
010100 01028ロ 018201 010202 01口 203 010204 018285 010206
研 究 目的
001
研究背景
002
820100 028208 820281 020202 820203 028204 820205 02口 206 020300 020301 020302 020303 020304 口 20305 020386
概要
037
流 動 シ ミ ュ レー シ ョ ンモ デ ル
039
030100 030200 830300
本 シス テ ム を用 いた 設 計 手 法
06 7
本 シス テ ム の 使 用 法
069
プ ラ ン検 討 例
071
シ ミ ュ レー シ ョン シ ス テ ム
003
設 計 支 援 と し て の 行 動 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 009 ォ ブ ジ ェ ク ト指 向
011
知 的 シ ス テ ム に よ る 建 築 倉1造 の 試 み
016
遺 伝 的 ア ル ゴ リズ ム
021
思 考 プ ロセ ス の モ デ ル 化
033
視認 距 離 の定 義
042
到達 距 離 の定 義
043
流 動 モ デ ル にお け るパ ラ メー タ
044
流 動 に対 す るポ テ ン シ ャル
045
移 動 方 向 の 決 定 と状 態 遷 移 傾 向
049
人 間 流 動 の表 現
050
建築平面最 適化 システム
051
平 面 の コー デ イ ング
054
最 適 化 シス テ ム にお け るパ ラ メー タ
057
評価 関 数
059
遺 伝 的 操 作 _交 叉
063
遺 伝 的 操 作 _突 然 変 異
064
建 築 平 面 の検 討
065
早稲 田大学渡辺仁 史研 究室 1998年 度修 士論文 hitoshi s、tanabe laboratory 1998
遺伝的アルゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
回 ■■ ■■■ ■□ 団
早稲 田大学渡辺仁史研究 室
1998年 度修 士論文
hitoshd watanabe laboratorЬ 7 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
0101研
究 目的
1)を 用 い 従 来 の シ ミ ュ レー シ ョ ン シ ス テ ム た 建 築 設 計 にお いて 、 そ の シ ミュ レー シ ョ ン 結 果 に 適 合 す る 人 間 流 動 が 得 られ る 空 間 を 構
′ 建
築 す る場 合 、 そ れ を構 成 す る各 要 素 の配 置 等 を 設 計 者 自 身 が 幾 度 も 修 正 して 試 行 す る 必 要 が あ る 。し か し 、そ の 結 果 、決 し て 最 適 な 建 築 平 面 を得 られ る と は 限 らな い も の で あ る 。 ′′ ル レ ″ 設計 された建築 平面 における人 間の流動が提示 される
ル
そ こで 、 本 研 究 で は 様 々 な 性 格 付 け を さ れ af[lruel;
た 人 間 流 動 を シ ミ ュ レー トし、 設 計 者 が そ の 流 動 を デ ザ イ ンす る こ とで 最 適 な 建 築 平 面 を 2)を 提 案 す る こ と 構 築 す る設 計 支 援 シ ス テ ム を 目 的 とす る 。
1)従 来 の シミュ レー シ ョンシステム
こ れ に よ り 、 従 来 の 「設 計 → シ ミ ュ レ ー シ ョ ン → 設 計 の 修 正 」 の 繰 り返 し に よ る 設 計 「人 間 流 動 の 設 計 → シ ミ ュ レ ー 手 法 で は な く、
f
■
l″
″
シ ョ ン→ 建 築 平 面 の 最 適 化 」 と い う設 計 手 法 を得 る こ とが で き る。
人間の流動を設計 │
ニライ
´ ′ ′ ″ ル 指標 となる 建築平面 を設計
′
シミュレーション 及び 最適化
″
設計 された人間 の流動を満たす 最適 プランが提 示 される
2)従 来 の シミュレー シ ョンシステムか ら派生す る建築平面最適化システム
早稲 田大学 渡 辺仁史研究 室
1998年 度修 士 論文
hitoshi n7atanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 1)大 崎純 :マ ル コフ連鎖 モデル と遺 伝 的アル ゴ リズム によ る施設配 置最 適 化 ,日 本建 築学会計 画 系論文集
0102研
究背景
,
No.510,pp251-258,1998.08 2)辻 正矩 ,川 窪広 明 :計 画与条件 に適
建 築 平 面 計 画 法 に 関 す る 問 題 は 、 トポ ロ ジ
合す る長方 形分割 図 の 作成方 法 につ いて ―グ ラフ理 論的 アプ ローチ によ る平面 計画 の方 法 そ の 1,日 本建 築学会 計画 系論文 集 ,No.494,
カ ル な レベ ル で検 討す る の に都 合 が 良 い グ ラ
pp129-136,1997.04
3)P,H.Levin:υ se
ο OFgrapFas ι f dec・ ideめ e optimun2 rayο Llι ο bυ ″dings,The_4rchitects'
Journal,vol.7,pp809-815,1964 itchell,J 4)ヽ V.」 .ヽ〔
P.Steadnlan hesFs ar7d and R.S.Liggett,S,切 よ optimialiOn OF sma″ rec″ nguね r ″οοr pttns,Environnlent and
Planning B,vol.3,pp37-70,1976 5)太 田利 彦 :動 線計 画 の 数学的解 析
1報 ),日 本建 築 学会論文 報告集 ,No.69,pp293-296,1961 (第
6)吉 田勝 行 :計 算機 による平面 計画 の 自動化 に関す る研 究 (1),日 本建 築学会 大会学術講 演梗 概集 ,pp325-
326,1969 7)J.Grason,_4 duど 」Lir2ear Gr″ 12
Represen
on for Space FilfiFag LOcaliο n PrοbFen2s οF the Fr00r Pran Tゝ pe,ln
Emerglng Methods
フ理 論
1)2)を
応 用 した も の を始 め と して 、
様 々 な研 究 が な され て い る。 例 え ば 、 Le宙 n3)の 研 究 に 見 ら れ る よ う な 、 ヒュー リス テ ィ ックな方 法 に よ って 与 条 件 か ら全 て の 要 素 の 関 係 を列 挙 す る も の や 、 Mitchel14)ら ,太 田 5)ゃ 吉 田 6)の 研 究 に 代 表 され るカ タ ログ型 の列挙 法 が ある。 また、
Grason7)ゃ HaShimshonyと
Roth8),黒
沢 9),寺 田 10)の 研 究 と い っ た 探 索 型 の 列 挙 法 2)も 挙 げ ら れ る 。 しか し 、 これ らは いず れ も要 素 数 の 少 な い 場 合 にお い て は全 て のパ タ ー ン を網 羅 す る こ とが 可 能 で あ る が 、 要 素 数 の 増 大 に つ れ 爆 発
,計 算 量 も 増 大
in Environnlental Design and
的 にそ の パ ター ンの数
Planning,NIIT Press,1970
論 的 に は 可 能 で あ つて も、現 実 的 に は天 文 学
8)R.Hashilnshony,E.Shaviv and A.Wacman,T12rning a Grapr2 fnι O
a Rec″ r2guね r Πoor PFa12,
Building and Environment,
vol 17,pp163-173,1982 9)黒 沢和 隆 :動 線条 件 か ら平面構成 パ ター ンを導 く図法 を用 いた住 宅平 面 型 のパ ター ン分析 の手 法 ,日 本 建築 学会計 画系論文報 告集 ,No.392,
pp41-51,1988
10)寺 田秀 夫 :室 空 間 の 隣接関係 によ り定義 され た長方 形 分割 図を求 め る 方 法 につ いて ,日 本 建 築学会計画 系 論文報 告集 ,No.414,pp69-80,
1990
11)Holland,J.:Adap″ ″Onね 」 N♭ ι urar andノ 4r″ FciaF S5/stems,
The University of Michigan, 1975。 ,andヽ IIT Press,1992. 12)青 木義次 ,村 岡直 人 :遺 伝的 アル
し、 理
的 な 時 間 を 要 す る こ とか ら困 難 と な っ て い る 。 そ こで 、 そ の 膨 大 な 数 の 平 面 の パ タ ー ンの 中 か ら効 率 的 に 最 適 平 面 を 求 め られ る ア ル ゴ リズ ム を 提 案 し、 そ の 手 法 を確 立 す る 。 そ の た め 、本 研 究 で は 、 Hollandll)に よ り提 案 さ
(Genetic
れ た 遺 伝 的 ア ル ゴ リズ ム
Algorithm:以
下
GAsと
略 す )と 呼 ば れ て
い る 生 物 学 に お け る 手 法 を 導 入 す る 。こ れ は 、 生 物 が 遺 伝 の 過 程 で よ り環 境 に 望 ま し い 形 へ と進 化 して き た こ とを模 倣 す る も の で あ る。 12)。 村 岡 13)に よ る 平 面 計 画 の 分 野 で は 、青 木
ゴ リズ ム を用 いた 値域 施設配置 手法
地 域 施 設 配 置 手 法 に 関 す る研 究 や 室 割 当 問 題
,日 本建 築学 会計画 系論文集
の 解 法 等 に 用 い られ て い る 。
,
No.484,pp129-135,1996.06 12)村 岡直 人 ,青 木 義 次 :遺 伝 的 アル ゴ リズム による平 面形状 の最適化 と 設計 ノウハ ウの獲 得 ,日 本建築 学 会 計画 系論文集 ,No.497,pplll―
115,1997.07
-2-
早稲田大学渡辺仁史研究 室 1998年 度修 士論文 hitoshi v7atanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
010201シ
ミ ュ レー シ ョン シ ス テ ム
シ ミ ュ レー シ ョ ン と は 実 際 に 起 こ る で あ ろ う現 象 を 再 現 す る こ とで あ り、 そ の 使 い方 は 様 々で あ るが 、 シス テ ム の設 計 にお いて事 前 にそ の特 性
,性 能 を 評 価
し た り予 測 を 行 い 、
意 志 決 定 に 反 映 さ せ る 場 合 に 用 い られ る 。 つ ま り、 対 象 とす る 現 象 を 構 成 して い る 要 素 を 抽 出 し、 そ れ らの 関 係 式 を 記 述 す る こ とに よ
り現 実 を モ デ ル 化 し 、 計 算 し た 結 果 を 得 る と い う プ ロセ ス の こ とで あ る 。 現 在 、 建 築 ・ 都 市 計 画 の 分 野 で は様 々 な 場 面 に お い て シ ミ ュ レー シ ヨ ン が な さ れ て い る 。 そ れ は 、 人 口変 動 や 交 通 量 の 予 測
,景
観シ
ミ ュ レー シ ョ ン と い っ た も の か ら、 個 々 の 建 築 で は 事 業 計 画・ 構 造 計 画・ 設 備 計 画 ・ 災 害 時 避 難 流 動 予 測 等 に至 る まで 多 岐 に渡 って い る 。 そ の 中 で も特 に大 規 模 建 築 の 計 画 に お い て は 、 そ の 与 条 件 に伴 う計 算 の 量 が 人 間 の 予 測 を超 え る ほ ど に増 加 し、 コ ン ピュ ー タ を用 いた シ ミ ュ レー シ ョ ンの 手 助 け に よ っ て 初 め て 実 現 が 可 能 にな った例 も多 い。 モ デ ル 化 は 、 シ ミ ュ レー シ ョ ンす る対 象 に よ り、「連 続 変 化 モ デ ル 」と「 離 散 変 化 モ デ ル 」 に 大 き く 分 け られ る 。 前 者 は 時 間 経 過 に 伴 う 事 象 を 微 分 方 程 式 に よ り記 述 し 、 そ の 解 を 得 る も の で あ り、後 者 は 確 率 的 に 不 規 則 に起 こ る 現 象 を 実 験 し、 再 現 し よ う と す る も の で あ る。 後 者 にお け る不 規 則 な現 象 を コ ン ピュー タ 上 で 再 現 す る一 つ の方 法 に乱 数 を用 い る方 法 が あ る 。 こ の 乱 数 を用 い る シ ミ ュ レー シ ョ ン は 、 18世 紀 の フ ラ ン ス の 自 然 科 学 者
de Buffonの
観 察 に お い て 最 初 に 用 い られ 、 早稲 田大 学渡辺仁史研究 室
-3-
Comte
1998年 度修 士 論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
モ ンテ カ ル ロ シ ミ ュ レー シ ョ ン と呼 ば れ て い る。
しか し、 こ の モ デ ル 化 の 段 階 にお い て 全 て の 要 素 を 記 述 す る こ とは 不 可 能 で あ り、 何 を 目 的 と して シ ミ ュ レー シ ョ ン をす る か に よ っ て そ れ に 関 係 の 薄 い 事 象 は 切 り捨 て ら れ る こ と に な る。 ま た 、 記 述 しに くい事 象 の 取 扱 い は 避 け られ 、 数 値 的 に 扱 い 易 い 事 象 を 元 に し て モ デ ル が 作 られ る 傾 向 に あ る 。 例 え ば 、 人 間 行 動 シ ミ ュ レー シ ョ ン に お い て は 物 理 的 指 標 で 測 定 可 能 な 対 象 と して そ の 扱 い が 容 易 な こ と か ら 、 断 面 交 通 量 を 基 に した 群 集 流 動 予 測 と い つ た 研 究 が 数 多 く行 わ れ て き た 。だ が 、 こ う した シ ミ ュ レー シ ョ ン は 再 現 の 正 確 さ を 求 め るた め に、 先 に述 べ た よ うに、 人 間行 動 に 関 わ る全 て の 事 象 を記 述 ・ 測 定 す る こ とは 不 可能 で あるた め、普 遍 的なモデル をつ くる こ と が 困 難 で あ り、 避 難 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の よ う な 限 定 的 な 状 況 に しか 対 応 で き な い の が 現 状 で あ る。 一 方 、 モ デ ル 化 の 手 法 と して は 「 物 理 モ デ ル 1)」
,「
論 理 モ デ ル 2)」
,「
役 割 分 担 モ デ ル 」の
3つ に 大 別 で き 、 こ れ ら の 中 で も 「 論 理 モ デ 1)物 理モデルの例
火花追跡法による空力特性実験
ル 」 が 現 在 最 も よ く用 い られ て い る 。 「 論 理 モ デ ル 」 は 更 に 「数 式 モ デ ル 」 と 「 手 続 き モ デ ル 」 に分 類 で き るが 、前 者 は対 象 と す る事 象 を数 学 的 厳 密 性 に基 づ い て 規 定 す る た め 、 そ の 応 用 分 野 が 限 られ る の に 対 し 、 後 者 は対 象 事 象 を構 成 す る要 素 の挙 動 の 記 述 と そ れ ら の 関 係 性 に よ り全 体 を 記 述 す る た め 、 様 々 な 試 行 が 可 能 で あ り、 予 測 モ デ ル と し て 構 築 す る こ と が よ り容 易 で あ る 。 コ ン ピ ュ ー
1)論 理モデルの例 オー トマ トンによる溶岩流 シミュ レー シ ョン
タ の シ ミ ュ レー シ ョ ン言 語 で 現 象 を 記 述 して い くよ うな 行 動 モ デ ル は後 者 の場 合 が 多 い。
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早稲 田大学渡辺仁史研究 室 1998年 度修士論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的 アル ゴ リズム による建 築空 間最適化 システム の構築
そ れ ら に対 応 して 、 建 築 空 間 モ デ ル あ る い は 人 間 流 動 モ デ ル を構 築 す る 手 法 と して は 、 「グ ラ フ 理 論
1)」
に よ る も の と 、「 メ ッ シ ュ 分
割 2)3)」 に よ る も の の
2つ に 分 け られ 、上 記 の
通 り、 前 者 は 確 率 論 に 基 づ く定 式 化 が な さ れ 計算量 は少 な いが 、そ のモデル に非定 常性 等 1)光 吉健 次 他 :近 隣商 業地 の小地域 の 街路 にお ける歩行 者 の 断面交 通量 の 推定 に関す る研究 ,日 本建 築学会論 文報告集
,No.330,pp131-144,
1973.
2)佐 野友 紀 他 :建 築空 間要 素 の ブ ロ ッ
の 現 実 的 な 要 因 を挿 入 す る こ とが 困 難 で あ り、 後 者 は そ の モ デ ル を詳 細 に設 定 で き る が 、 シ ミ ュ レー シ ョ ン の た め に 多 くの 時 間 を必 要 と す る。
ク化 によ る人間流動 シ ミュ レー シ ョ ンの簡 易化 に関す る研究 ,第 16回 情報 システ ム利用技術 シ ンポ ジウム
,pp139-144,1993 3)青 木義 次 他 :テ ーマパー ク にお ける 観客 流動 シミュ レー シ ョンモ デル ,
第 15回 情報 システム利 用技 術 シン ポ ジウム
,pp131-136,1992.
4)奈 良宏 一 ,佐 藤泰 司 :シ ステ ムエ学 の 数理 手法 ,コ ロナ 社 ,1996.
5)岡 部篤行 ,鈴 木敦 夫 :最 適 配 置 の数 理 ,朝 倉書 店 ,1992.
6)大 澤義 明 :施 設配置理 論 モデ ル ー建 築 ・ 都 市計 画 のためのモデ ル分析 の 手法 ,pp136-149,井 上書 院 ,1992. 7)両 角光 男 :ネ ッ トワー クモデ ル ー建 築 ・ 都市計 画 のためのモデ ル分析 の 手法 ,pp122-135,井 上書 院 ,1992.
8)J.M.Srllith:Cerurar arrange― ntenι prOblems,7frf2 randOr22
■Ows,Eng.Opt,vol.24,pp59-
74,1995.
9)C L.Huntley and D.E.Bro、 vn: c A Para″ ef heuristic For quadraι ゴ assignnlcnt prο bfenls,Conlputers
Ops.Res.,vol.18(3),pp275-289, 1991.
10)J M.Snllth and R.S.Pelosi: COnversatfOnar optinliza″
On and
Facilit_layOIIι ρFannmg,Envi―
ronnlent and Planning B,vol.11,
pp63-86,1984. 11)S.S.Heragu and A.Kusiak: Machine rayotlι probfem加 ″θ対bfe mant12cι tlrillg systems,
Operations Resarch,vol.36(2),
pp258-267,1988.
建 築 空 間 モ デ ル に お け る最 適 配 置 問 題 は 、 離 散 変 数 型 問 題 と して 分 類 さ れ る 組 み 合 わ せ 最 適 化 問 題 4)の 1つ で あ り、 小 規 模 な 問 題 に 対 して 有 効 な 解 法 が 大 規 模 な 問 題 に そ の ま ま 適 用 す る と は 限 らな い 。 そ の 理 論 的 モ デ ル に 5)等 産 は 、ア イ ス ク リ ー ム・ ベ ン ダ ー 。モ デ ル 業 立 地 論 の 立 場 か らの 理 論 的 研 究 を 経 て 、 そ の 評 価 基 準 の 差 か ら、連 続 平 面 上 6)で は ミ ニ 。 サ ム 問 題 (ウ ェ ー バ ー 問 題 ),ミ ニ 。マ ッ ク ス 7)で は 、 メ デ ィ ア ン 問 問 題 、 ネ ッ トワー ク 上 題 ,セ ン タ ー 問 題 あ る い は 最 大 カ バ ー レ ッ ジ 問 題 等 と して 分 類 ・ 定 式 化 さ れ る に 至 っ て い る。 また 、 グ ラフモデル によ るモデ ル は
Quadratic Assignment Problem( QAP)8)9)ま た は Quadratic Set Pack― ing Problem(QSP)10)と し て 定 式 化 さ れ る 問 題 で あ り 、 工 場 の 機 械 配 置 11),半 導 体 の 設 計 等 で 積 極 的 に 研 究 さ れ て お り、 Smith8) は
QSPに
更 に待 ち行 列 の理 論 を導 入 し、 分
枝 限 定 法 を 用 い た 解 法 を 提 案 した 。 Huntley
and Brown9)は 、 QAPに 対 して Simu― lated Annealingと 遺 伝 的 ア ル ゴ リ ズ ム GAs)を 用 い た 手 法 を 提 案 し た 。 (
しか し、 これ ら を具 体 的 な 設 計 に お け る 最
-5-
早稲 田大学渡辺仁史研 究 室 1998年 度修 士 論 文 hitoshi Nゝtanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築
適 配 置 問題 に適 用 す る こ とは 、 配 置 点 候 補 の 増 大 に 伴 いそ の 計 算 量 も爆 発 的 に 増 加 す る こ とか ら非 常 に 困 難 で あ る 。 例 え ば 、 ネ ッ ト ワー ク上 の最 適 配 置 を求 め る た め にダイ キ ス トラ法 が 提 案 さ れ て い る が 、 これ も 計 算 量 が 膨 大 と な り現 実 的 な 設 計 に お け る 適 用 は 難 し い。 先 に述べ た 1)北 野宏 明 :遺 伝 的 アル ゴ リズム ,産
、人工 生命 的手法 の
一 つ で あ り、 確 率 的 か つ 並 列 的 に 最 適 解 を 効
業図書 ,1993.
率 よ く求 め る こ とが で き 、 多 く の 離 散 変 数 型
2)Holland,」 :adapぬ Fiο n in fnc・ iar NaluraF andな ι
GAsは
systen2s,
最 適 化 問 題 に適 用 され て そ の 有 効 性 が 示 さ れ
The tlniversity of Michigan,
て い る 15)。 青 木 ・ 村 岡 6)が メ ッ シ ュ 分 割 モ デ
1975,and NIIT Press,1992.
cAセ 03)D.E.Goldberg:Geneι ゴ
ルに
rilhn,In Seaκ h,optimル 懇lioln,
GAsを
適 用 して 最 適 施 設 配 置 を 求 め た
and Mac・ /2Fne■ earning,Mdison
研 究 にお いて も、今 後 この 手 法 を使 用 す る有
―ヽ Vealey,Reading,NLへ ,1989.
効 性 が 示 さ れ て い る と言 え よ う 。
4)D.M.Tate and A.L.Smith:A genelic approach ι he cua― οι dra″ c assignmeni prο bfenl,
一 方 、 人間流 動 に関す るモ デ ル には、 人 と
Conlputers Ops.Res.,vol.22(1),
要 素 と の 距 離 に よ って そ の 要 素 へ の 移 動 率 が 。モ デ 関 係 付 け られ て い る と い う グ ラ ビ テ イ ル や ハ フ 。モ デ ル が 提 案 さ れ て き た 。勿 論 、移
pp73-83,1995. 5)D.G.Con、 vayand M A.
Venkataramanan:Geneι fc searc・ f2and laシ 19tlι
ι he d5,η amic Faciliι y
prObfenl,Colllputers Ops.
動 率 が 完 全 に距 離 だ けの 関 数 で あれ ば等 移 動
Res.,vol.21(8),pp955-960,1994. 6)青 木義次 ,村 岡直 人 :遺 伝 的 アル ゴ リズム を用 いた 値域施設 配置 手法 日本建築学 会 計画系論文 集
率 曲 線 は 同心 円 にな る は ず で あ るが 、栗 原
は都 市 環 境 にお いて この 同心 円が 都 市 中心 方
,
,
向や鉄道
No.484,pp129-135,199606
に 方 向 性 が あ る こ と を 示 して い る 。 こ う した
,
No.194,pp45-52,1972.04
モ デ ル は 、 ウ ィ ル ソ ンの エ ン トロ ピー モ デ ル
8)渡 辺昭彦 :公 立青年の家 の施 設利用 に関す る研 究
10)を 介 し て 空 間 相 互 作 用 モ デ ル と し て 統 一 的
(1)(青 年 層 ,社 会
教育 ,福 祉 ,体 育施設 の研 究 。そ の
(2)),日 本 建 築学会論文 報告集
,道 路 に よ っ て 僅 か に 歪 む と い う い
8)9)も 人 の 出 現 わ ゆ る 卵 型 論 を 展 開 し、 渡 辺
7)栗 原 嘉 一郎 他 :分 館 の利用 圏域 ― 公共 図書館 の 配置 計画 に 関す る研 究 。5-,日 本建築学会論文 報 告集
7)
,
に理 解 で き る こ と も 明 らか と な っ て い る 。 以 上 の よ う に行 動 シ ミ ュ レー シ ョンで は 、
No.199,pp69-76,1972.09 9)渡 辺昭彦 :地 域 公共施設 利用 者 出現
人 間 の 状 態 と環 境 と を 関 連 付 け 、 一 つ の 系 と
率 の方 向差 に 関す る研 究 ―社会教 育 ・ 福祉 ・体 育施設 に関す る研 究 ―
見 な す モ デル を作 成す る 。最 も単 純 化 され た
日本建築学 会 論文 報告集 ,No.276,
人 間 行 動 シ ミ ュ レー シ ョ ン と は 、 分 節 化 して
,
1979.02
10)A.G.ヽ Vilson:LIrban and Region″ Mο deJsln Oography and Pranrling,VVlley,bndon, 1974
表 現 さ れ た 空 間 の 繋 が り とそ の 中 に お け る 人 間 の 移 動 と い つ た 行 動 結 果 の 記 述 か らモ デ ル が 作 成 され る もの で あ る。 も し、 人 間 に あ る 早稲 田大学渡 辺仁 史研 究 室
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1998年 度修 士論文
hitoshi sヽtanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
目的 を持 た せ る 場 合 は 、 そ の 目的 の 条 件 に 従 って 人 間 の行 動 が決 定 され る。 ま た 、そ の 条 件 に対 す る 空 間 選 択 行 為 が 明確 に 定 ま らな い時 に は 、環 境 そ れ 自身 に遷 移確 率 変 数 を持 た せ る こ と に よ り条 件 を 満 た す こ と が 出 来 る 。 一 般 に、 この遷 移 確 率 を 決 定 す る た め には既 存 の研 究 や 実 際 の 調 査 結 果 な どを参 照 す る が 、 そ れ が 困難 で あ る場 合 に は推 論 や 経 験 によ っ て 決 め ざ る を 得 な い 。 い ず れ に して も遷 移 確 率 が 適 切 で あ る か ど うか の 評 価 は 難 し い。
これ ら の モ デ ル の 限 界 は 、 空 間 が 常 に 人 間 の行 動 を 規 定 して い る こ とで あ ろ う。 環 境 決 定 論 的 な モ デ ル にお い て は 空 間 と人 間 の間 に ヒエ ラ ル キ ー が 存 在 し 、 常 に 人 間 は 空 間 の 下 位 に 属 す る も の と して 捉 え られ て い る 。 つ ま り、 従 来 の モ デ ル の 多 く は 人 間 個 人 の 意 志 を 無視 し、 群 集 化 す る こ と に よ って 流 動 形態 を 決 定 し、 そ の よ うな場 合 の予測 に適 用 され る にす ぎ な か つ た 。 本研 究で提案 す るシステムの流動 シミュ レー シ ョ ン部 分 は 、 メ ッ シ ュ 型 の 空 間 を 空 間 選 択 型 の 人 間 が 移 動 し て い く遷 移 確 率 モ デ ル の 一 種 で あ る 。 そ こ で は 、 人 間 を よ り行 動 主 体 的 に 扱 う た め に 、 オ ー トマ ト ン に よ る 記 述 手 法 を 用 い て い る 。 具 体 的 に は 、 トラ ンザ ク シ ョ ン と 呼 ば れ る 個 々 の 人 間 に オ ー トマ ト ン と して 表 現 さ れ た 状 態 遷 移 関 数 を 持 た せ る こ とで 、 各 々 が 状 況 判 断 を し、行 動 選 択 を行 う 状 態 を 再 現 す る こ とが 出 来 る。 そ れ は 、 予 め 決 め られ た 線 形 的 且 つ 帰 納 的 な 行 動 決 定 で は な く 、 人 間 各 々 の 状 況 判 断 ,行 動 選 択 の 集 積 と して 流 動 を 表 現 す る と い う演 繹 的 な モ デ ル で あ る 。但 し 、こ の 場 合 、一 人 一 人 の 人 間 が 意 志 を持 ち 、行 動 す る た め 、多 人 数 とな る と実 早稲 田大学渡 辺仁史研究 室
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1998年 度修 士論文
hitoshi n/atanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴリズムによる建築空間最適化システムの構築
行 速 度 の 低 下 を 顕 著 に 伴 つ て し ま う こ とが 難 点 で ある。 ま た 、設 計 者 が そ の 理 想 とす る 人 間 行 動 を 設 計 す る こ と に よ り、そ の 条 件 に 対 して 平 面 を 最 適 化 す る シ ス テ ム を 構 築 す る こ と を最 終 的 な 目 的 と し て い るた め 、今 回 用 い る 遷 移 確 率 は 現 実 の 調 査 に よ る も の で は な い 。 しか し 、そ の 値 は 自 由 に 、 か つ 容 易 に 操 作 す る こ と が で き 、 シ ミ ュ レー シ ョ ン を 行 う 段 階 で 、 既 存 の調 査 デ ー タ に よ る遷 移 確 率 を用 い る こ と も勿 論 可 能 で あ る。
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早稲田大学渡辺仁史研 究室
1998年 度修 士論文
hltosh watanabe laboratory 1998
遺伝的 アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
010202設
計 支 援 と して の 行 動 シ ミ ュ レー シ ョン
こ こで 、 設 計 者 が シ ミ ュ レー シ ョ ン シ ス テ ム を利 用 す る場 合 、そ れ が構 築 され て い る言 語 へ の習 熟度 が 障壁 とな る可能性 が 高 い。 設 計 者 自 身 が 扱 う デ ー タ の 入 力 か らそ の 結 果 の 出 力 まで を、 あ る プ ロ グ ラム言 語 を用 いて 試 行 を 繰 り返 す こ と は 困 難 で あ る 。 建 築 計 画 が 実 際 の 設 計 と乖 離 して い る原 因 の 一 つ に は 、 こ う し た 研 究 者 の 用 い る 道 具 が 専 門 化 。細 分 化 し、 設 計 者 に は扱 い に く くな っ て き て い る 傾 向 に あ る と思 わ れ る 。 行 動 シ ミ ュ レー シ ョ ン に よ る 建 築 設 計 へ の ア プ ロー チ に は幾 つ か 興 味深 い試 み が行 わ れ て い る 。 ハ ル プ リ ン 1)は 都 市 環 境 で の 行 動 を 時 間軸 に沿 って記 述 し、作 成 され た分布 図 に 対 応 す る よ う に要 素 の 配 置 を決 定 す る こ とで 街 路 の デ ザ イ ン を行 っ た 。 これ は コ レオ グ ラ フ ィ的 な行 動 記 述 に よ る もの で あ るが 、 よ り シ ミ ュ レー シ ョ ン ら し い 手 法 を用 い た 設 計 と 1)し ぃ い √ rence Halprin:都 市環 境 の演
し て は 打 瀬 小 学 校 2)の 例 が あ る 。 こ こ で は 敷
出―装 置 とテ クスチ ュア CITIES,
地 街 区 の 行 動 調 査 か ら ロ ケ ー シ ョ ン を決 定 し、
彰 国社 ,1970.04.
建築 内部 で現 れ て欲 しい行 動 の ダイ ア グ ラム に沿 って 内 部 空 間 の構 成 が 決 定 され て い る。 これ らの 例 で 用 い られ た 行 動 の 記 述 あ る い は シ ミ ュ レー シ ョンは 、 最 適 な配 置 計 画 を求 め る 目 的 で は な く設 計 者 が 最 終 的 な デ ザ イ ン に 辿 り着 く た め の き っ か け と し て 使 用 さ れ て い る 。 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン と して の 厳 密 性 や 妥 当 性 の 評 価 は 保 留 さ れ る に して も 、 設 計 支 援 の 方 法 と し て の 可 能 性 が 示 さ れ て い る と言 え る 。
2)千 葉市立打瀬 小学校 シー ラカンス設計
建 築 計 画研 究 が 現 実 の 設 計 を支 援 す る もの 早稲 田大学渡辺仁史研究 室
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1998年 度修 士 論 文
hitoshi n/atanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システム の構築
とな るた め に は 、 容 易 に理 解 出来 る と同時 に 効 果 的 な 結 果 を 得 られ る よ う な 成 果 物 が 必 要 で あ る。 本 研 究 で は そ の よ うな 現 実 を踏 ま え て 、 研 究 と設 計 と の 間 を繋 ぐ ツ ー ル と して の 半 シ ミ ュ レー タ ー 半 ジ ェ ネ レー タ ー 的 な パ ッ ケ ー ジ シ ス テ ム を提 案 す る。そ れ は 、構 築 さ れ た プ ロ グ ラム を利 用 す る 際 に は 、 容 易 な 操 作 を実 現 す る た め に 、 パ ラ メ ト リ ッ ク に 条 件 を操 作 す る こ とで 様 々 な 状 況 が 再 現 で き る よ うな も の と して 設 計 す る 。
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早稲 田大学渡辺仁史研究室
1998年 度修 士 論文
htoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
010203オ ブ ジ ェ ク ト指 向 各種 流 動モデル をコ ン ピュー タ上で構築 す る場 合 、 そ れ ぞ れ の 目的 に適 す る プ ロ グ ラ ミ ン グ 言 語 が 用 い られ る 。 個 人 型 ・ 待 ち 行 列 型 モデルでは
GPSSl)、
群集 型モデルで は
フ ィ ー ドバ ッ ク 理 論 に よ る
DYNAM02)等
が
し ば し ば 用 い られ る 。 ま た 、 シ ミ ュ レ ー シ ョ ンの方 向性 が 明確 な場 合 にお いて は
NAMOや
APL3)と
DY―
ぃ っ た 各 種 の 特 化 した 言
語 を用 い る こ とが 有 効 で あ る 。 そ れ ぞ れ の 状 況 に 適 切 な 言 語 を 用 い る こ と に よ り、 シ ミ ュ レー シ ョ ン の 効 果 が 高 ま る こ と が 期 待 さ れ る 。 さ ら に 、 そ れ ぞ れ の デ ー タや そ の 振 る舞 い が 独 立 し た 主 体 と し た 並 列 処 理 を 行 う行 動 モ デ ル を 構 築 す る た め に 、 オ ブ ジ ェ ク ト指 向 言 語
smalltalkを
用 い た 研 究 4)も あ る 。現 在 、 オ
ブ ジ ェ ク ト指 向 技 術 は 通 常 の 情 報 シ ス テ ム 化 技 術 と し て 一 般 化 して お り、 最 近 で は ネ ッ ト ワ ー ク を 介 在 した エ ー ジ ェ ン ト指 向 技 術 へ と 展 開す る動 き もあ る。 オ ブ ジ ェ ク ト指 向 と は 、
DoRobsonに
1981年
に
よ っ て 初 め て 使 用 さ れ 、問 題 を
解 決 す る た め の オ ブ ジ ェ ク ト群 を 見 出 し、 オ ブ ジ ェ ク ト間 の 関 係 を ネ ッ トワ ー ク 構 造 と し て と らえ 、 問 題 解 決 を行 うモ デ ル や シ ス テ ム 1)GPSS― General Purpose Systems Silnulator
を構 築 す るた め の一 つ の方 法 で あ る。具 体 的
2)DYヽ咄 10-DYSヽ ic MOdel
には 、従 来 の手続 き指 向 プ ロ グ ラ ミング
3)APL― A Progralning Language
Procedure Oriented Programming ) とい う関 数 を が 「 手 続 き (Procedure)」
オ ンライ ンタイ ム シェア リング
lTSS)方 式 の 処理 を 目的 と した対話 型汎用 言語 の渡辺俊 他 :人 間 ―空 間系 にお ける知 的行動 モデ ル の研 究 ― (そ の 1)オ ブジェ ク ト指 向 によ る行 動 モデル の 枠 組 ―,日 本建 築学会大会 学術講演 梗 概集
,pp683-684,1988
(
中 心 に して 構 成 さ れ て い た も の で あ っ た の に 対 し 、 オ ブ ジ ェ ク ト指 向 プ ロ グ ラ ミ ン グ
(
Object Oriented Prograrnlning )は 「 オ ブ ジ ェ ク ト (Object)」 と 呼 ば れ る 変 数
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早稲田大学渡辺仁史研究 室 1998年 度修士論文 htoshi n7atanabe laboratory 1998
遺伝 的 アル ゴ リズム による建築 空 間最適 化 システム の構 築
を 中心 と して構 成 さ れ る。 この オ ブ ジ ェ ク トとは 、手 続 き指 向 プ ロ グ ラ ミ ン グ に お い て 異 な る も の と して 扱 わ れ て いた変 数 と関数 とを対 等 に合 わ せ て一 つ の デ ー タ 型 と して 定 義 し 、 そ の デ ー タ 型 を持 っ た 変 数 の こ と を 意 味 す る 。 厳 密 に は 「内 部 状 態 とそ れ を 変 更 す る た め の オ ペ レ ー シ ョ ン を パ ッ ケ ー ジ 化 した 自 己 完 備 の モ ジ ュ ー ル で あ り、 そ れ へ の ア ク セ ス は 統 一 した イ ン タ フ ェ イ ス を 介 して の み 行 わ れ る 」 と して 定 義 さ れ て い る。
デ ー タ型 はそ れ が 抽 象化 され て い るた め に、 抽 象 デ ー タ 型
Type)と
char
:2バ イ ト文 字 デ ー タ型 (ユ ニ コー ド
`¥uo000'∼
`¥uffff')
boolean
:1ビ ッ トブ ー ル型
(ADT:Abstract Data
呼 ば れ る 。 つ ま り、 抽 象 デ ー タ 型
と は 、 整 数 型 や 文 字 型 ,実 数 型 と い っ た 具 体 的 な デ ー タ 変 数 1)と 、 今 ま で は デ ー タ 型 と は
(true,falseで デ フォル トは false)
捉 え られ て い な か っ た 関 数 と を ひ と ま と ま り
byte
の も の と して 扱 うデ ー タ 型 名 の こ とで あ る。
:1バ イ ト整数 デ ー タ型 (-128-127) short
i2バ イ ト整 数 デ ー タ型
現 在 、 情 報 処 理 の 分 野 で は オ ブ ジ ェ ク ト指
(-32768-32767)
向 の 考 え 方 が 主 流 に な りつ つ あ る 。 これ は オ
int
ブ ジ ェ ク ト指 向 的 発 想 が 、 ま す ま す 複 雑 巨 大
:4バ イ ト整 数デ ー タ型 (-2147483648-2147483647)
化 す る ソ フ トウ ェ ア 開 発 に と っ て 、 非 常 に 有
long
効 的 な考 え方 で あ る た め で あ る。 さ らに、 オ
:8バ イ ト整 数 デ ー タ型 (-92233720368547758089223372036854775807)
ブ ジ ェ ク ト指 向 の 考 え 方 は 、 単 な る ソ フ ト ウ ェ ア 開発 の た め の方 法 論 を越 え 、す べ て の
float
:4バ イ ト単精 度実数 デー タ型
工 学 の分 野 に必要不 可 欠 な対 象 世 界 のモデ ル
1.40239846e-45f∼ 3.40282347e+38f) double
化 を 記 述 す る 新 た な 手 法 と な り得 る 可 能 性 を
(
秘 めて い る。
:8バ イ ト単精度実数 デ ー タ型 (
4.94065645841246544e-324+1.79769313486231570e+308)
void :空 のデー タ型
1)」 avaに
お け る基本 デ ー タ (プ リミ
テ ィブ )型 の例
今 日ま で 、 様 々 な 建 築 設 計 方 法 論 の研 究 が な さ れ て き た が 、 そ の 多 くは あ ま りに抽 象 的 で 、 殆 ど何 も 明 らか に して こ な か っ た 。 こ れ は 、 そ れ らの研 究 の 下 地 に情 報 や 知 識 に対 す る科 学 的 認 識 が 欠 如 して いた こ と に起 因す る 。
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早稲田大学渡辺仁史研究 室 1998年 度修 士論文 hitoshi、 vatanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築
一 方 、 コ ン ピュー タ の飛躍 的発 達 は、哲 学 的 テ ー マ を 実 験 科 学 の 分 野 へ と 引 き ず り下 ろ し 、 。自 人 工 知 能 研 究 を は じめ と して 、 人 文 科 学 然 科 学 と い っ た 他 分 野 の 垣 根 を越 え た 論 争 が 展 開 され始 め た。伝 統 的設 計研 究 の立場 か ら す れ ば 、 人 工 知 能 的 ア プ ロ ー チ の よ うな 他 分 野 で 開 発 さ れ た 手 法 を 是 と し な い か も しれ な い 。 な ぜ な ら、 こ の よ う な 他 の 領 域 で 開 発 さ れ た 手 法 を い く ら積 み 上 げ た と こ ろ で 、 設 計 の本 質 に追 る こ とは 出来 な い とい う主 張 が 依 然 と して 在 る た め で あ る 。 しか も 、 仮 に 他 分 野 にお け る手 法 を採 用 す る こ とを認 め た と し て も、例 え ば 人 間 が 人 工 知 能 的 論 理 思 考 を一 般 的 に行 っ て い る の か と い う よ うな 疑 問 も 生 じる。 人 間 の思考 は一 面 で は確 か に論理 的 に 行 わ れ て い る こ と も あ る が 、 そ の よ うな 筋 道 だ っ た 過 程 よ り も 直 感 的 な ひ らめ き や 雰 囲 気 で片 付 けて い る場 合 が 多 く、理 屈 あ るいは論 理 は そ れ を正 当 化 す る 一 つ の 言 語 で あ る に す ぎ な い と い う議 論 で あ る 。 特 に 建 築 意 匠 の 分 野 を 想 定 した 場 合 、 そ の 思 考 プ ロセ ス は 前 者 の 論 理 立 った もの で は な く、 む しろ後 者 の色 合 いが 強 い場 合 が 多 い。 しか し 、 も し設 計 が 全 く論 理 的 で な く 、 そ れ を明 示 的 に示 す ことが 全 く出来 な いの で あ れ ば 、そ の伝 達 に言 葉 の よ うな シ ンボル を用 い る こ と は不 可 能 で あ る 。 これ は 少 な く と も 図 面 とい うシ ンボ ル体 系 に よ る コ ミ ュニ ケ ー シ ョン を前提 と した現 在 の 設 計 の表 現 に矛 盾 し 、 設 計 教 育 と い う理 念 を 否 定 す る こ と に な る。 建 築 の設 計 を構 造 化 す るた め には、設 計 プ ロセ ス にお い て 、 何 が 従 来 の 数 学 的 計 算 に よ って 決 定 で き 、何 が 人 工 知 能 に よ る論 理 的 推 論 に よ って決 定 で き、 何 が 人 間的直感 に頼 る 必 要 が あ る の か 等 を 明 確 に し、 そ れ らが 共
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早稲 田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修 士論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的 アル ゴ リズム による建築 空 間最適化 システムの構 築
存 で き る枠 組 み を示 す 必 要 が あ る と思 わ れ る 。
オ ブ ジ ェ ク ト指 向 の モ デ ル に は 、 直 接 的 な ア クセ ス を許 さな いデ ー タ の抽 象 化 と ク ラス 階層構造
,ポ
リモ ル フ ィ ズ ム 等 の 機 能
,及
び、
他 の デ ー タ と 通 信 し合 い な が ら 自 分 自 身 で 制 御 す る ア クタ ー モ デ ル で 代 表 され る特 徴 が あ り、 これ ら の ア イ デ ィ ア は 認 知 科 学 に お け る 成 果 と多 分 に 重 複 して い る 。 そ の た め 、 知 識 表 現 の 一 つ で あ る 建 築 設 計 の 構 造 化 を 最 も効 率 的 に解 決 す る 手 段 の 一 つ が 、 オ ブ ジ ェ ク ト 指 向 に よ る 記 述 で あ る と考 え られ る 。 一 つ の 例 と して 、 避 難 空 間 シ ミ ュ レー シ ョ ン モ デ ル 1)2)が 挙 げ ら れ る 。 こ れ は 、空 間 。人 間・ 煙流 動 の
避 難 シミュレーションモデル
築 す る 必 要 が あ り、 オ ブ ジ ェ ク トと して の 階
予ヌ 「展 ′ ヽ
避 難の 進 展 予測
火災の
層 構 造 を 構 築 で き る オ ブ ジ ェ ク ト指 向 は こ の
]ヒ
記 述 に 適 合 す る 。 しか も 、 各 要 素 を オ ブ ジ ェ
回 ⇔ 回
1
煙伝 播 時 間 ・ 避難 限 界時 間 評価
l●
3要 素 の 関 係 を 適 切 に 捉 え て 構
ク ト と して 捉 え る こ と で 、 要 素 単 位 に 開 発 を
残 留避 難 者 数 │ 選難完 了 時間 ‐ 評価
1
進 め る こ とが 可 能 と な り、 開 発 段 階 で も利 点 とな る。 また 、煙 流 動 の 予測 問題 や 避 難 者 の 避 難 方 向 決 定 問 題 に 関 し て は 、 よ り現 実 に 近
1)避 難 シミュレーシ ョンモデル と避難 安全評価
い 状 況 を 予 測 で き る よ う に研 究 が 進 め られ て い る 段 階 に あ り、 モ デ ル 自体 が 最 先 端 の 手 法 を 容 易 に 取 り込 め る よ う に 拡 張 性 に 優 れ た も の と して お く必 要 が あ る が 、 こ の 点 に お い て も 「継 承 」 と 呼 ば れ る 概 念 を 持 つ オ ブ ジ ェ ク
ル4-1 響 謡 曜 璽 勤 黒 黒ョ ン フ レ〕 モ デ /シ
│
│
の相対比弔t― ―――」
ト指 向 の 考 え 方 を 導 入 し て お く こ と は 大 き な 利 点 を 生 む と考 え ら れ る 。 以 上 の こ とか ら、 今 後 の 知 的 設 計 支 援 シ ス 「 協 調 」 と「分 散 」 テ ム の 開発 の鍵 とな る の は 、 で あ る と言 え る 。 そ れ は 、今 日の 設 計 活 動 自
E::::::き ]果
2)防 災計画立案 のための避難 シミュ レー シ ョンモデル の利用 の仕方
体 が 多 く の 専 門 領 域 へ の 「分 散 」 と そ れ ら専 門 家 の 「協 調 」 に よ り 実 現 し て い る こ と を 考 え れ ば 、 当 然 の 帰 結 で あ ろ う。 オ ブ ジ ェ ク ト 早稲 田大学渡 辺仁 史研究 室
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1998年 度修 士 論 文
hitoshi s、tanabe laboratorゾ
1998
遺伝的アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築
指 向 の ア プ ロ ー チ は 、こ の「 分 散 」と「 協 調 (統 合 )」 へ の 一 つ の 方 向 性 を 示 し て い る と 考 え ら れ る。
上 記 の よ う な オ ブ ジ ェ ク ト指 向 の 特 徴 を 踏 ま え 、今 後 、拡 張 性 に 富 み 、さ ら に 要 素 ご と に 構 造 化 さ れ 、 そ の 関 係 性 を記 述 す る こ とが 容 易 に行 え る よ う 、 本 研 究 にお い て 構 築 す る シ ス テ ム に用 い る メイ ンプ ロ グ ラ ミ ン グ言 語 と し て 、 」ava(Sun
)を 選 択
Microsystems,Inc
し た 。 こ の 言 語 は オ ブ ジ ェ ク ト指 向
プ ロ グ ラ ミ ン グ が 可 能 で あ り、 ま た 、 ネ ッ ト ワ ー ク ブ ラ ウ ザ 上 で も実 行 可 能 で 、 さ ら に 、 ア プ リケ ー シ ョ ン と して も
CPUや
OSに
依
存 しな い プ ラ ッ トフ ォ ー ム 非 依 存 で あ る と い う特 徴 が あ る た め 、 幅 広 い環 境 に お い て 使 用 で き る と い う利 点 を 持 っ て い る 。
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早稲 田大学渡辺仁史研究 室
1998年 度修士論文
hltosh watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
010204知
的 システ ム による 建築創造の試み
都 市 の 空 間 的 構 成 は 、 そ れ を 取 り ま く様 々 な 状 況 を 反 映 し つ つ 常 に 変 化 して い く。 そ れ を構 成 す る一 つ の流 れ は 、個 々 の建 築物 の建 設 。改 築 ・ 解 体 の 反 復 で あ る が 、そ の 背 景 に は 複 雑 な 人 ・ モ ノ・ 資 本 の 流 通 と い う経 済 構 造 を は じ め とす る 要 因 が 存 在 す る 。 現 在 の 全 体 的 な都 市 計画 決 定 は この よ うな構 造 に あ る程 度 の制 限 を与 え るが 、 都 市 の構 成 要 素 の 中で 制御 され る もの は ほ ん の 一 部 にす ぎ な い。 基 本 的 に都 市 計 画 は長 期 的視 野 に基 づ い て お り 、用 途 規 制 。建 設 範 囲・ 容 量 制 限 と い つ た 規 制 は 全 体 と して 決 定 さ れ て は い る もの の 、 部 分 と して の構 造 や 、 そ の 部 分 の 関 係 性 に よ り 生 み 出 さ れ る ス ク ラ ッ プ ア ン ド ビ ル ド等 は 制 御 の 対 象 で は な い。 しか し、 都 市 は 制 御 し き れ な い 現 象 の 積 み 重 ね に よ っ て そ の リア リ テ ィが 保 た れ て い る。 そ れ らを考 慮 す る と、 従 来 の 計 画 学 に 基 づ く計 画 と現 実 と の 間 隙 は 大 き い と言 え よ う。 同様 に 、単 体 の建 築 に お いて も用 途 が 複 雑 化 し、 多 様 な 行 動 が 生 じ る に つ れ て 、 そ の 空 間 は予 測 を超 え た もの とな って きて い る。
この よ うな 現 状 を踏 ま え 、個 々 の 要 素 を 帰 納 的 で は な く 、 そ れ 自 身 とそ の 関 係 性 に 注 目 し、 演 繹 的 に解 析 す る 方 法 論 が 一 般 化 さ れ て き て い る 。そ の 一 つ に 、都 市 や 建 築 を 生 命 体 ・ 有 機 体 に 見 立 て 、 オ ー トポ イ エ ー シ ス 説 に 準 え る こ と に よ り、 生 命 が 進 化 す る よ う に あ た か も都 市 や 建 築 も変 化 す る と い う視 点 が 挙 げ ら れ る 。 こ の オ ー トポ イ エ ー シ ス 説 と は 、 生 命 体 の 本 質 や 定 義 につ い て 、 現 在 最 も進 ん で
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早稲 田大学渡 辺仁史研究 室
1998年 度修 士論文
hitoshi、 vatanabe laboratory 1998
遺伝 的 アル ゴ リズム に よる建築空 間最適化 システ ムの構 築
い る と考 え られ て い る 説 で あ り、 自動 生 産
,
自 己 言 及 と い う キ ー ワ ー ドを 軸 に 生 命 体 を 見 る視 点 を持 っ て い る。 シ ス テ ム論 的 に単 純 明 快 に生命 進 化 を模 し た も の に は遺 伝 的 ア ル ゴ リズ ム が あ り、 組 み 合 わ せ 最 適 問題 に有 効 に活 用 され て い る。 生 命 シ ス テ ム の 一 般 化 を 図 る 方 法 論 と して は 人 工 生 命 や 、 さ ら に は サ ン タ フ ェ研 究 所 に よ る 「複 雑 系
1)」
な どが パ ラ ダ イ ム と して 提 案 さ れ
て い る 。 こ の 「 複 雑 系 」 と は 、「 多 く の 要 素 が あ り、 そ の 要 素 が 互 い に 干 渉 す る こ とで 、 何 らか の パ タ ー ン を 形 成 し た り、 予 想 外 の 性 質 を 示 し た りす る こ と 、 そ し て 、 そ の パ タ ー ン 1)ワ ー ドロ ップ ,M.ミ ッチ ェル :複 雑 系 Conlplexity,新 潮社 ,No 330,
が 各 要 素 そ の も の に フ ィ ー ドバ ッ ク す る こ と 」 と 定 義 さ れ て お り 、「 ボ トム ア ッ プ 」,「 局 所 的
1996 2)創 発 とは、複雑系の定義 の一 部 とも 言える概念であ り、それは、「全体 を制御するルール (ト ップダウン的 なルー ル)は 存在 せず、局所的な ルールを持 った要素の集合が個 々に 相互作用を行 い、その結果全体的な 挙動がボ トムアップに現れる。更 に、その挙動が個 々の要素 にフィー ドバ ックされ、新 しい秩序が形成 さ れ る」 というプロセスの ことであ
相 互 作 用 」,「 リト線 形 」,「 創 発
2)」
等 の考 え方
が 基 本 とな っ て い る。 都 市 や 建 築 を構 成 す る 空 間 要 素 や 構 造 要 素 を こ れ らの 要 素 と見 る な ら ば 、 これ ま で 隠 れ て い た 秩 序 を 顕 在 化 さ せ る 可 能 性 を持 つ シ ミ ュ レ ー シ ョ ン手 法 や デ ザ イ ン 手 法 が 構 築 出 来 る か も しれ な い 。 し か し 、「複 雑 系 」 に お け る 普 遍 的 妥 当 性 を
る。以下 に創発 プロセスの模式図を
保 証 す る 原 理 や 共 通 理 解 の 多 くが 未 だ 証 明 さ
示す。
れ て お らず 、 そ の た め 、 そ の 有 効 性 そ の も の が 疑 問 視 され る 一 面 も 持 っ て い る 。 現 段 階 で は 、 そ の シ ス テ ム を 構 築 す る 者 の 経 験 。試 行 錯 誤 に 頼 る 場 合 が 多 い が 、 そ れ に も 関 わ らず こ の 理 論 に対 す る期 待 は 大 き い 。 カ オ ス ・ フ ィー ドノ`ック
創発 G― Tupe
│
│フ
ラ ク タ ル ・ 人 工 知 能 。エ キ ス パ ー ト シ ス テ ム ・ ニ ュ ー ラ ル ネ ッ ト ワ ー ク ・ フ ァ ジ イ 理 論 。人 工 生 命 。遺 伝 的 ア ル ゴ リ ズ ム 等 々 と い つ た 各 種 知 的 シ ス テ ム が コ ン ピ ュ ー タ の 発 達 と共 に 試行 されて い る。
創発 プロセスの模式図
人 間 の流動 の よ うに あ る種 予測 不 能 な 、 い 早稲 田大学渡 辺仁 史研究 室
1998年 度修 士論文
hitosh、vatanabe laboratory 1998
遺伝 的 アル ゴ リズ ム による建 築空 間最適化 システム の構築
わ ゆ るカ オ ス 状態 を仮 想 モ デ ル 上 に構 築す る 方 法 の一 つ に 、 静 的 な 状 態 の記 述 で はな く、 単 純 で は あ る が 動 的 な ル ー ル (ア ル ゴ リ ズ ム ) の 記 述 に よ る 方 法 が 挙 げ られ る 。 コ ン ピ ュ ー タ上 で この よ うな シ ミ ュ レー シ ョ ン を行 うに は 、 あ る ア ル ゴ リズ ム を適 用 し、 そ の 操 作 を 繰 り返 す 手 法 と 、 あ る ア ル ゴ リ ズ ム を 瞬 間 瞬 間 に イ ン タ ラ ク トさ せ られ る 場
(ARENA)
を 用 意 し、 少 な い ロ ー カ ル ・ ル ー ル を 全 体 に
1)マ ンデルプロ集合
反 復 適 用 し、 各 要 素 に そ の結 果 を フ ィー ド セル それぞ れ の 格子 を セル と呼ぶ
バ ッ ク さ せ 、自 己 組 織 化 さ せ る 手 法 と が あ る 。 前 者 の 代 表 的 な 例 と して 最 も著 名 な も の の 一 つ は マ ン デ ル ブ ロ 集 合 1)で あ る 。 建 築 と い う場 に お い て は 、 人 間 と い う主 体 が 瞬 間 瞬 間 の相 互 作 用 を行 う こ との結 果 と し
2)
2\tEL)Vt-
3)
von Neuniann, J. : Theory of
l-'Y
F
>oFl
て ア クテ イ ビテ イが決 定 され 、 さ らに、建築 と ア ク テ ィ ビ テ イ と の 相 互 関 係 に よ り空 間 が
Self Reproducing Automata,
成 立 して い る 。 従 っ て 、 本 研 究 で は この よ う
University of illinois Press, 1966.
な状況 を再 現 す る に あた つて 、後 者 の手 法 を
4) Ulam, S. : On Some Mathentatical Problems Connected with
Patterns of Growth of Figures, Proc. of S!'rnposia in Applied Mathenratics | 4, pp2l 5-224, t962.
用 い て 流 動 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を 構 築 して い る 。
自己 組 織 的 に 形 態 を 生 成 す る 手 法 と して 、 セ ル オ ー トマ ト ン
(CA)2)ゃ
L― シ ス テ ム
が 挙 げ られ る 。
1930年 代 に フ ォ が ン ・ ノ イ マ ン (」 .VOn Neumann)3)ら 発 案 し 、 1960年 頃 彼 の 同 僚 の S.Ulam4)が セ ル オ ー トマ ト ン と は 、
数 学 的 形 式 を 提 案 した 手 法 で あ る 。 セ ル 自 身 9 9
る る
の 状 態 と そ の 周 囲 の セ ル の 状 態 に 依 存 して セ ル が 自律 的 に 状 態 遷 移 を 行 う と い う の が 基 本 的 な ア イ デ ア で あ る 。数 学 的 に は 、「 空 間 の 次 元 」,「 近 傍 形 」,「 セ ル の 内 部 状 態 の 集 合 」 ,
「 各 セ ル の 状 態 遷 移 を 定 め る 写 像 f」 ,の
4つ
の 要 素 で 定 義 さ れ る 。「 近 傍 形 」 と し て は 「 ノ イ マ ン近 傍
-18-
5)」
ゃ 「ム ー ア 近 傍
6)」
と呼 ば れ
早稲 田大学渡辺仁史研究 室 1998年 度修 士論文 hitoshi、 vatanabe laboratory 1998
遺伝 的 アル ゴ リズム によ る建築空 間最適 化 システムの構 築
I A 卸L Br C j m
る もの が あ る。 各 セ ル は 同期 を とって 世 代 を 更 新 され 、世 代 が 進 む ご とに 、 自身 のセ ル の 状 態 と近 傍 形 に含 ま れ る セ ル の 状 態 か ら、 写 像
fを 用 い て 新
しい状 態 に遷 移 す る。
ノイ マ ンは 、 機 械 が 自分 自 身 と 同一 の 人 工 物 を つ く り、 さ ら に よ り 自 分 自 身 よ り も 複 雑 な 機 械 を つ く る (進 化 す る )可 能 性 を 考 え 、自 己 増 殖 で き る セ ル オ ー トマ ト ン の パ タ ー ン が 少 な く と も一 つ は存 在 す る こ と を証 明 した 。 セ ル オ ー トマ ト ン は 、 人 工 生 命 の 研 究 で は 自
STEP05
己 増 殖 性 を 与 え る ア ル ゴ リズ ム と して し ば し 1)L― シス テ ム の 例
ば 用 い られ て い る 。
2)Lindennlayer,A.:Mattemalicar Modθ ls for Ce″ urar ln Deveropmcnt,
I12ι erac
οns
i Filmer2ι sル 7iめ One― Sfded lnpllι s,ユ 勤 eoreι .3id,pp280-
299,1968. I Sfmpre and BraFlめ わ g Fiね ―
h ι
r20enお
ho― Sded
s, I12pυ ι
"4′
pp300-315
懸厘 蝠靱 Э 鏃
L― シ ス テ ム 1)と は 、 1968年 に A.Lindenmayer2)に よ っ て 、藻 類 の 発 生 を また、
記 述 す る 目的 で 研 究 さ れ た ア ル ゴ リズ ム で あ り 、 オ ー トマ ト ン 理 論 に 基 づ く 形 式 言 語 の 一 種 で あ る。細 胞 の記 号 は 、次 の発 生過 程 に進 む た め の 細 胞 の 状 態 を 表 し 、 特 徴 と し て 「終 端 記 号 」 が な く、全 て の記 号 が 書 き換 え の対 象 と な る と い う こ と が 挙 げ ら れ る 。単 純 な L― シス テ ム の書 き換 え規 則 に従 って 、世 代 を経 る ごとに、複雑 な枝 分 かれ現 象 が発現 す る。 L― シ ス テ ム は 、人 工 生 命 の 研 究 で は 形 態 生
成 や 発 生 的 な挙 動 を与 え る た め の原 理 的 な枠 組 み と して し ば し ば 用 い られ て い る 。 基本的な
CAの
概 念 を応 用 した研 究 と して
は 、古 谷 3)ら の 都 市 形 態 生 成 の 実 験 等 が あ る 。 これ は 簡 易 な シ ミ ュ レー タ ま た は 形 態 生 成 実
雉 鶉 4)瀧 澤重志 他 :セ ルオー トマ トンを用 いた都市類型構造 のパター ンに関す る研究 ,日 本建築学会情報 システム 利用技術 シンポジウム ,1996
験 で あ り、 モ デ ル と して 成 立 さ せ る た め に か な り条 件 の 単 純 化 を行 っ て い る が 、 結 果 と し て 出 力 され た パ ター ンは 非 常 に複 雑 な もの に な って い る。 瀧 澤 4)ら の 都 市 類 型 構 造 に 関 す る 研 究 は 、 セ ル オ ー トマ ト ン の 概 念 を 拡 張 し 、 セ ル が 内 部 構 造 を持 つ も の と して 表 現 さ れ て い る 。 こ 早稲 田大学渡辺仁 史研 究 室
-19-
1998年 度修 士 論文
hitoshi、 vatanabe laboratory 1998
遺伝的アルゴリズムによる建築空間最適化システムの構築
こで セ ル が 持 つ もの は 業 務 地 域 ・ 商 業 地 域・ 住居地域 の
3種 か らな る 都 市 活 動 の 活 性 度 で
あ り、 そ れ ら が 内 部 で の 相 互 作 用 と 隣 接 セ ル と の 相 互 作 用 と を平 行 して 行 う こ と に よ つ て 、 よ り複 雑 な 現 象 を シ ミ ュ レ ー シ ョ ン が 可 能 に な る と い う考 え で あ る 。 こ れ ら の 研 究 は 、 都 市 が 自立 単 位 で 構 成 さ れ 、 且 つ 、 そ の 進 化 は 近 傍 形 との 関 係 性 で 決 定 さ れ る と い う仮 説 に よ っ て い る 。 こ こ で 想 定 され て い るセ ル の ス ケ ー ル の単 位 は 明 確 で は な い が 、 どち らの研 究 にお いて も、 セ ル の 概 念 を拡 張 して い る た め 、 様 々 な ス ケ ー ル に お け る 状 態 も考 慮 さ れ て い る 。 ま た 、 現 実 の 都 市 の 構 成 単 位 は ノ ン ス ケ ー ル に取 る こ とが で き る た め 、 さ ほ ど 問 題 に は な ら な い と思 わ れ る。 これ らは 、都 市 の よ うに 要 素 が複 雑 で モ デ ル 化 し に く い 対 象 が 簡 便 な 理 論 に よ り記 述 さ れ 得 る こ と を 示 し た 点 に も意 義 が あ る と 言 え よ う。
早稲 田大学渡 辺仁史研究 室
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1998年 度修 士論文
ntOsh watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
010205遺
伝 的 ア ル ゴ リズ ム
遺 伝 的 ア ル ゴ リズ ム
(GAs)は
、生物 が
環 境 に適 応 す る過 程 で様 々 な 種 が 生 まれ 、 ま た 優 れ た 子 孫 が 生 存 して い く と い う よ う な 生 物 進 化 (選 択 淘 汰・ 突 然 変 異 )の 原 理 に 着 想 を 。 得 た ア ル ゴ リ ズ ム で あ り 、確 率 的 探 索 ・ 学 習 最 適 化 手 法 の 一 つ と考 え る こ とが で き る 。 歴
Michigan大 学 の 」.H.Hollandl)の Adaptation in Natu― ral and Artificial Systems (1975)に 史 的 に 見 る と 、 GAsは
お い て 導 入 さ れ た 手 法 で あ る 。 ま た 、
Foge12)ら も 、進 化 の モ デ ル 化 を 行 い 、簡 単 な 有 限 状 態 シス テ ム の最 適 化 を行 って い る。 最 近の
GAsへ
の 関 心 の 高 ま り は 、1985年 よ り
開始 され た遺伝 的 アル ゴ リズ ム 国際会 議
(
ICGA: International Conference on Genetic Algorithms)や 人 工 生 命 と い う 研 究 領 域 の 出現 に よ る と ころが大 き い。 この 会議は
2年
いて も、
ご と に 開 催 さ れ て い る 。 日本 に 於
1990年
頃 か ら関 心 が 高 ま りは じめ
て い る 。こ の よ う に
GAの
研 究が本格 的 にな
さ れ 始 め た の は 最 近 に な っ て か らで あ り、 発 展 途 上 の 研 究 領 域 と言 え る 。
GAsは
基本的に
Generate― and― Test
型 の ア ル ゴ リ ズ ム で 、 一 般 に は 「交 叉 ( crossover )」 。「 突 然 変 異 ( mutation )」
1) Holland, J. : Adaptatlon in Natural and Artificial Sysfens,
The University of Michigan, 1975., and MIT Press, 1992. 2) Fogel, L., Owens, A. and Walsh,
M. : Artificial intelligence thr ough simulat e d evolut i on, New York, John Wiley, 1966.
。「 選 択 淘 汰
遺伝 的操 作
(selection)」
の
3種 類 の
(genetic operations)を
行
う 。具 体 的 に は 、ま ず 、遺 伝 情 報 を 伝 え る 実 態
(chrOmOSOme)」 が 存 在 し 、実 際 の 生 物 で は 、こ れ は 「 塩 基 (base)」 で 構 成 さ れ て い る 物 理 的 実 体 で あ る が 、 GAs と して 「染 色 体
で は 、 デ ー タ 領 域 や 配 列 と 考 え る 。「 染 色 体 」
-21-
早稲 田大学渡辺仁史研究 室 1998年 度修 士論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝 的 アル ゴ リズム による建 築空 間最適 化 システム の構 築
の 各 位 置 に どの よ うな 遺 伝 情 報 が 記 述 され る か が 決 ま って い るが 、 この よ うな位 置 を遺 伝 子座
(locus)と
呼 ぶ 。 こ れ は 、配 列 の ア ド
レ ス に 対 応 す る 。一 般 に 、ど の 遺 伝 子 座 は 、ど う い う形 態 や 機 能 の 発 現 を 制 御 す る か 等 が 決 ま っ て お り、 各 々 の 遺 伝 子 座 に ど う い う塩 基 配 列 が存 在 す るか がそ の個 体 の遺 伝 的特徴 を 決 定 す る 。 こ の 各 遺 伝 子 座 に 対 して 、 そ の 形 質 を 決 定 す る 塩 基 配 列 で 表 現 さ れ た コ ー ドを 遺伝子
(gene)と
呼 ぶ 。 そ して 、遺 伝 子 の
組 み 合 わ せ のパ ター ン を遺 伝 子 型
type)と 小 大
(genO―
言 う 。遺 伝 子 型 に 基 づ い て 形 成 さ れ
た個 体 を表 現 型
(phenotype)と
言 う 。実
際 の 生 物 で は 、 染 色 体 に よ っ て 発 生 と形 態 の 形 成 が 引 き 起 こ さ れ 、 表 現 型 と して の 個 体
individual)が
(
自然 淘 汰 の 対 象 とな る 。
実 際 の 染 色 体 は 、二 重 螺 旋 の
DNAl)が ヌ ク
レ オ ソ ー ム と呼 ば れ る コ イ ル を 形 成 し、 さ ら に 、 そ れ が ソ レ ノ イ ドを 形 成 す る 。 こ の ソ レ 1)Dヽへ (B.ア ルバ ー ツ 他著 『細胞 の 分子 生物学』 (第 2版 )中 村桂子 ・ 松原謙 一 監修 ,教 育社 よ り)
ノ イ ドが 、 ス ー パ ー ソ レ ノ イ ド を 形 成 し 、 そ れ が 凝 縮 し て 染 色 体 2)を 形 作 っ て い る 。 GAs で は これ を
1次 元 の 配 列 に 抽 象 化 し て い る 。 は 染 色 体 は 1次 元 配 列 (ス ト リ ン
GAsで グ )と し て 表 現 さ れ 、 そ の 上 で の 位 置 が 遺 伝
子 座 に な る 。 遺 伝 子 は 各 位 置 が 取 り得 る 値 で -
あ る。遺 伝 子 型 は ス トリ ング上 に表 現 され た 値 の パ タ ー ン で あ り、 こ れ ら個 体 の 集 合 と し て 各 世 代 が 構 成 さ れ る 。 各 世 代 にお け る個 体
・
tと ,11島
m威
曲
`
一 、 、
W体 2)DNAか
、
hl鋤
n
1
撓L
ら染色体 まで (B.ア ルバー ツ他著『細胞 の分子 生物学』 (第 2 版)中 村桂子 。松原謙一監修 ,教 育
社 よ り)
population sizeと 呼 ぶ 。 GAsの 処 理 手 順 は 、 以 下 の よ う に な る 。
数を
01.初 02.適 03.選 04.交 -22-
期集団の生成 応 度 の評価 択 叉 早稲 田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修 士論文 hitoshi sヽtanabe laboratory 1998
遺伝 的 アル ゴ リズ ム による建 築空 間最適 化 システムの構 築
05.突 ※
然変 異
終 了 条 件 が 満 た さ れ な け れ ば "02"ヘ ルー プ
ま ず 、初 期 集 団 の 生 成 を 行 う 。一 般 に は 、決 め られ た 個 体 数 の 染 色 体 を ラ ン ダ ム に 生 成 す る。 この 際 の個 対 数 の 決 定 や 染 色体 の長 さ コー デ ィ ングの方 法等 は
GAsの
,
研 究 の 中心
的課 題 で あ るが 、現 在 で は試行 錯 誤 か つ経 験 的 に 決 め て い る の が 実 状 と言 え る 。 コ ー デ イ ン グ に お い て は 、 対 象 とす る 問 題 で は 考 え ら れ な い 個 体 、 つ ま り生 物 に お け る 致 死 遺 伝 子 が 発 生 しな い コ ー デ ィ ン グ方 法 が 望 ま しい。 初 期 集 団 が 生 成 さ れ る と、 各 々 の 個 体 に対 して 適 応 度 の 評 価 を行 う 。 そ の 方 法 は 問 題 ご と に 異 な る が 、 基 本 的 に は 、 よ り良 い 個 体 が 高 い適応 度 の評価 を され る。 各 々 の個 体 に適 応 度 が 決 定 され た ら、そ れ を 基 に 選 択 交 配 を 行 う 。「 評 価 関 数 」 と い う 形 で 数 学 的 に 決 定 さ れ た 基 準 に よ り各 々 の 染 色 体 の (個 体
)の
優 劣 を 決 定 す る 。基 本 的 に 、適
応 度 の 高 い 個 体 が よ り多 く の 子 孫 を 残 す 機 構 と な る 。 これ に よ っ て 、 よ り良 い個 体 を 形 成 す る遺 伝 子 が 集 団 中 に広 が る ことに な る。 選 択 に 関 して 、 幾 つ か の 方 法 が 提 唱 さ れ て い る が 、 ど の 方 法 を採 る か 、 さ ら に 適 応 度 と残 せ る子 孫 の数 の期 待 値 の 関 係 を どの よ う に設 定 す るか で 、淘 汰 圧 力 が 変 わ って くる。 選 択 交 配 を 行 う個 体 対 が 決 定 さ れ た ら、 染 色 体 の 交 叉 を行 う。 交 叉 の 方 法 も様 々 な も の が 提 案 され て い る。基 本 的 に は、双 方 の染色 体 の 一 部 ず つ を交 換 す る こ とで 、 子 孫 の 染 色 体 を 形 成 す る 。但 し 、通 常 あ る 遺 伝 子 座 に は 、 同 じ遺 伝 子 座 か ら ど ち らか の 親 の 遺 伝 子 座 を 複 製す る。 早稲 田大学渡辺仁史研究 室
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1998年 度修 士 論 文
hitoshi n/atanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴリズムによる建 築空 間最適化 システムの構築
次 に 突 然 変 異 を 加 え る 。 これ は 、 あ る 確 率 で 染 色 体 の 一 部 の 値 を変 え る操 作 で あ る 。 これ らの 操 作 が 終 了 す る と、 新 し い 世 代 の 個 体 群 が 作 られ た 事 に な る 。 そ して 、 こ の 新 た な 集 団 に 対 し て 、 ま た 「 適 応 度 評 価 」 。「 選 択 交 配 」 。「 突 然 変 異 」 を 行 い 、 さ ら に 新 た な 世 代 を作 っ て い く。
作
以 下 に 、 染 色 体 に対 して 施 さ れ る 記 号 的 操 で あ る 遺 伝 的 操 作 の 「 選 択 交 配 」。「 交 叉 」 。
「突 然 変 異 」 に 関 し て 説 明 す る 。
個 体 間 で 遺 伝 子 情 報 を 交 配 (交 叉 )さ せ 、子 孫 を つ く る 際 、 よ り多 く の 有 利 な 遺 伝 情 報 が 子 孫 に 受 け 継 が れ る べ き で あ る と考 え られ る 。 従 って 、 あ る 適 応 度 を持 った個 体 が 次 世 代 に どれ だ け子 孫 を残 す か を決 め る モ デ ル が 必 要 とな る。 そ の モ デ ル化 の方 法 の 代 表 的 な も の と し て 、「 適 応 度 比 例 戦 略 略 」,「 ラ ン キ ン グ 戦 略
2)」
1)」
や 「期 待 値 戦
,「 ェ リ ー ト保 存 戦
略 」,「 ト ー ナ メ ン ト選 択 戦 略 」 と 呼 ば れ る も の が 挙 げ られ る 。
「適 応 度 比 例 戦 略 」 は 、「 ル ー レ ッ ト・ モ デ ル 」又 は「 モ ン テ カ ル ロ 。モ デ ル 」と も 呼 ば れ 、 各 個 体 の 適 応 度 に 比 例 した 確 率 で 子 孫 を 残 せ る可能 性 が あ るモ デ ル で ある。 「期 待 値 戦 略 」は 、確 率 的 選 択 時 に お け る 個 1)適 応度 比例 戦略 の 方法
体 数 が 十 分 多 くな い 場 合 に 、 乱 数 の 揺 らぎ に 依 っ て 適 応 度 を正 確 に 反 映 しな い選 択 が な さ れ る 可 能 性 が あ る と い う問 題 点 を解 決 し ょ う とす る 手 法 で あ る 。 こ の モ デ ル で は 、 各 個 体 が 残 す 子 孫 の 期 待 値 を計 算 し、個 体 選 択 時 に そ の 期 待 値 か ら 0.5を 引 く作 業 を 行 う 。 こ れ に よ っ て 、 最 悪 で も 期 待 値 よ り 0.5の 偏 差 で 子 孫 を残 す 事 が 可 能 に な る。
2)ラ ンキ ング戦略の方法
「 ラ ン キ ン グ 戦 略 」は 、適 応 度 に よ っ て 各 個
-24-
早稲 田大学渡辺仁 史研 究 室 1998年 度修 士 論文 hitoshiミヽtanabe laboratory 1998
遺伝的 アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築
体 を ラ ン ク付 け し、 予 め 各 ラ ン キ ン グ に 対 し て 決 め られ た 確 率 で 、 親 と な る 染 色 体 が 選 定 され 、子 孫 を残 す こ とが で き る よ うにす る モ デ ル で あ る。 この場 合 、 選 択 確 率 は適 応 度 に は 依 らず 、 ラ ン キ ン グ に 依 存 し て い る た め 、 適 応 度 と ラ ン キ ン グ に よ っ て 与 え られ る 選 択 確 率 の 違 い が 問 題 とな る こ とが あ る 。 「 エ リ ー ト保 存 戦 略 」 は 、集 団 中 で 最 も 適 応 度 の 高 い 個 体 (エ リ ー ト)を そ の ま ま 次 世 代 に 残 す 方 法 で あ る 。 DeJongl)は こ の 戦 略 を
t迄 に 現 れ た 最 良 の 個 体 と す る 。 も し 、 A(t+1)を 通 常 の 方 法 で 生 成 し た 時 に 、 A(t+1)の 中 に 、 a*(t)が 存 在 し な い な ら ば 、 a*(t)を A(t+1)の N+1番 目 の 個
「
a*(t)を
時間
体 と し て 加 え る 」、 と 定 義 し て い る 。 こ の 方 法 を採 用 す る と、 そ の 時 点 で 最 も 良 い解 が 交 叉 や 突 然 変 異 に よ って 破 壊 され な い利 点 が あ る 。 但 し 、 エ リ ー トの 個 体 の 遺 伝 子 が 集 団 中 に 急 速 に広 が る 可 能 性 が 高 い た め 、 局 所 解
cal minima)に
(lo―
陥 る 危 険 も あ る 。一 般 に こ
の 戦 略 は 、 他 の 選 択 戦 略 と併 用 さ れ る 。 「 ト ー ナ メ ン ト選 択
lection)戦
(Tournament Se―
略 」 は 、 集 団 か ら決 め られ た 数
の個 体 を無作 為 に選 択 し、そ の 中で 最 も適 応 度 の高 い個 体 を次 の世 代 に残 す とい う手 続 き を 、 次 世 代 に 残 した い 数 の個 体 が 選 択 さ れ る ま で 繰 り 返 す 方 法 で あ る 。 ト ー ナ メ ン ト・ サ イズは
2で
あ る こ と が 多 い が 、 よ り大 き な
トー ナ メ ン ト・ サ イ ズ を 設 定 す る 事 も あ る 。
「 交 叉 」は 二 つ の 染 色 体 に つ い て 、そ の 部 分 表 記 を組 み替 えて 、子 の染 色 体 を作 る操 作 で 1) DeJong,
K. : An analysis of the
behavior of a class of genetic adaptive sJ.sfems, Ph. D. Thesis,
University of Michigan, 1975.
あ る。 この操 作 の本 質 は、親 の有利 な遺 伝 情 報 を子 孫 に伝 え る こ と に あ る 。 従 っ て 、 あ ま り交 叉 点 (切 れ 目 の 位 置 )の 数 を 増 や す と 、親 早稲 田大学渡 辺仁 史研究 室
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1998年 度修 士 論文
hitoshi、 vatanabe laboratory 1998
遺伝的 アル ゴ リズ ム によ る建築空 間最適化 システムの構 築
の 有 利 な 遺 伝 子 パ タ ー ン を破 壊 して し ま う危
X設
誌
躙 朋ぷHX
険 性 が あ る。 交 叉 に は様 々 な 方 法 が 考 え られ
0110 0110111
0011 0011010
て い る が 、代 表 的 な も の と し て 、「 単 純 交 叉
(
simple crossoVer)1)」 や 「 複 数 点 交 叉 multipoint crossover )2)」 ,「 _様 交 叉
(
l)単 純 交叉 の例
( uniforrII crossover )3)」
X脇
脇 ⅧⅢI X服 胤器
:
‥
=11111l H i=11=11lillllllllll
親 _02
■●■H i111■ ●■●■l ril■ ●■■■1● ■11■ │マ ス ク
│ 匡肛ココエ匡Цコエ匡Πココ匡□ ll■
=口 =日
E■
111111■
1■ 1■
Eコ
=H■ ■■=
「 単 純 交 叉 」 と は 「一 点 交 叉
crossov er)」
(one― point
と も呼 ば れ 、交 叉 す る 位 置 を
親 の 遺 伝 子 型 を 受 け継 ぐ か を 変 え る 方 法 で あ 親 pl
===============コ
る。
一 つ 決 め て 、 そ の 前 後 に お い て 、 ど ち らか の
2)複 数点交叉 (2点 交叉)の 例
匡
が 挙れずられ
子 pl 子 p2
011000110100110011001001101011楽 110001101011010101011110100101楽
見_01 見_02
011010100011010010101110010001`Zス ク │
010000110111110001001111101011子
_01
111001101000010111011000100101モ F_02
3)一 様 交 叉 の 例
4)Goldberg,D.and Lingle,R.: he traverring 川 Iefes,ゴ Oc‐ i,nd ι saた sman prο bfer22,PrOC.ofICGA
-85,1985. 5)Syswerda,G.:Crr2fforr22 CrOSS~ ttS,Proc. οverfn Geneι fc/u2ο r′ ι
ofICGA-89,1989. 6)Spcars,ヽV.and De」 ong,K.:Ar, ″υ′ ″ pο inι Cross― ん alysls οf Л Ovett Ra、 vlins,G。 (Ed.),Founda―
る。 「 複 数 点 交 叉 」 と は 、交 叉 位 置 が 複 数 あ る 方 法で ある。 「一 様 交 叉 」 と は 、 交 叉 時 に マ ス ク を か け て 、 そ れ に よ っ て どち らの 親 の 遺 伝 子 を 受 け 継 ぐか を決定 す る方法 で あ る。 この交 叉 方 法 は 「 複 数 点 交 叉 」の 一 種 と 考 え る 事 が 出 来 る 。 ま た 、各 々 の 問題領 域 ごとに、 様 々な交 叉 手 法 が提 案 され て いる。 例 え ば 、巡 回セ ー ル
(PMX: PariaHy Matched Crossover)4),「 序 交 叉 (OX:Ordered Crossover)」 「周 期 交 叉 (CX:Cycle Crossover)」 ス マ ン 問 題 等 に は 「部 分 一 致 交 叉
1頁 サ
,
等
が 提 案 されて い る。 さ らに、高 次 の交叉操 作 等 も提 案 され て い る。 ど の よ うな 交 叉 方 法 が 良 い か につ い て は
Syswerda5)ゃ spears6)ら
の研 究 が あ る。
「 突 然 変 異 」 は 、遺 伝 子 を 一 定 の 確 率 で 変 化 さ せ る 操 作 で あ る 。 こ の 確 率 を あ ま り大 き く
7)が こ と ご と く 破 壊 さ 設 定 す る と、 ス キ マ タ
tions of Genetic/轟 g01ithnls,
れ る た め 、ラ ン ダ ム・ サ ー チ 化 し て し ま い 、効
Nlorgan Kaufinann,1991
率 が 悪 くな る 。 しか し 、 あ る 程 度 の 突 然 変 異
7)後 述 参 照
が 無 い と、 初 期 の遺 伝 子 の 組 み 合 わ せ 以 外 の
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早稲田大学渡辺仁史研究 室 1998年 度修 士論文 hitoshi s、tanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
空 間 を探 索 す る こ とが 出 来 ず 、 従 っ て 、 求 ま る解 の 質 に も 限 界 が 生 じて し ま う。 一 般 に 、 突 然 変 異 1)は 固 定 さ れ た 確 率 で 各 遺 伝 子 が 変 化 す るよ うに設 定 す るが 、変 異 率 を動 的 に変 化 させ る手 法 も あ る。 この よ うな 手 法 の 一 つ に 、「適 応 変 異
tation)が
ある
2)。
(adaptive mu一
「適 応 変 異 」 で は 、 交 叉
の 結 果 、 作 り出 さ れ た 二 つ の個 体 の 近 似 度 を ハ ミ ン グ距 離 で 測 定 し、距 離 が 近 い程 高 い変 異 率 とす る 手 法 で あ る 。 これ は 、 集 団 中 の 遺 伝 子 型 の 多 様 性 を確 保 し、 出 来 る だ け広 い解 空 間 を探 索 で き る 可 能 性 が 高 い 。
世 代 モ デ ル に 関 して は 、 一 般 的 に簡 単 な
一
011000110100110
―
●011000100000110 ・ ―
GAsで
は 、 全 て の 個 体 が 一 斉 に子 孫 を 作 り、
同 期 的 に 次 世 代 集 合 を 作 る と い う離 散 世 代 モ
1)突 然変異 の例
デル
(discrete generation model)を
採 用 して い る が 、 そ れ と は 逆 に 、 連 続 世 代 モ レ(continuous デリ
generation model)
に基 づ く も の も あ る 。
2)
Whitely, D. and Hanson, T. : Optintizing Neural Networks Using Faster, More Accurate Genetic Search, Proc. of ICGA
DeJong3)は 世 代 ギ ャ ッ プ (generation gap)と い う パ ラ メ ー タ を 導 入 し 、 こ れ は 現 世 代 中 の 何 割 が 入 れ 替 わ る か を表 して お り、
-
89, 1989.
1975.
4) Syswerda, G. ; Uniform Cross over in Genetic Algorifhms, Proc. of ICGA - 89, 1989. 5) Syswerda, G. : A Study
0.2で 集 団 の サ イ ズ が 100な
ら ば 、 20の 個 体 が 交 代 す る 事 に な る 。
3) DeJong, K. : An analysis of the behavior of a class of genetic adaptive systenrs, Ph. D. Thesis,
University of Michiean,
例 え ば 、 これ が
of
Reproduction in Generational and Steady - State Genetic Algorithms, Rawlins, G. (Ed.), Foundations of Genetic Algorithms, Morgan Kaufmann, 1991
( steady― state model )4)5)で は 、次 世 代 に 移 る 際 に 2個 体 の み を 選 レ 定常状態モデリ
択 し 、二 つ の 子 孫 の 個 体 を 作 り 、そ し て 、適 応 度 の 低 い 個 体 を 二 つ 取 り除 く。
One―
at―
the― time
modelも 同 様 な 考 え 方 で あ る 。 Crowding Mode13)は 、 世 代 ギ ャ ッ プ に
よ って 指 定 され た個 体 数 を交 代 させ る場 合 、 取 り除 か れ る 個 体 を 全 体 集 合 の 中 の
ing Factor(CF)に
Crowd―
よ って指 定 され た部
分 集 合 か ら選 択 す る 。 早稲 田大学渡 辺仁史研究 室
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1998年 度修 士 論文
hitoshi ttatanabe laboratory 1998
遺伝的アルゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
連続世代
GAで
は 、全 て の 個 体 が 非 同 期 的
に選 択 交 配 を行 う。 ま た 、 GAsに 関 す る 数 理 の 代 表 的 な も の と し て 、ス キ マ タ 定 理 )
(schemata theorem
1)が 挙 げ ら れ る 。 こ れ は 、 染 色 体 が 一 次 元
の文 字 列 で表 現 されて い る時 、そ の 中 に意 味 の あ る パ タ ー ンが 発 生 し、 これ が 次 世 代 の 遺 伝 子 の集 合 にお い て どの程 度 保 持 され るか を 示 す 定 理 で あ る 。 この よ う な パ タ ー ンか らな る部 分構 造 の ことをスキマ タ
(schemata)
と呼 ぶ 。 ス キ マ タの 定 義 長
length)と
(δ
:defining
は 、 δ (H)で 示 さ れ 、ス キ マ タ の
最 初 の 固 定 部 分 と最 後 の 固 定 部 分 の 間 の 距 離 を 示 す 。オ ー ダ ー
(o:order)と
は 、 ο (H)
で 示 され 、 スキ マ タの 中で 値 の決 ま って いる 部 分 の 数 を 示 す 。例 え ば 、 1***1の ス キ マ タ は 、 定 義 長
*0*11*の は
3で 世代
4で
オ ー ダ ー は
ス キ マ タ は 、定 義 長
2で
あ り 、
3で オ ー ダ ー
あ る。
tに
お け る集 団 中 に存 在 す る ス キ マ タ
m(H,t)と し 、さ ら に 、 f(H)を ス キ マ タ Hを 含 む 個 体 の 平 均 適 応 度 と す る と 、 こ の 時 、 世 代 t+1に 存 在 す る ス キ マ タ Hの 個 数 の 期 待 値 は 以 下 の 式 で 表 せ る 。
Hの
個数を
m(H,t+1)=In(H,t)
0 一 f
しか しな が ら、 ス キ マ タ は 交 叉 や 突 然 変 異 で 破 壊 され る可 能 性 が あ る の で 、 この 式 にそ れ らの 項 を加 え る 必 要 が あ る 。 あ る ス キ マ タ
1)ス キマ タ定理 にお けるパラメータ
が 交 叉 によ って 破壊 され る確 率 は、交叉 確 率 δ(IIn で表せ 、突然変 を Pcと す る と 、 PC
早稲 田大学渡 辺仁 史研 究 室
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1998年 度修 士論文
hitoshi、 vatanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
異 に よ る 破 壊 の 確 率 は 、変 異 確 率 を る と 、 o(H)
Pmで
Pmと
す
表 せ る 。 これ ら を ま と
め る と以 下 の よ う に な る 。
DO引 血 サ ー」 曲→≧ 計ぼ 0
0ト R・
この 式 で 表 さ れ る定 理 が ス キ マ タ 定 理 と呼 ば れ て お り 、 GAsの 中 で は か な り重 要 な 定 理 で あ る と さ れ て い る 。こ の 定 理 は 一 見 す る と 、 交 叉 も 突 然 変 異 も 可 能 な 限 り減 ら し た 方 が 適 応 した ス キ マ タ が 集 団 中 に増 え て 良 い よ う に 見 え る が 、 これ らの 遺 伝 的 操 作 が 無 い とす る と 、進 化 (適 応
)し な い こ と は 直 感 的 に 明 ら か
で あ る。 こ こで の重 要 な 結 論 の一 つ は 、短 く て 低 い オ ー ダ ー が 有 効 で あ り、 し か も 適 合 度 が 平 均 以 上 の ス キ マ タ は 飛 躍 的 に 増 大 して い く とい う こ とで あ る。 この よ うな ス キ マ タ を 「積 木
(Bullding Block)」
と 呼 び 、 GAs
で は こ の 「積 木 」 を 上 手 く 組 み 合 わ せ て 最 適 値 探 索 を 実 行 す る と い う 、 い わ ゆ る 「積 木 定 理 」 が 成 立 す る と仮 定 さ れ て い る 。 これ は あ く ま で 仮 説 で あ り 、 上 手 く働 か な い 場 合 も あ る 。そ れ は 、「積 木 」 の 定 義 が 問 題 に 依 存 す る こ とによ る。 スキ マ タ定 理 は突 然変 異 や 交 叉 で 生 成 さ れ る 新 た な ス キ マ タ に 関 して の 分 析 は な さ れ て い な い の で あ る 。ス キ マ タ 定 理 は 、 あ る ス キ マ タ に注 目 した 時 に、そ の個 数 が集 団 中 で どの よ うに変 化 す るか に関 す る予 測 を 与 え る に 過 ぎ な い 。し か し 、 GAsは 数 学 的 分 析 が ま だ 余 りな さ れ て い な い た め 、 ス キ マ タ 定 理 は 現 在 の と こ ろ 数 少 な い定 理 と して 重 用 され て い る。 今 後 、更 に詳細 か つ広 範 な数 理 的分析が
GAs全
般 に 渡 つて 必 要 で あ ろ う。
早稲 田大学渡辺仁史研究 室
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1998年 度修 士論文
hitoshi sttanabe laboratoξ y 1998
遺伝 的 アル ゴ リズム による建 築空 間最適化 システム の構 築
この
GAsを
用 い た 研 究 と して は 、村 岡 。青
1) 木 らの 遺 伝 進 化 的 プ ラ ン 改 良 ア ル ゴ リズ ム 2)が 挙 げ や 、 山 辺 ら の 立 体 構 成 に 関 す る研 究
られ る 。 こ れ ら の 研 究 で は 建 築 を 生 命 的 な も の と して 捉 え る 傾 向 が 更 に 強 く、 室 空 間 や 単 位 ボ リ ュ ー ム に そ れ ぞ れ 遺 伝 子 が 与 え られ て い る 。 適 応 度 の 評 価 関 数 と して は 、 前 者 で は 室 間 動 線 。建 設 費・ 室 形 状 の 使 い や す さ 、後 者 で は 立 体 構 造 の 採 光 性 。安 定 性 ・ コ ン パ ク ト 性 等 とい っ た 現 実 に沿 うパ ラ メー タ が 用 い ら 1)GAsに
よ る平面最 適化
れ て い る。 一 方 で 、 建 築 が 適 応 進 化 す るモ デ ル に関 し て は 、 そ の 環 境 と評 価 関 数 が 抽 象 的 で あ れ ば あ る ほ ど シ ミ ュ レ ー シ ョ ン と して の 度 合 い が
}多
li31日 i『
鰈
薄 くな る 。 逆 に言 え ば 、 シ ミ ュ レー シ ョ ン と して 自己 組 織 モ デ ル を 扱 うの で は な く、 形 態
2)Q場
を用 いた立体構成 に関する研究
決 定 の 手 掛 か り と して 人 工 生 命 の 手 法 を用 い る こ とが あ る 。 こ の 場 合 、 現 実 と の 整 合 性 に 関 わ らず 対 象 事 象 を 絞 り、 仮 説 に よ る 形 態 発 生 等 の実 験 が 出来 る 。 フ レ ー ザ ー 。長 坂 ら の プ ロ ジ ェ ク ト3)で は 、 シ ス テ ム に よ っ て シ ミ ュ レー トさ れ る 仮 想 環 境 の 中 で 、 環 境 と情 報 を 交 換 す る 形 態 生 成 モ
3)マ ニ・ ス トラー ジによる
デ ル が 提 案 さ れ て い る 。 現 実 の 建 築 と して 成
プ ロジェク ト 進化適応 システムが環境 情報を視覚化す る
立 し 得 な い こ と を 前 提 に した 試 み で あ り、 建 築 と い う よ りは 形 態 的 に特 徴 の あ る 一 種 の 人 工 生 命 と も 見 る こ と が で き る 。実 際 、カ ー ル・ シ ム ズ 4)等 が 試 み て い る 人 工 生 命 の 進 化 を テ ー マ に した
CGア
ー ト作 品 と彼 らの 作 品 の
ア ウ トプ ッ トは か な り似 通 っ て い る 。 両 者 の 違 い は ア ル ゴ リズ ム 設 計 の 時 点 で パ ラ メー タ の モ チ ー フ を 生 物 に求 め るか 都 市 に求 め る か と い う点 で あ り、 情 報 を 視 覚 化 す る 手 段 と し 4)カ ー ル・ シムズ :ガ ラパ ゴス 仮想有機体がイ ンタラクティヴ に ダー ウィン的進化 を行 う
て の 人 工 生 命 の 在 り方 を 示 して い る 。 山 口は 異 な る条 件 の衝 突 に よ る実 験 プ ロ
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早稲 田大学渡 辺仁史研究 室 1998年 度修 士 論 文 hitoshi゛ヽtanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
ジ ェ ク トを 行 っ て い る 。 あ る 秩 序 で 構 成 さ れ る 形 態 と、 そ れ を 破 壊 し再 組 織 化 す る 異 種 組 織 の混 入 とい う
2種 の プ ロ グ ラ ム に よ る 形 態
の生成実 験 で あ る。 こ う し た 思 考 実 験 は 、 都 市 。建 築 の 形 態 生 成 にお け る
GAsの
可 能 性 を 見 せ て くれ る 。
ま た 、 サ イ バ ー ス ペ ー ス と い う実 態 の な い 空 間 に お い て 何 らか の 規 範 に よ る空 間 的 秩 序 が 構 築 さ れ る とす れ ば 、 そ れ は 現 実 の 空 間 の 表 層 的 な 模 倣 に よ る も の で は な く、 パ ラ メ ー タ 情 報 の 集 積 と して 表 現 さ れ る もの で は な い だ ろ うか 。 そ の 他 に 、 こ の よ う な 都 市 。建 築 を コ ン ピ ュ ー タ 上 で 模 した 例 と して 「
SimCityl)」
Tower」 ,「
と い つ た 娯 楽 用 シ ミ ュ レー シ ョ
ンゲ ー ム が 挙 げ られ る 。 娯 楽 用 ゲ ー ム と して モデ ル を構築 す る場合 に は 、デザ イ ナー は 内 容 を 面 白 くす る た め に 、 自 由 に 要 素 を 取 捨 選 択 し、 脚 色 す る こ とが 許 され る が 、研 究 手 法 と して シ ミ ュ レー シ ョ ン の 再 現 性 を求 め る と な る と極 端 な 抽 象 化 は 現 実 か らの 乖 離 を 生 む こ とにな る。 と ころが 、 現 実 に は 全 て の事 象 を記 述 す る こ と は 物 理 的 に 不 可 能 で あ り、 人 間 の 認 知 等 を は じ め とす る 定 量 化 が 困 難 な 要 素 を 取 り込 も う とす れ ば す る ほ ど数 理 的 モ デ ル に よ る シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の 矛 盾 が 明 らか に な っ て く る 。 分 析 結 果 を 計 画 に フ ィ ー ドバ ッ ク さ せ る こ と が 困難 にな る の も、モ デ ル化 の時 点 にお け る 解 釈 によ って 空 間や 人 間行 動 の意 味す る と こ ろが 限定 され て しま う こ とに起 因す る。
複 雑 な 事 象 を 簡 単 に 記 述 し よ う と い う試 み 1)SimCityの 画面
は 、 常 に 安 易 な ア ナ ロ ジ ー に 終 わ る危 険 性 を 早稲 田大学 渡 辺仁 史研究 室
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1998年 度修 士 論文
htoshi sttanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築
持 っ て い る が 、 GAsは 複 雑 な 問 題 に 対 す る 最 適 化 の 手 法 と し て 優 れ て お り、 さ ら に 、 解 法 が 未 知 で あ る 問 題 に 対 し て も指 針 を 与 え て く れ る利 点 も あ る 。 この こ とを踏 ま え た 上 で 、
GAsを
設 計 に 活 か す こ と の で き る よ うな 手 法
を確 立 す る こ とが 期 待 さ れ る 。
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早稲田大学渡辺仁史研究 室 1998年 度修士論文 Ыtoshl watanabe laboratory 1998
遺伝的 アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
010206思
考 プ ロセ スの モ デ ル化
あ る現 象 を モ デ ル化 す る 際 、そ の パ ラ メー タ と して 構 造 や 経 済 効 率 等 を設 定 す る場 合 は 客 観 的 に記述・ 評 価 で き る ものが 多 いが 、 一 般 的 に は 建 築 を 評 価 す る パ ラ メー タ は 数 値 化 す る こ とが 困 難 で ある。 数 値 化 で き る もの で あ って も、そ の他 の条件 との組 み 合 わせ に よ り、 評 価 の 方 向 が 変 化 して し ま う 可 能 性 が 高 い 。 例 え ば 、 日照 量 の 多 い 空 間 を 良 し とす る か ど う か は 、そ の 空 間 の 用 途 に よ っ て 異 な る 。 従 来 の シ ミ ュ レー シ ョ ン にお い て 、 無 数 に 存 在 す る 条 件 の 中 か ら何 を 選 択 し 、 何 を 以 て そ の 条 件 に適 合 す るか ど うか を判 断 す る の は 、 ア ル ゴ リズ ム 設 計 者 の 裁 量 に 委 ね られ て い る 。 従 って 、得 られ る解 に一 般 性 を求 め る こ と は 難 し い 。む し ろ 、重 要 で あ る の は 、建 築 を 構 成 す る た め に 必 要 な 要 素 を 抽 出 し、 そ の 関 係 を 数 式化 す る こ とによって 、設 計 者 の思考 を 明 確 にす る こ とで あ る。 設 計 の際 に何 を重 要 視 して い る の か 、 都 市 や 空 間 に対 して ど の よ う な イ メ ー ジ を 持 っ て い る の か が 漠 然 と した 形 で は な く 、 客 観 的 な 関 係 式 と して 記 述 さ れ る と い う こ と で あ る 。 つ ま り、 こ の よ う に し て 作 られ た プ ロ グ ラ ム は 設 計 者 の 思 考 を 部 分 的 に コ ピー した も の で あ る と言 え よ う。 先 に述 べ た よ うに、 現 実 の建 築 や 都 市 を考 え る 際 に は 、 取 り上 げ て 検 討 す べ き 要 素 は 数 多 く存 在 す る 。 建 築 設 計 者 は そ の 莫 大 な 検 討 事 項 の 組 み 合 わ せ を経 験 と知 識 と を 手 掛 か り に解 い て い る の が 通 常 の 設 計 の 進 め 方 で あ る 。 渡辺誠 他 :誘 導都市プ ロジェ ク ト 街区のアクセス性 。道 の起 伏 。日照 条件・ 通風・ 機能配置 といつた個別 の項 目について、快適性 が よ り大き くなるよ うな街区を発生 させ るアル ゴ リズムがプ ログラム されている。
シ ミ ュ レ ー シ ョ ンや 形 態 発 生 プ ロ グ ラ ム は 、 そ れ らが 扱 う こ との で き る 要 素 は 少 な い が 、 人 間 の 計 算 力・ 記 憶 力 で は不 可 能 で あ る よ う な 複 雑 な 状 況 を 簡 便 な 関 係 式 の 繰 り返 し に よ
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早稲田大学渡辺仁史研究 室 1998年 度修 士論文 hitoshi n/atanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空 間最適化 システムの構築
り表 現 し、 解 く こ と も 可 能 で あ る 。 設 計 者 の 考 え 方 を プ ロ グ ラ ム し て 走 らせ る こ と に よ り、
設 計 思 考 を代 行 す るデ ザ イ ン の省 力 化 ・ 客 観 化 シ ス テ ム と して の 活 用 が 考 え られ る 。 人 間行 動 をモ デ ル化 す る際 、基 本 的 な考 え 「 情 報 処 理 シ ス テ ム と して の 人 間 が 方 と して 、 行 動 領 域 で あ る 空 間 か ら様 々 な 情 報 を 受 け 取 り、 情 報 処 理 を行 っ た 上 で 目標 行 動 を定 め 、 そ れ を充 足 す る方 向 に外 部 に働 き か け る」 と い う捉 え 方 を す る 。つ ま り、「 情 報 処 理 シ ス テ ム と して の 人 間 」 と い う 側 面 が ク ロ ー ズ ア ッ プ さ れ 、 特 に 人 間 の 状 態 が 時 間 の 経 緯 と共 に 変 動 す る場 合 、 い わ ゆ る 状 態 モ デ ル を作 成 す る 際 は 、 人 間 と環 境 の 入 出 力 関 係 が 記 述 可 能 な ブ ラ ッ ク ボ ッ ク ス と して モ デ ル 化 さ れ る わ けで ある。 こ れ と は 逆 に 、「 情 報 シ ス テ ム と し て の 空 間 」 に よ り、 空 間 も ま た 外 部 の 情 報 を受 け 取 り、 そ れ を 処 理 して 設 定 さ れ た 目的 を充 足 す る 方 向 に 変 化 す る モ デ ル も 考 え られ る 。 そ し て 、 環 境 が 人 間 と空 間 との 相 互 作 用 の 結 果 で あ る と 仮 定 出 来 る とす れ ば 、 双 方 が 互 い に 情 報 を 交 換 し処 理 す る イ ン タ ラ ク テ イ ブ な シ ス テ ム も あ り得 る と言 え る 。 今 後 、 増 加 して い く で あ ろ う 建 築 タ イ プ の 一 つ と して 、 複 数 の サ ー ビス 機 能 が 複 合 化 し た ハ イ ブ リ ッ ドな ビル デ ィ ン グ タ イ プ が あ る 。 この よ う な 次 世 代 型 サ ー ビ ス 空 間 に求 め られ る もの は 、 柔 軟 な 選 択 性 を含 め た 利 用 に対 応 で き る ポ テ ン シ ャル で あ る が 、 サ ー ビス 内 容 の複 合 化 が 進 む につ れ て 、 そ の 空 間 の利 用 の され方 は 従 来 の 計 画 学 に基 づ く シ ミ ュ レー シ ョン シ ス テ ム で は 予 測 が 困難 に な って い く
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早稲田大学渡辺仁史研究 室 1998年 度修士論文 hitoshi゛、tanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システム の構築
で あ ろ う。 何 故 な らば 、 従 来 の 計 画 学 で は 空 間 に 機 能 が 用 意 さ れ て お り、 利 用 者 が そ こ に ア クセ ス す る こ とで 要 求 を満 たす もの で あ り、 空 間 側 は 受 動 的 に 働 くの み で 、 人 間 に対 して 能 動 的 に働 き か け る こ とが 殆 どな か っ た か ら で あ る。 も し、 空 間 内 の 各機 能 が 利 用 者 の 状 態 に応 じて 働 き か け る こ とが 可 能 で あれ ば 、 サ ー ビス機 能 の組 み合 わせ は現 実 を反 映 して 利 用 者 の 行 動 に 依 拠 す る よ う に構 成 が 決 定 さ れ て い く は ず で あ る 。 そ して 、 従 来 の ト ッ プ ダ ウ ン型 の 設 計 手 法 か ら、 状 況 に 応 じて ボ ト ム ア ッ プ に実 現 さ れ る 設 計 思 考 へ と転 換 さ れ る。
本研 究 で提 案 す る シス テ ム は、 この よ うな 新 し い ビル デ ィ ン グ タ イ プ を設 計 す る 際 に 思 考 補 助 手 段 と な る こ と を 目指 して い る 。 こ こ で は時 間軸 を持 った人 間 の行 動 を設 計 に反 映 させ る た め に 、 判 断 条 件 ・ 空 間 条 件 を設 定 し た 上 で の 簡 易 な 行 動 シ ミ ュ レー シ ョ ン を行 う 。
(2種 類 の 目 的 を 持 つ 人 間 +無 目 的 の 人 間 )が 混 在 す る 状 態 また
3種
類 の 目的 を持 つ 人 間
を表 現 し、そ れ ぞ れ の タイ プ の 人 間 に与 え る 行 動 条 件 を設 計 者 が 決 定 す る 。 次 に 、 これ に よ っ て 得 られ る 流 動 行 動 特 性 を 建 築 側 に 反 映 させ 、設 計者 に よ って方 向付 け され た 目的 を 満 たす よ うに建 築 の配 置 を変 化 させ る。 従 来 は 行 動 予 測 モ デ ル に よ り計 画 案 を 評 価 す る の み で あ つ た も の を 、 よ リ ダ イ レ ク トに 行 動 モ デ ル を配 置 計 画 に結 び 付 け る試 み で あ る 。 流 動 予 測 か ら機 能 配 置 を 決 定 す る こ と は 、 1)横 浜客船ター ミナル計画 案 において は、予測 される人間行動 のヴ ァリ エー シ ョンに適合す るダイ アグラム をそのまま立体構成に落 と し込むデ ザインが行われて いる。
1)も あ 既 存 の 建 築 計 画 に お い て も行 わ れ た 例 る 。し か し 、そ れ ら の 計 画 も 、予 測 さ れ た 流 動 が 得 られ て い る か ど う か は 、 実 際 に 建 築 が 使 用 され て 初 め て 検 証 が 可能 にな る もの に止
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早稲田大学渡辺仁史研究 室 1998年 度修 士論文 hitoshi蒻ヽtanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築
ま っ て お り、 そ の 限 り で は 従 来 の ト ッ プ ダ ウ ン 型 の 設 計 手 法 1)と 変 わ ら な い 。 本 研 究 にお け るモ デ ル で は 、配 置 を更 新 さ れ た 新 しい プ ラ ン上 で 再 び 人 間 流 動 シ ミ ュ レー シ ョ ン を行 う。 つ ま り、 流 動 シ ミ ュ レー シ ョ ン に よ り平 面 配 置 を 評 価 し 、 そ の 評 価 値 に 従 っ て 配 置 を更 新 す る の で あ る 。 これ らの 操 作 を 反 復 し 、 相 互 に フ ィ ー ドバ ッ ク さ せ る こ と を続 ける結 果 、設 計 者 の望 む 人 間 流 動 を 満 た す 配 置 が 得 られ る わ け で あ る 。 ま た 、 設 定 に よ って は予 測 で きな い成 長 の過程 が観 察 で き る可 能 性 も あ る。 初 期 条 件 の微 妙 な 差 異 に よ り、 結 果 が 大 き く異 な る こ と は カ オ ス 状 態 特 有 の 問題 で あ る 。 しか し、 そ れ に よ って 結 果 の バ リエ ー シ ョ ン を 生 み 出 す 可 能 性 が 高 ま る こ と を考 え る と 、 設 計 思 考 の 補 助 と して 好 ま しい こ とで あ り、 設 定 の 組 み 合 わ せ に よ って 生 じる多 様 な成 長 過程 全 て が 設 計思考 プ ロセ ス の 反 映 で あ る と も言 え る 。 何 れ にせ よ 、設 計 者 の考 え る 人 間流 動 傾 向 と配 置 替 え 傾 向 の組 み 合 わ せ に よ る シ ミ ュ レー シ ョ ン手 法 は 、 要 求 適 応 型 と い う新 し い ビル デ ィ ング タ イ プ を検 討 す る手 掛 か りとな る の で は な い だ ろ うか 。
1)例 えば、 コルビジェの成長する美術 館計画 で考 えられているのは一方向 へ の成長であ り、機能的動線 と展示 計画 との一体化が難 しい。 ポ ンピ ドゥーセンターは変化する展 示空間 に対応するシステムの試み と して評価 出来るが、機能配置 を決定 す る要 因は管理者 の意志 によるもの に止まっている。
早稲 田大学渡 辺仁 史研究 室
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1998年 度修 士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
□■ ■■ ■ 回□■ 日
早稲 田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修士論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
研究 方法
遺伝的 アル ゴ リズム によ る建 築空 間最適化 システ ム の構築
0201 471期
条件設 定
流動傾 向・ 建築平 面 。評 価 関数等が設 計者 によ っ
本研 究 で は 、設 計者 が 人 間 の流 動 をデザ イ ンす る こ と に よ り、 そ の 流 動 に最 適 な 建 築 平
て与 え られ る
面 を構 築 す る設 計 支 援 シ ス テ ム を 提 案 す る 。
│
そ れ は 、 人 間 と空 間 が イ ン タ ラ ク テ イ ヴ に 環
建築 平面計 画 設 計 者 が 設 定 した建 築 平 面 か ら別 の 平 面 を派 生
G特
(
にお け る 個 体 群 に
相 当)
流動 シ ミュ レー シ ョン
虐
全て の 平 面 に対 して、 2 種 の 目標 を持 つ 人間が混
境 情 報 を 処 理 し な が ら 、 設 定 さ れ た 目標 を 充 へ m 、 ′
足 す る 方 向 に 変 化 して い く モ デ ル で あ る 。 こ
ム = ″ 、 ′ 置 撲 謳 く
応 じ た 機 能 配 置 の 再 決 定 と い う作 業 の 反 復 に
在す る流動 シ ミュ レー タ い 国 ぼ ビ 睡 厠 ほ N 屋 屈 旧 に 熙 ヒ 隔 P 曖 F ぼ W 贈 隈 眸
概 要
こで は 、流 動 シ ミュ レー シ ョン とそ の結 果 に
よ って 、 人 間 と空 間 との 状 態 が 相 互 に フ ィー ドバ ッ ク し な が ら次 の 状 態 に 反 映 さ れ て い く 。
この シス テ ム にお け る シ ミュ レー シ ョンの
によ る行 動 予測
対 象 は 、 高 度 に機 能 が 複 合 化 され た ビル デ ィ ング タ イ プ の建 築 で あ る 。 まず 、 空 間 を メ ッ
シ ミュ レー シ ョン結 果
シ ュ 分 割 モ デ ル と して 表 現 し 、 そ れ ぞ れ の セ
の ア ウ トプ ッ ト 各平面 に対 し、「目標 到
ル 内 部 に 存 在 す る個 々 の 人 間 に状 態 遷 移 関 数
達 個数 」,「 人間 の 分散
を 持 た せ る 。 そ し て 、 個 々 を オ ー トマ ト ン と
率 」,「 目標 到達個 数 」 「交錯 率」 を算 出す る ,
して 働 か せ 、 そ れ らが 隣 接 セ ル と受 け 渡 さ れ る こ と に よ って 流 動 を表 現 す る トラ ンザ ク
│
平面の修
T
シ ョ ン 型 の モ デ ル とす る 。 こ こ で は 、
隔 各平面 をコー ディング ド Ⅳ し、それ らを親 として遺 b 鵬 い、次世代 伝的操作を行 ド ー ´ の平面 を生成する に 脚 m E 曖 眠 条件分岐 ほ F 平面が幾 世代 に も渡 って I I I 収束 して いる状態 で あ る L N。 か 、若 し くは、設 計者 が
設定 した世代 数 に到達 し て いるか ?
I
Yes
2種 類
の 目標 に 向 か う 傾 向 を 持 つ そ れ ぞ れ の タ イ プ 翠 錮 畷 C 目 眸 熙 俄
の人間 間の計
2種 類 と 、 特 に 目 的 の 無 い タ イ プ の 人 3種 類 の 人 間 流 動 が 混 在 す る 状 況 に お
け る 流 動 予 測 を 行 う。 ま た 、 高 機 能 化 した 建 築 は 必 然 的 に 積 層 化 す る 可 能 性 が 高 い と思 わ れ るた め 、多 層 フ ロア に よ る建築 内 で の 上 下 流 動 も考 慮 す る こ とが 出 来 る よ う に して い る 。
この シス テ ム を設 計 者 が 用 い る 際 に入 力 可 能 な 初 期 条 件 を 分 類 す る と 、次 の よ う に な る 。
最摘建築 平面 の撮示 最適 平 面 を提 示 し、 終 了
本 システム の フ ロー
人 間 に 関 して 。日 標 に 対 す る 移 動 傾 向
-37-
早稲 田大学渡 辺仁史研究 室 1998年 度修 士論文 hitoshi s、tanabe laboratory 1998
研究方法
遺伝的アルゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築
。周 囲 の 情 報 に 応 じ た 目 標 設 定 傾 向 。上 下 方 向 の 移 動 に 対 す る 重 み 係 数 建 築 に 関 して 。建 築 平 面 (壁 ・ 吹 き 抜 け 。階 段 等 の 位 置 、 また可動・ 非可 動 を指 定) 。人 間 の 発 生 セ ル の 位 置 。流 動 目 標 と な る サ ー ビ ス 機 能 の 位 置 。平 面 最 適 化 の た め の 評 価 関 数 値 (目 標 へ の 到 達 個 数 。人 間 の 分 散 率 ・ 動 線 の 交 錯 率 ) そ の他 各種 重 み係 数
これ ら初 期 条 件 は 様 々 に 設 定 可 能 で あ り、 設 計 者 に よ り設 定 さ れ た 建 築 平 面 を 基 に 、 多 数 の 平 面 を 派 生 さ せ (初 期 値 で は
100平 面 に
設 定 さ れ て い る )、 コ ー デ ィ ン グ し た 上 で 、そ れ らを
GAsに
お け る 個 体 群 と し て 扱 う。 そ
し て 、 オ ー トマ ト ン に よ る シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 結 果 と 予 め 設 計 者 に よ り設 定 さ れ た 評 価 関 数 値 に よ り 各 平 面 を 評 価 し 、そ れ に 従 っ て
GAs
にお け る遺 伝 的操 作 を加 え 、新 た な 平 面 と し て 次 世 代 の個 体 群 を 生 成 させ る 。 これ らの 作 業 を建 築 平 面 が収 束 す るか、設 計者 が設 定 し た 世 代 に 達 す る か ま で 繰 り返 し行 う 。 設 計 者 と して は 試 して み た い 条 件 を設 定 す る だ け で 、 流 動 の 分 布 傾 向 と機 能 配 置 換 え を 自動 的 に 反 復 させ た 結 果 を確 認 で き る 。 つ ま り、 人 間 の 流 動 を デ ザ イ ンす る こ と が 建 築 平 面 を設 計 す る こ と と等 価 に な る の で あ る 。
上記 の シス テム は共 に、設 計者 が容 易な操 作 で使 用 す る こ とを実 現 す るた め に、条 件 の 設 定 を 各 種 特 化 プ ロ グ ラ ム 言 語 で は な く、 パ ラ メ トリ ック に操 作 で き る よ う に し、様 々 な 状 況 が 再 現 で き る よ う な シ ス テ ム と して 構 築 す る。
-38-
早稲 田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修士論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
研究方法
遺伝的 アル ゴ リズム による建築 空 間最適化 システム の構 築
0202流 1)
本 シ ス テ ム に お け る 流 動 シ ミ ュ レー シ ョ ン
フロアが積 層 す る複合施 設 の場合 、 利用者 は 目標 とす る機 能 の位 置情 報 を得 る ことが難 しくな る。 それ を解 消す るため にサ イ ンが 用 い られ るわ けだが 、サ イ ンによるナ ヴ ィゲ ー シ ョンは情 報量 が多 くなれ ばか え っ
動 シ ミ ュ レー シ ョ ン モ デ ル
で は 、視 覚 を 考 慮 し、 人 間 が 移 動 方 向 を 決 定 す る 際 に 目標 と す る 対 象 が ど の 程 度 見 え る か ど う か と い う 指 標 1)を 導 入 す る 。 吹 き 抜 け を
て混 乱 を もた らす 。それ を回避す る
介 した 三 次 元 的 な 視 線 も こ こで は 考 慮 して い
た め に も人間 の 直感的 オ リエ ンテー
る。
シ ョン能 力 に訴 え る建築 計画 が必 要 とな るので あ る。駅 な どで 異 な る 目 標 に向か って移 動す る人間が交錯 し、 しか も流動 量が非常 に 多 い場合
ま た 、 A・
B2種
類 の 目標 物 を 平 面 内 に 設
には直感 によ るナ ヴ ィゲ ー シ ョンの
定 し 、 そ れ ぞ れ の 目標 に 対 す る 接 近 欲 求 を 持
重 要性 が高 くな る。
つ
例 えば、関西空港 旅客 ター ミナル に お いて は、 人間の視線 による直感 的 な把握 が容 易 にな るよ うに平 面的 に も断面 的 に も、そ の構 成が 工 夫 され て いる。
2種
類 の 人 間 が 同時 に流 動 す る こ とが 出来 る 。 こ れ を 目 的 型 流 動 2)と 呼 ぶ こ と に す る 。 さ ら に 、 散 策 行 動 と い つ た 目的 の 薄 い 流 動
状 態 の 存 在 を 考 慮 し、 無 目的 に 移 動 す る タ イ プ の 人 間 も同 時 に流 動 させ る こ とが 可 能 で あ る。 これ を無 目的 型 流 動 と呼 ぶ こ と にす る 。 こ の 無 目的 型 流 動 を行 う タ イ プ の 人 間 は 、 日
機能複合型 の施設 において、異なる 目的を持 つ人間 の混在 をどのように 扱 うかで機能配置 の計画 は変化す る。駅等では混在 しな いよ う設計す る ことが一般的であるが、複合商業 施設や新 しいタイプの機能複合施設 では複数のアクティ ビテ ィをある程 度混在 させ ることを目的 として設計 される場合 もある。 例 えば、クールハースによるパ リ国 立図書館 コンペ案や古谷 による仙台 メデイアテー ク案では、異なるアク ティビテ ィが出会 うよ うにあ らか じ め仕組 まれて いいる。
標
A・ Bの
存 在 や周 囲の人 間 の行 動 タイ プ
等 を は じめ とす る環 境 情 報 に影 響 さ れ 、 目的 型 流 動 に移 行 す る 傾 向 も設 定 が 可 能 で あ る 。
先 に 述 べ た 通 り、 人 間 の 移 動 方 向 を 決 定 す る 指 標 の 一 つ に 視 線 の 見 え を 考 慮 して お り、 細 か い位 置 の 差 に よ って 変 化 す る視 認 域 の 違 い を 反 映 さ せ る 必 要 が あ る cそ の た め 、 建 築 空 間 に 関 して は 、 立 体 的 な 空 間 構 成 の 位 置 関 係 をそ の ま ま扱 う こ とが 可 能 で あ る
3次
元
メ ッ シ ュ モ デ ル に よ り表 現 す る 。 そ れ ぞ れ の セ ル が 内 部 に 持 つ 各 々 の 人 間 は オ ー トマ ト ン と し て 働 き 、 自 身 と 周 辺 の セ ル 。人 間 の 状 態 の組 み 合 わ せ に よ って 、 隣 接 セ ル に受 け渡 さ れ 、流 動 が表 現 され る。 流 動 の 扱 い 方 と して 、 複 数 の 人 間 を 群 と し て 捉 え て い る が 、個 々 の 人 間 ご とに状 態 遷 移
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早稲 田大学渡 辺仁 史研究 室 1998年 度修 士論文 hitoshi゛、tanabe laboratory 1998
研究方法
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
の 判 定 を行 つて い る た め 、 この モ デ ル は フ 空間の表現方法 にメッシュ型 とネッ トワー ク型がある。前者は経路 にお ける流動 に一定の方向性がな く、歩 行者が 自由 に各自の目的に沿 って方 向を選択す るような選択型の流動を 表現す るのに適 している。後者 は対 象空間 をノー ド間の繋が りだ けで表 現出来 る点で優れるが、細か い流動 までを扱 うには不適切である。 また、 ユニヴ ァーサルな空間内での 機能 の配置 を検討する目的 に対 し て、 ドミノシステムによる 自由な建 築構造 をその まま表現す る三次元 メッシュモデルは有効である。
ロ ー 型 で は な く トラ ン ザ ク シ ョ ン 型 の 流 動 モ デ ル とな っ て い る 。 一 般 に オ ー トマ トン は 入 力 ・ 出 力 ・ 状 態 の
3つ
の 変 数 とそ れ ら の 相 関 を 示 す 関 数 に よ っ
て 定 義 さ れ る 。そ れ は 、 A=(X,Y,Q,λ ,δ
)
と表 現 さ れ る 。
フ こ で
変数 の内容 を、
:入 力 の 集 合
X
:空 間 メ ッ シ ュ が 受 け る 入 力 の 集 合 Xl 人 間 か ら の 情 報 (種 類 ・ 密 度 等 x2 空 間 か ら の 情 報 (到 達 距 離 等 :出 力 の 集 合 :空 間 メ ッ シ ュ が 与 え る 出 力 の 集 合 yl 人 間 へ の 作 用 (目 標 の 設 定 等 y2 空 間 へ の 作 用 (人 間 の 移 動 等
)
)
饉
0
)
)
メッシュ型 とネットワー ク型モデル
Q:状
態 の集合
:メ ッ シ ュ の 持 つ 物 理 的 状 態
:床 面
ステータス
。日標 A・ 目 標 B・ 壁 ・
ガ ラス・ 吹 抜・ 階段 (そ れ ぞ れ に 可 動 ・ 非 可 動 ) 滞在 人数
:目 標 A・ 目 標 B。 無 目 的
:出 力 関 数 :後 述 参 照 δ :状 態 関 数 :後 述 参 照
λ
とす る 。
各 セ ル は一 辺
2m四
方 の大 き さの正 方 形 セ
ル と して い る 。 そ の 中 に滞 在 で き る 人 数 は 最 大で
6人 程 度 を 想 定
して 定 数 を決 定 して い る
が 、 設 計 者 に よ リパ ラ メ ト リ ッ ク に 変 更 も 可 能 で あ る 。 こ こで は 、 様 々 な 状 況 を 試 行 す る
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早稲 田大学渡辺仁史研究 室 1998年 度修 士論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
研究方法
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化システムの構築
こ との で き る余 地 を残 して い る 。 歩 行 者 の 速 度 に 関 して は 、 隣 接
1セ
ル に対
1秒 程 度 と し て い る 。 こ れ は 、歩 行 空 間 モ デ ュ ー ル 1.0∼ 2.0ぷ /人
す るセ ル 間移 動 時 間 を
にお いて歩 速
60∼ 70m/分
とされ る こ とを
考 慮 して い る 。 これ も、 設 計 者 が そ の 設 計 条 件 に よ り変 更 可 能 で あ る 。
人 間 流 動 は 、 個 々 の 人 間 の 軌 跡 と して で は な く、 全 体 で の 分 布 パ タ ー ン の 結 果 と し て 表 現 され る。 そ して 、流 動 シ ミュ レー シ ョ ン の 結 果 得 ら れ た 流 動 分 布 、 つ ま り各 セ ル に お け
初期条件設定 流 動 傾 向 。建 築 平 面 等 が 設
る各種 人 間 の累 積 滞在 人数 が 、平 面 最適 化 の た め の 評 価 パ ラ メ ー タ と して 出 力 さ れ る 。
計 者 に よ って 与 え られ る ↓ 171期 恋 数 笙 出
全 て の セ ル にお け る視 認 距 離・ 到 達 距 離 、 及 び そ れ ら に 関す る変 数 を予 め 算 出 ↓
各種 人FOnの 選絡 4JL暉 全 て のセル にお ける 目標 A・ Bに 向か う人間 につ い て ポテ ンシャル値 計算・ 遷 移 処理
毎 日的 な 人間 の 状 態 選 毬 机理
全てのセルにおける無 目的 な人間 (N)を 状態遷移関 数に従って処理 ↓
滞存 人数 の範 出
尋 区 轟 回 櫻 準
各セル にお ける各種 人間 の 滞在 人数 ・ 定 員超 過 人数 を 算 出 し、滞在 人数履歴 に加 える
流動 シミュ レー ション実行 のフロー
早稲 田大学渡辺仁史研究 室
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1998年 度修 士論文
hitoshi、 vatanabe laboratory 1998
研究方法
遺伝的 アル ゴ リズム による建築空 間最適化 システム の構築
020201視
認距離の定義
本 シス テ ム にお いて 、 人 間 の移 動 方 向 を決 定 す る 指 標 の 一 つ と して 目標 へ の 見 え の 距 離 を 用 い て お り 、 こ れ は 「あ る セ ル の 中 心 と対 象 とす る 目標 が 設 定 さ れ た セ ル の 中 心 を結 ぶ 線 分 の 長 さ 」 に 相 当 す る 。但 し 、そ の 線 分 上 に 壁 や床 面 とい つ た 障害 物 が存 在す る場合 は視 認 出来 な い こ とにな る。 ■
WAtt■
視認域 と不 可視 認域
STAn S■ ⅥSBLE■ IWЫ BLE
人 間 の 視 認 範 囲 に は 限 界 が あ る こ とか ら、 「 視 認 距 離 最 大 値 」 を 定 め 、そ の 値 域 内 に 含 ま れ る 目 標 へ の 見 え の 距 離 を 「最 短 視 認 距 離 」 と し て 定 義 し 、 こ れ に 対 す る 「最 短 視 認 距 離 ポ テ ン シ ャ ル 」 と 併 せ て 算 出 す る 。そ して 、視 認 距 離 最 大 値 内 に 含 ま れ る 移 動 目 標 を 「視 認 目標 物 」 と呼 び 、 この 個 数 や そ れ ぞ れ の 視 認 距 離 の総 計 、 ま た そ の ポ テ ン シ ャル 値 も 同 様 に算 出す る。
可 視
陶 瑯
視認距離模 式 図
早稲 田大 学渡 辺仁史研 究 室
1998年 度 修 士 論文
hitoshi Nゝtanabe laboratory 1998
研究方 法
遺伝的アルゴ リズムによる建築空間最適化 システム の構築
020202
到 達 距 離 0定 義
本 シス テ ム にお いて 、 人 間 の移 動 方 向 を決 定 す る指 標 の 一 つ と して 目標 へ の 到 達 距 離 が あ る 。「 最 短 到 達 距 離 」 と は 「 目標 に 対 す る 最 短 な 道 の り」 を 意 味 し 、 こ れ は 壁 や 階 段 等 に よ り、必 ず し も 一 本 の 直 線 距 離 と は 限 ら な い 。 あ るセ ル とそ の 隣 接 す る セ ル の距 離 を
1と し 、
日標 ま で の 最 小 セ ル 数 を 数 え る こ と で 算 出 す ■
WALL■
STA RS
る。 到達距離 の濃度表現
到 達 距 離 に 関 して も視 認 距 離 と 同 様 に 、 到 達 可 能 範 囲 を 設 定 し、 こ れ を 「到 達 距 離 最 大 値 」 と 呼 ぶ 。そ し て 、そ の 値 域 内 に 含 ま れ る 目 標 へ の 「最 短 到 達 距 離 」 とそ の ポ テ ン シ ャ ル を算 出す る。 さ らに、 到 達 可 能 範 囲 内 に存 在 す る移 動 目標 個 数
,到 達 可 能 な 目 標 物 へ の 距
,及 び そ の ポ テ ン シ ャ ル に つ い て も 各 セ ル ,各 目 的 に 対 し て 算 出 す る 。
離 の総 計
L10 最短到達距離
到達距離模式図
早稲 田大学渡 辺仁 史研究 室
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1998年 度修 士論 文
hitoshi、 vatanabe laboratory 1998
遺伝 的 アル ゴ リズム によ る建築空間最適化 システム の構築
020203流
研究方 法
動モデル におけるパ ラメータ
本 流 動 モ デ ル にお け る パ ラ メ ー タ とそ の 内 容 を以 下 に 示 す 。
N‐ 2).座 欅
発生セル分だけ,
下方 向に題ロセII算 する藤の■み
)shod
するの 在は自動で '出 在 は 自動で,ILす るの
流動 シ ミュ レー シ ョンにお ける変数
‐
流動モデルにおける定数
早稲 田大学渡 辺仁 史研 究 室
1998年 度修 士 論文
llitoshi ttatanabe laboratory 1998
研究方法
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
020204流 動 に 対 す る ポ テ ン シ ャ ル セ ル 内 に存 在 す る 人 間 の 流 動 傾 向 に は 類 の 性 格 が あ る 。 モ デ ル 内 の 目標
3種
Aに 対 し て
移 動 す る も の を 「 タ イ プ A」 、モ デ ル 内 の 目標 タイプ A: モデル内 の 目標 Aに 対 して移動す る タイプ B: モデル内の 目標 Bに 対 して移動す る
Bに 対 して 移 動 す る も の を 「 タ イ プ B」
、及 び
無 目 的 に 散 策 す る も の を「 タ イ プ N」 と呼 ぶ こ と にす る。
タイプ N: 無 目的に散策す る
「 タ イ プ A」
と 「タ イ プ
B」
の人間の移動方
向 を 決 定 す る 要 因 は 大 別 す る と 2つ に な る 。 そ の 一 つ は 、 移 動 目標 と の 物 理 的 距 離 関 係 で あ る 各 々 の 目 標 に 対 す る 視 認 距 離 。到 達 距 離 で あ る 。 こ れ に よ り算 出 さ れ 、 流 動 の 傾 向 を 決 定 す る 変 数 で あ る ポ テ ン シ ャ ル 値 を 目標 別に
PAl・ PBlと
す る。
も う一 つ は 、 流 動 的 要 素 で あ る 近 傍 セ ル に お け る各 タイ プ の 人 間 の 滞 在 量 で あ る 。 これ に よ り算 出 さ れ 、 流 動 の 傾 向 を 決 定 す る 変 数 で あ る ポ テ ン シ ャ ル 値 を 目 標 別 に PA2・
PB2
とす る。 ポ テ ン シ ャル 値 の算 出方 法 は 、 各 変 数 に設 計 者 が 設 定 す る 各 種 重 み 係 数 を乗 算 した も の の 和 に よ る も の で あ り、 流 動 シ ミ ュ レー シ ョ ン を行 う際 に どの よ うな 性 格 の流 動 が 必 要 か を 考 慮 し て 変 更 可 能 で あ る 。こ の こ と に よ り 、 A・
Bそ れ ぞ れ の 目 標 に 向 か
う人 間 の行 動 特 性
を 設 計 者 が 設 定 。調 整 し て 試 行 錯 誤 が 可 能 で あ る。 ポ テ ン シ ャ ル 値 を算 出 す る 具 体 的 な 計 算 式 を以 下 に示 す 。 イ タ リ ッ ク体 で表 記 され て い る も の は 、 設 計 者 が 初 期 条 件 と して そ の 値 を 入 力 出来 る 定 数 で あ る こ と を 意 味 して い る 。
-45-
早稲田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修士論文 hitoshi■ vatanabe laboratory 1998
研究方法
遺伝的アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築
PA=鵬 PA:目 標 Aに 対す る各セルの
姐
O PAl+W72 0 PA2
:セ ル
の 総 合 ポ テ ン シ ャル
総合ポテ ンシャル
PAl=PDsA・
1う
鉦)BA+PDnA・ Ⅵ沼DM
十 PDtA・ 十 PEnA
:到
Iう
の し4+PEsA・
Iν
EM
O WEnA+PEtA・ WΞ
達 距 離 。視 認 距 離 に よ る
ポ テ ンシ ャル
PDsA=(MaxD― DshortA)KFDM MaxD :最 短 到 達 距 離 に よ る ポ テ ン シ ャ ル
PDnA=(DnumA)KDnA KazuA
PDtA=(DnmA・ MaxD―
DtotalA)」 認 Й
=0 (Dn― A=0の 時 ) :総 計 到 達 距 離
に よ るポ テ ン シ ャル
PEsA=(MaxE~EshortA)KLA MaxE :最 短 視 認 距 離
に よ るボ テ ン シ ャル
PEnA=(EnmA)KanA CzuA
E♂
(EnumA・
=0
EIA
MaxE― Etot鳳
)K・
(EnumA=0の 曜F)
:総 計 視 認 距 離 に よ る ポ テ
ン シ ャル
B 一 塑
PA2=WAAcapa O A +wABcapa・ capaA VerA +W4Aol石 α O
CapaoveA
十
WA3oИ蛍・
VerB CapaoverB
:滞 在 人 数 に よ る ポ テ ン シ ャ ル
早稲田大学渡辺仁史研究 室
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1998年 度修士論文
ntOsh watanabe laboratory 1998
研究方法
遺伝的アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築
PB=蘭 田 1・ PBl+rB2・ PB2 :セ ル の 総 合 ポ テ ン シ ャ ル
PB:目 標 Bに 対す る各セルの 総合ポテ ンシャル
PBl=PDsB o WDsB+PDnBO un3 +PDtB・ アの よB+PEsBo π RB +PEnB・ ろnd3+PEtB 0 1う 任〕ιB Iう
:到
達 距 離 。視 認 距 離 に よ る
ポ テ ン シ ャル
PDsB=(MaXD― DshortB)KPDS MaxD :最 短
り :到 DtotalB) り PDtB=(DnumB O MaxD― ゆ DnmB・ MaxD 到達距離 によ るポテ ンシ
PDnB=(DnmB)KElnB CzuB
達 目標 個 数 に よ る ポ テ ン シ
=0 (DnumB=0の :総
時)
計到達距離 によ るポテ ンシ ャル
PEsB=(MaXE~EshortB)KESB MaxE :最 短 視 認 距 離
によるポテ ンシ ャル
PEnB=(EnumB)KanB CzuB PE島 [顧
島ル こ 生 皇 墨 二 』 壺 墨 £運 千 En-O MaxE =0 (EnmB=0の
:総 計 視 認 距 離 田
時)
によ るポテ ンシ ャル
2=RAcapa O A+MBcapa・ capaA
VerA CapaoverA +RBovα O VerB CapaoverB :滞 在 人 数 によるポ テ ン シ ャ ル +Tう物
-47-
蒜
01o O
早稲田大学渡辺仁史研究 室
1998年 度修士論文
ntOsh watanabe laboratory 1998
研究方法
遺伝的アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築
無 目 的 型 流 動 を 示 す 「 タ イ プ N」 は 、環 境 の 状 態 に 応 じ て 目 的 型 流 動 を す る 「 タ イ プ A」 、 若 し く は 「 タ イ プ B」 に 遷 移 す る 傾 向 を 設 け て い る 。「 タ イ プ A」 に 遷 移 す る ポ テ ン シ ャ ル を
PNA、 「 タ イ プ B」 に 遷 移 す る ポ テ ン シ ャ ル を PNBと す る 。 ポ テ ン シ ャ ル 値 を 算 出 す る 具 体 的 な 計 算 式 を以 下 に 示 す 。 イ タ リ ッ ク体 で 表 記 され て い る もの は 、前 式 と同様 、 設 計 者 が 初 期 条 件 と して そ の 値 を 入 力 出 来 る 定 数 で あ る こ と を 意 味 して い る 。
PN:タ イプ Nの 遷移 ポテ ンシャル
PNA=WsdttM・
+70い
1霧 ン
A・ Σ
(赫
)
+I彊 sAn・ PEsA +爾 助 N4・ PEnA +I彊lNA・ PEtA :タ イ プ Aに 対 す る 遷 移 ポ テ ン シ ャ ル PNB=Wsdf旧
01ポ
+7oぬ 話
十 И優鶯NB
erNB O Σ
O PEsB
B 一
+unNBo PEnB +И ttLRO PEtB :タ イ プ Bに 対 す る 遷 移 ポ テ ン シ ャ ル そ れぞ れ の 式 の第 型 流 動滞 在 人数 、第
1項 は 自 身 セ ル 内 の 目 的 2項 は 近 傍 セ ル 内 の 目 的
型 流 動 滞 在 人 数 に よ る ポ テ ン シ ャ ル で あ り、 第
3∼ 5項
は 目標 物 に 対 す る 到 達 距 離 ・ 視 認
距 離 に よ る ポ テ ン シ ャル で あ る。
-48-
早稲田大学渡辺仁史研究 室
1998年 度修士論文
ntOshl watanabe hboratory 1998
研究方法
遺伝 的 アル ゴ リズム による建築 空 間最適化 システムの構 築
1
4
2
3
笏
5
6
8
020205移
動 方 向 の 決 定 と状 態 遷 移 傾 向
人 間 の移 動 方 向 の決 定 には、 いわ ゆ るモ ン ムーア型近傍
テ カ ル ロ シ ミ ュ レー シ ョ ン を 用 い て 行 う。 具 体 的 には 、ム ー ア近 傍 形 内 の
1
4
6
のセ ル にお
A,Bに 対 す る 総 合 ポ テ ン シ ャ ル PA・ PB)を 、 前 述 し た 数 式 よ り そ れ ぞ れ 算 出 す る 。 そ し て 、 乱 数 を 発 生 さ せ 、 P値 と
老 彩# 3
#
8個
8 空き近傍セルの例
い て 、 日標
(
設 計 者 に よ り予 め 設 定 さ れ る セ ル 残 留 傾 向
(
stay)の
比 に よ っ て 、人 間 の 移 動 先 の セ ル を
決 定 す る。但 し、全 て の近 傍 セ ル が 定 員 を満 た して い た り、 セ ル の 属 性 が 壁 や 吹 抜 と い っ た 進 入 不 可 能 な 場 合 は 除 く。
ま た 、無 目 的 型 流 動 を 行 う 「 タ イ プ N」 の 人 間 に 関 して 、 環 境 の 状 態 に応 じて 目的 型 流 動 タイプ Aに 関する移動方向決定模式図
″ ←
移動せず滞留
郎
L
6
←
第 8セ ルに遷移
タイプ Bに 関す る移動方向決定模式図
を す る 「 タ イ プ A」 、 若 し く は 「 タ イ プ B」
に
遷 移 す る こ とを前 述 した 。 具 体 的 な遷移 傾 向 は 、遷 移 せ ず に 「 タ イ プ N」 の ま ま で 停 滞 す る
(chNN)と 各 遷 移 ポ テ ン シ ャ ル (PNA・ PNB)の 比 に よ り 、モ ン テ カ ル ロ シ ミ ュ レ ー 確率
シ ョ ン を 行 う こ と に よ り決 定 す る 。 定 数 「
chNN」
は 予 め 設 計 者 に よ り初 期 値 と して 設
定 され る値 で あ る。
移動 せず滞留
第 6セ ルに遷移
タイプ Nに 関する移動方向決定模式図 0.74
N
←
タイプ Nの まま
│
タイプ Bに 遷移
タイプ Nに 関す る遷移傾向模式図
-49-
早稲田大学渡辺仁史研究 室 1998年 度修 士論文 hitoshi、 vatanabe laboratory 1998
研究方 法
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
鉤
020206人 間 流 動 の 表 現
ect判 ::: ■ ■ ■ E■ ■ wa‖
目 ■ ■
視認距離 ポテンシャル の例
本 流 動 シ ミ ュ レー シ ョ ン で は 、 設 計 者 が そ の 初 期 値 を 自 由 に 設 定 す る こ と に よ り、 様 々 な 行 動 型 の 流 動 を 想 定 す る こ とが 出 来 る 。
□
□・
□
・ T:■ .「 Tヨ =覇 01 02 03 □ ●●● Ч
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05 ・
口
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i
上 で 目標 に 向 か っ て 行 動 す る 。 こ の よ う な 流
Tl
08
07
と が 出 来 ず 、 あ る 程 度 試 行 錯 誤 を 繰 り返 し た
・ :・ ・
:1
::
て 行 動 す る タ イ プ の 流 動 で あ り、 日標 が 視 界 ゛ に無 い場 合 、す くに は正 しい方 向 に 向 か う こ
:71
06
□ 田日
:
¬
る 。 これ は 、目標 を 視 認 す る と 、そ れ に 向 か つ
・
04 .口
そ の 一 例 と して 、「探 索 行 動 型 」が 挙 げ られ
動 は 、 目標 に 対 す る 視 認 距 離 ポ テ ン シ ャ ル の
09
重 み を 高 く設 定 す る こ と に よ り表 現 出 来 る 。
i□ ‐ . `im‖ ・E3 . .∵ η ・
□
11
10
:
ま た 、別 の 例 と し て 、「 知 識 行 動 型 」 が 挙 げ
12
られ る 。 これ は 、 日標 が 視 認 出 来 な い位 置 に
探索行動型流動の例
お い て も 、 あ る 程 度 正 し くそ れ に 向 か っ て 行 1日
山
日 日 ロ ロ ロ
ed珊
動 す る タ イ プ の 流 動 で あ り、 サ イ ン に よ っ て
:::
剛 ~「 FFFF巳 ]11日
1口
│
____■
到達距離 ポテ ンシャルの例
.
―一 ― ・ ■ロ
情 報 を得 て い る場 合等 、 そ の空 間 が既 知 で あ る 場 合 に 起 こ る こ とが 予 想 さ れ る 。 この よ う な 流 動 は 、 日標 に 対 す る 到 達 距 離 ポ テ ン シ ャ ル の 重 み を 高 く設 定 す る こ と に よ り表 現 出 来
‐
・
Tl・ 01 □
02
.
■ ¬
る。
■
.│.田
□ ‐
1=│.
0 9 ・¬ ‐ F ¬ 一 一 知識行 動型流動 の 例
. 2 ・ 早稲 田大学渡 辺仁 史研究 室
-50-
1998年 度修 士 論文
hitoshi s、tanabe laboratory 1998
研究方 法
人間の行動 に基づ く建築 平面最 適化 システ ムの構築
0203建
条件設壼 建 築 平 面 。評 価 関 数 等 が 171期
設 計 者 に よ り与 え られ る
築 平面最適化 システ ム
ー 般 に、 シ ミ ュ レー シ ョン シス テ ム を用 い た 建 築 設 計 は 、 理 想 とす る 人 間 流 動 が 得 られ
平面 の コーデ ィング
る 平 面 に 辿 り着 く ま で 、 そ の 平 面 の 修 正 を 設
設計者 によ り与 え られた 平面 を基 に、多数 の 平面
計 者 が 繰 り返 す 必 要 が あ り 、 そ の 結 果 、 決 し
を派 生 させ 、そ れぞ れ を
て 最 適 な 建 築 平 面 を得 られ る とは 限 らな い も
遺 伝 子 型 と して記述
ので あ る。 そ こで 、 本 研 究 で は 前 述 した 流 動 シ ミ ュ
│
流 動 シ ミュ レー シ ョン
レー シ ョ ン の 結 果 を建 築 平 面 修 正 に 反 映 さ せ
設 定 された条 件 によ リシ ミュ レー シ ョンを走 ら
る べ く、 平 面 最 適 化 シ ス テ ム を構 築 す る 。
せ 、そ の結果得 られ る各 セル にお ける各 目的 タイ
従 来 の最 適 配 置 手法 で は 、そ れ を構 成す る
プの滞 在 人数 累積 を算 出
要 素 数・ 条 件 の増 加 に伴 い計算 量 が 膨 大 とな
↓
るた め、現 実 の計 画 にお いて は 、そ の使 用 が
摘合 慮 を宣 出
困 難 な も の とな っ て い る 。 そ こで 、 本 建 築 平
流動 シ ミュ レー シ ョンの 結果 得 られ る滞在 人数 累 積 よ り、各平面 にお け る
面 最 適化 シス テ ム にお いて は、遺 伝 的 アル ゴ
適 合度 に対す る確率 分布 を用 いて個体 群か ら個体
卜 凶 3 奪 製 ゛ 卜 畑 雨 里 轟 ゼ コ 製 尋 刊 艘 認
を選択 (適 応度 比例 戦略 )
´ せ
的 に保 証 され て い るわ け で は な く、厳 密 に言 え ば 少 し づ つ 最 適 値 に 近 づ く と い う 「改 良 」
う 拠
手 法 で あ る 。 し か し 、逆 に 言 え ば 、そ の 「 改 良
評価 値 を算 出 し、 さ ら に、そ の値 と設 計者が設 定 した理想 とす る評価 値 とを比較 し、平 面 が 適合 す る度 合 い も算 出
淘汰
出力
´
最 大 の 適 合 度 を持 つ 平 面 の コー ドと適 合 度 を 出 力 ↓
Ю 卜 朕 曇
(Genetic Algorithm:以 後 GAs と 略 す )を 用 い て 設 計 者 の 意 図 す る 人 間 流 動 リズ ム
を 反 映 した 建 築 平 面 を 効 率 的 に求 め る 手 法 を 確 立す る。
GA
は生物 が遺伝 の過程 の中で 、
よ り環 境 に 適 し た 望 ま し い 形 へ と 進 化 し て き た こ と を 模 倣 し よ う とす る ア ル ゴ リズ ム で あ り、 そ の た め 最 適 値 に 至 る と い う こ とが 数 学
プ ロセ ス」 の 中で 設 計者 の意 図 され な い もの が 出 現 す る 可 能 性 も高 く、 設 計 者 へ の触 発 力 が よ り強 い と も 言 え る 。
条件 分 岐 Y 。
F
平面 が幾世代 に も渡 つて 収束 して いるか 、若 しく
I
I
I
I
は、設 計者 が設定 した世 代 数 に到達 して いるか ?
本 シ ス テ ム の 流 れ と して 、 まず 、 前 述 し た 流 動 シ ミ ュ レー シ ョ ン に お け る 人 間 の 流 動 に 関 す る パ ラ メ ー タ ,建 築 平 面
,評 価 値 等 が 設
I
I
・
↓ No
計 者 に よ っ て 与 え られ る 。 そ して 、 与 え られ
(次 頁 に続 く)
1998年 度修 士 論 文 hitoshi■ 7atanabe laboratory 1998
早稲 田大学渡 辺仁 史研究 室
-51-
研究方 法
人間の行動 に基 づ く建築平面最適 化 システムの構 築 (前 頁 よ り)
↓ 春マ 選 択 され た 個 体 群 に 、 エ
た 建 築 平 面 か ら 多 数 の 平 面 を 派 生 さ せ (初 期 値では
100個
)、
そ れ ら全 て に 流 動 シ ミ ュ レ ー
シ ョ ン を 走 らせ た 後 、 そ の 結 果 か ら 得 ら れ る
リー ト保 存 戦 略 を併 用 し
各 セ ル に お け る 各 目的 タ イ プ の 滞 在 人 数 累 積
た一 様 交 叉 を適 用
か ら評 価 値 を 算 出 す る 。
↓
突然 恋 異 一 定 の 確 率 で 遺伝 子 を変 化 させ る ↓
平面 の デ コーデ イング 「突然変異 Jに 「交叉 」。 よ り新 し く生成 され た 次 世代個 体 群 にお ける各 平 面 に対 して、 シミュ レー シ ョンを実行す るた め に、 そ の表現型 を得 る
さ ら に 、 得 られ た 評 価 値 と設 計 者 が 初 期 条 件 設 定 に お い て 定 め た 評 価 値 と を 比 較 し、 平 面 の 適 合 度 を求 め 、適 合 度 に対 す る確 率分 布 を 用 い て 個 体 群 か ら個 体 を 選 択 す る 。 こ れ は
GAsに
お け る 「 自 然 淘 汰 」 に 当 た り 、適 応 度
比例 戦 略 を用 い た 場 合 に相 当す る。 また 、 適 合 度 の 最 も高 い 平 面 とそ の 値 を 出 力 し、 こ の 平 面 が 現 世 代 にお け る最 適 平 面 とな る。 次 に 、 選 択 さ れ た 新 た な 個 体 群 の 中 か ら最 も適 合 度 の 高 い 平 面 を 除 い て 、 残 りの個 体 に 関 し て 「 一 様 交 叉 」の 遺 伝 的 操 作 を 加 え る 。つ
終了 最 終 的 に提 示 され た 最 適 平 面 を表 示
ま り 、 エ リ ー ト保 存 戦 略 を 併 用 し て い る 。 こ の操 作 に よ って 世 代 が 経 て も適 合 度 が低 くな る こ と は な く 、 常 に よ り条 件 に あ う 平 面 が 生 成 され る こ とにな る。
建築平面最 適 化 実行 の フ ロー
そ して 、 生 成 さ れ た 新 た な 個 体 群 を構 成 す る遺 伝 子 を一 定 の確 率 にて 変 化 させ る。 これ は 、 GAsに
お け る 「突 然 変 異 」 に 相 当 す る 。
こ の こ と に よ り、 上 記 の 交 叉 に よ る遺 伝 的 操 作 だ けで は生 成 され得 な い平 面 を得 る こ とが 出 来 る 他 、 局 所 解 へ 陥 る こ と を 防 ぐ可 能 性 が 高 くな る。 これ らの 操 作 は 、 平 面 が 幾 世 代 に も渡 つ て 収 束 す る状態 とな るか 、 若 し くは 、設 計 者 が 予 め 設 定 し た 世 代 数 に 到 達 す る ま で 繰 り返 し 行 わ れ る 。 反 復 して 操 作 が 行 わ れ る 場 合 、 流 動 シ ミ ュ レー シ ョ ン を 実 行 す る た め に 、 コ ー デ ィ ン グ さ れ た 平 面 か ら新 た に 生 成 さ れ た 平 面 を、 再 度 デ コー デ イ ン グす る必 要 が あ る 。
早稲 田大学渡辺仁史研 究 室
-52-
1998年 度修 士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
研究方法
人間の行動 に基づ く建築平面最適化 システムの構築
こ こで 提 示 さ れ る も の は 、 最 終 的 に は設 計 者 の 設 定 す る 人 間 流 動 に対 す る最 適 平 面 で あ る が 、そ の 解 も含 め た 操 作 の 過 程 に お い て も 、 設 計 者 の 設 計 思 考 を支 援 す る形 態 が 生 成 さ れ る可 能 性 も高 い。 ま た 、 設 計 者 は 形 態 を 直 接 に デ ザ イ ンす る の で は な く、 人 間 の 流 動 を デ ザ イ ンす る こ と に よ っ て 、 そ れ に 対 応 した 形 態 を 得 る こ とが 出来 る の で あ る。
-53-
早稲 田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修 士 論文 hltoshi watanabe laboratory 1998
研 究方 法
人間の行動 に基づ く建築 平面最適化 システムの構 築
020301平
面 の コー デ ィ ング
本 シ ス テ ム で は 、 グ リ ッ ドで 仕 切 ら れ た 各 床
f
03
セ ル に一 つづ つ の要 素 を配 置 す る こ とによ っ
目標 A
fa
04
て 、 建 築 平 面 が構 成 され る。 そ れ を規 定す る
目標 B
fb
05
要 素 に は 、「 床 」,「 目 標 A」 ,「 目 標 B」 ,「 壁 」
壁
w
∞
「 ガ ラ ス 」,「 吹 抜 」,「 階 段 」が あ る 。ま た 、各 々
ガ ラス
g
01
の 要 素 に 対 し、 建 築 平 面 を修 正 す る 際 に 、 可
吹抜 階段
h
02
動 で あ るか 、非 可 動 で あ るか が 選 択 可 出来 る
,
14種 類 の 要 素 が 設 定 可 能 で あ る 。
ため、総 計
可動 の 要素
各 要 素 は プ ログ ラム にお け る処 理 のた め 、 記 号 化 さ れ て お り、 GAsに お け る 表 現 型 に 対 して は 英 文 字 が 、遺 伝 子 型 に対 して は 数 字 が
■ ■
床
F
3
用 い られ て い る 。 各 要 素 を列 挙 す る と、 可 動
目標 A
FA
4
の 要 素 に 対 し て 「床 」 は
目標 B
FB
5
は
壁
W
0
は
ガラス
G
1
は
吹抜
H S
階段
非可動 の要素
f又 は 0,「 目標 A」 は fb 又 は 2,「 壁 」
1,「 目 標 B」 w又 は 3,「 ガ ラ ス 」 は g又 は 4,「 h又 は 5,「 階 段 」 は sま た は 6で
fa
又は
非 可 動 の 要 素 に 対 し て 「 床 」は
F又
吹抜 」 あ り、
は 7,「 目
FA又 は 8,「 目 標 B」 は FB又 は 9,「 壁 」 は W又 は 10,「 ガ ラ ス 」 は G又 は 11,「 吹 抜 」 は H又 は 12,「 階 段 」 は Sま
標 A」
は
たは
13と
して い る 。
例 えば、
W
f
s
s
W F F F W
f
f
f
f
F
F F F F
f
f f
f
F
F F F F
W
W W W
W
F F F W
f
f
f
f
f
ffff
a
f f
f
f
ffff
W f f f
W ffAW
早稲 田大学渡辺仁史研 究 室
-54-
1998年 度修 士論文
hitoshi、 vatanabe laboratory 1998
研究方 法
人間の行動 に基づ く建築平面最適化 システムの構築
WfssWGGGW ■ ■塑謝■ 轟 躍国圏鰯 目 震鰹饗麹 ■ ■ ■ ■■ 踵驀甕■
■
ffffffffh ffffffffh
■
■
■
WgggWfffW fHHHfffff fffffffff
■
■■■■■
WfbfWffbW
■
■
の よ う な 、 2層 か ら な る 建 築 平 面 に 関 し て は 、
■
順 に 一 一
,
高 度 の平 面 にお
け る表 現 形 に よ る記 述 で あ る。 これ らを左 上
■
■
Leve1 0,Level lの
入 力平 面
か ら右 下 へ と 順 に 解 読 し 、
W
f
s
w
w
f
f
f
F
F
f
f
f
F
F
W
w
w
w
w
f
f
f
f
f
o
f
f
f
f
W
f
f
W
w
10066107771000007777 7000077777103331077 7100000000001000000 001000010008101006610 11111110000000005000 000005104441000010012 12120000000000000010 0201000210
W f f W f f W
訛 0。 ・ 。 0。 0。 . ・ 5。 0。 0。 00 ″
・0 7 3 0 0 1 . 0 0 0 0
066000000003330 000000001000000 000000006600000 000500000000544 400000000000000 00000020002 可動 要 素 のみ の コー ド
平面 の コー ディングの例
と、数 字 に置 き換 え た ものが 遺 伝 子 型 に よ る 平 面 の記 述 とな る。 遺 伝 的 操 作 の 交 叉 ・ 突 然 変 異 に 関 して は 可 動 の要 素 の み に行 わ れ る。 そ の た め 、数 字 が
7以
上 の 要 素 を除 き 、 左 詰 め を した もの を新
た に生 成 し、遺 伝 操 作 の対 象 とす る。 上 記 の 例 の場 合 、
066000000003330000 000001000000000000 006600000000500000 000544400000000000 00000000020002
-55-
早稲 田大学渡辺仁史研究 室 1998年 度修 士 論文 hitoshi n7atanabe laboratory 1998
研究方 法
人間の行動 に基づ く建築平面最適化 システムの構築
と記 述 さ れ る 。 流 動 シ ミ ュ レー シ ョ ン や 自 然 洵 汰 を 行 う 際 は 、 非 可 動 の 要 素 も 最 初 の 位 置 に 戻 して 実 行 す る。 ま た 、 平 面 の 制 約 と して 、 階 段 が 置 か れ る セ ル に対 す る上 下 階 にお け る 同座 標 のセル の ど ち ら か に少 な く と も 一 つ 階 段 が 存 在 しな け れ ば な らな ず 、遺 伝 的 操 作 に よ り この 条件 を 満 た さ な い個 体 が 生 成 さ れ た 場 合 は 、致 死 遺 く、 ラ ン ダ ム に 階 伝 子 と な る こ と を 回 避 す ベー 段 を 生 成 す る こ と とす る 。
-56-
早稲田大学渡辺仁史研究 室 1998年 度修 士 論文 hitoshl watanabe laboratory 1998
人間の行動 に基づ く建築平面最適化 システムの構築
020302最 適 化 シ ス テ ム にお けるパ ラ メ ー タ
本 建 築 平 面 最 適 化 シ ス テ ム にお け る定 数 変 数 と、 そ の 意 味 す る 内 容 を以 下 に 示 す 。 □ 定 数 _評 価 値
:到 達 目標 個 数 _A
dn[0] dn[1]
:到 達 目標 個 数 _B
idealsamplevariance=0 :分 散 ― 様 交 錯 率 _人 数 _AB idealvalue[0] idealvalue [ 1] 交 錯 率 _人 数 _BN 交 錯 率 _人 数 _NA idealv aluel2l 交 錯 率 _セ ル 数 _AB idealvalue[3] i dealv alue [4] 交 錯 率 _セ ル 数 _BN 交 錯 率 _セ ル 数 _NA idealvalue[5]
correlation[0] :相
関係数
_A
_到
達 目標 個 数
_到
達 目 標 個 数 _B
_分
散一様
correlation[1] :相
関係数
correlation[2] :相
関係数
correlatiOn[3] :相
関 係 数 _交 錯 率 _人 数 _AB
correlation[4] :相
関 係 数 _交 錯 率 _人 数 _BN
correlation[5] :相
関係数
_交
錯率
_人
数 _NA
correlation[6] :相 関 係 数 _交 錯 率 _セ ル 数 _AB
correlation[7] :相 関 係 数 _交 錯 率 _セ ル 数 _BN
correlation[8] :相 関 係 数 _交 錯 率 _セ ル 数 _NA
早稲 田大学渡辺仁史研究 室
-57-
1998年 度修 士論文
ntOsli watanabe laboratory 1998
人間の行動 に基づ く建築平面最適化 システムの構築
□変 数
acua・ acub o acunは 、流動 シミュ レーシ ョンの結果 によって得 ることが 出来る変数 である。
acua acub acun
:各 :各 :各
セル 内滞在 人数 累積
A
セ ル内滞在 人数 累積
B
セル 内滞在 人数 累積
N
acuag :目 的
Aが 存 在 す る セ ル の 滞 在 人 数 累 積
acubg :目 的
Bが 存 在 す る セ ル の 滞 在 人 数 累 積
samplevariance
:滞 在 人 数 累 積 の 分 散 値
crossratepab :総 計 滞 在 累 積 人 数 に 対 す る 交 錯 率 _AB
crossratepbn :総 計 滞 在 累 積 人 数 に 対 す る 交 錯 率 _BN
crossratepna :総 計 滞 在 累 積 人 数 に 対 す る 交 錯 率 _NA
crossab は
acub=0で
あ るセ ル 数
は
acun=0で
あ るセ ル 数
lacun=0又 は acua=0で ea :評 価関数 fitness :適 合 度
あ るセ ル 数
:acua=0又 crossbn
:acub=0又 crossna
早稲田大学渡辺仁史研究 室
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1998年 度修 士論文
htoshi watanabe laboratory 1998
研究 方 法
人間の行動 に基づ く建築平面最適化 システムの構築
020303
評 価 関数
設 計者 が 意 図 す る建 築 平 面 を生 成 させ る た め には 、設 計 者 が 設 定 す る評価 値 が 必 要 で あ り、 生 成 さ れ る平 面 は この 評 価 値 と比 較 す る こ と で 、 そ れ が ど の 位 適 当 で あ る か ど うか を 判 定 す る 。 そ して 、 そ れ を決 定 す る値 の こ と を適 合 度 と呼 び 、 各 平 面 の適 合 度 の割 合 に よ っ て 遺 伝 的 操 作 を 行 う確 率 を 定 め る 。 これ は 、 GAsに
お け る 「 自 然 淘 汰 」に相 当 し、こ
の 方 法 は 「適 応 度 比 例 戦 略
1)」
と呼 ば れ て い
る 。 但 し、 最 も高 い 適 応 度 の 持 つ 個 体 に 関 し て は 、適 応 度 の 比 とは 関係 無 く、 次 世 代 に残 す こ と と す る 。 こ れ は 「 エ リ ー ト保 存 戦 略 」 と 呼 ばれ 、 この手 法 を用 い る ことによ って 、常 に高 い評 価 を持 つ 建 築 平 面 は生 き残 る こ とが 出 来 る と い う利 点 が あ る 。
本 シ ス テ ム に お け る 評 価 関 数 と して 用 い る パ ラ メ ー タ と し て 、「 到 達 目 標 個 数 」 と 「 人 間 の 分 散 」,及 び 「 動 線 の 交 錯 率 」 を 採 用 し た 。 現 実 には 、 設 計 者 の 意 図す る設 計 条 件 に よ っ て 、 これ ら以 外 の 評 価 パ ラ メ ー タ も無 数 に 存 在 す る。 しか し、 本 シ ス テ ム が オ ブ ジ ェ ク ト 指 向 プ ロ グ ラ ム と し て 構 築 さ れ て お り、 予 め 用 意 され たバ ラ メ ー タ を操 作 す る程 とは い か な い まで も、従 来 の 構 造 を持 つ プ ロ グ ラム に 比 べ る と、容 易 に部 分 の書 き換 えや 、新 た な パ ラ メ ー タ ,評 価 関 数 の 導 入 が 可 能 で あ る た め 、 こ の 問 題 は さ ほ ど致 命 的 と は な らな い だ ろ う。
こ こで 、 評 価 関 数 に 関 わ る パ ラ メ ー タ を順 に見 て い く こ とにす る。 1)適 応度比例戦略
-59-
早稲 田大学渡辺仁史研究 室 1998年 度修 士 論文 hitoshiミ、tanabe laboratory 1998
研究方法
人間の行動 に基づ く建築平面最適化 システムの構築
ま ず 、「 到 達 目 標 個 数 」 は 、 タ イ プ Aに 関 す る もの とタ イ プ あ り 、そ れ ぞ れ
Bに 関 す る も の と の 2種 類 が acuag o acubg と す る 。こ
れ ら は 順 に 、目 的 A。 目 的 pubHc vold SclcctCt"e(lnt s)│ (各 適合度 に反比例す る確 率分布 を
//自 然淘 汰
用 いて僣体 群か ら個 体 を選 び出す //さ らに、適合度 の高い 2個 体 を最初 のプ ラン に設定す る
)
bestpla【
lnumbe■
るセ ル の
滞 在 人 数 累 積 に あ た り、 流 動 シ ミ ュ レー シ ョ ン の 結 果 得 られ る 各 セ ル の 滞 在 人 数 累 積 の 中 か ら 、目 的 A・ 目 的
0:
Bが 存 在 す
Bが 存 在 す る セ ル に お け る
値 で あ る 、 と い う 条 件 に よ り獲 得 す る 。
double rand; for(int p=2:pく
phimunlbe
p++)(
lf(ea[s]lp:>ea[s:
l)etlemlannunrl)eFbestplan
次 に 「 人 間 の 分 散 」に 関 し て は 、壁 や 吹 抜 と
trlmberi bestPlannunrbeFD;
い っ た 進 入 不 可 能 な セ ル を 除 く各 セ ル に お け
]
る 、 滞 在 人 数 累 積 の 分 散 を 意 味 して い る 。 こ
eLsel
lf(eatslLpl>caIs]
れ は 次 式 に よ っ て 表 さ れ 、 samplevariance
lbelterplannunrber- && ea[s [D]<ea[s] Il)estplaril ru!)ber]){
が
bettcDLannuDrbeFp;
0に
近 い 程 、 分 散 が 一 様 で あ る と言 え る 。
l I I
temp=ea[s [0: l0 -ca[s fbestt,lannlnrl'rr "als eaIs] llf; stpianounrt)er,=tenlp;
salnple17頷
[
I
m。 辺 celllltmb吾 []・
Σlactla■ acub+actln巧 訂)2
但 し、
temp=eatslIl]; eaIs]
獲 e=
:
]+aIs- lbettemlanl tutnber]:
acu=
eaIs [ltt(cnlanr'rlnrber'lr'm!: selcctratiorl0 j=ea[s l0] /fitnesssum[s ] ; for(int p=1; p<plarDurnber; p++)t seleclrationIp]=selectratioDIp-1 +eaIs][pl /fitnesssrtm[s,;
I
tonlPirlt=0;
for(int c=0: c<reDrovalcellnunrber; c++)l ]
samplevariance:滞
. t(acua+acub*acun) 在 人数 累積 の分 散
acu:各 セ ル に お け る 平 均 滞 在 人 数 累 積 removalceHnumber : 進 入 口r能 セ リレ数
l
temt)int=planselecticrnIs
removalcellnunber
[0- [c] ;
plan"clecti,'nfs ftr Ir =planselectlonIs Ibestplaruutilber][cI;
「動 線 の 交 錯 率 」 に 関 し て は 、総 滞 在 累 積 人
tenl,int=1)lanselectlon[s][11[c〕 planttlcc● on[● [l Jtci
;
‐planselcctioll[s][bettcrpla:li)linlber][c]:
割 合 を 採 用 し 、さ ら に 、両 者 と も 、Aと
plansclectiol[s] [betterplarmunlber][cJ‐
tempin●
交 錯 ,Bと
}
for(11〕
数 に対 す る割 合 と、 進 入 可 能 セ ル 数 に対 す る
tp‐ 2;1)く olalΥ )umber;p十 +){
Nと
の交錯
慮 して お り、 総 計
and‐ Math random(ヽ
,Nと Aと
6種 類
Bと
の
の交錯 を考
の交 錯 率 を扱 え る。
PPP:for(lnt pl)‐ 0: ppく planntl1llbc「
1:pp++){ if(3and>selectra●
o3
こ れ ら は 次 式 に よ り定 義 さ れ る 。
[ppJ&&randく ‐setctratlon[pp+1)( ftDr〈
Cく
H10√ arCllnuml)cr
lint∝ 0:
C++)(
phnselcctlon[slp][c]‐ planselecuon[s:[pp][c]:
crossratepab=Σ Inin(acua,acub)
}
break PPP: }
}
crossrat∞ bn=Σ min(actlb,actllly
}
)
プ ログラムソース コー ドの一 部 (自 然淘汰 の仕組み)
crossrat∞ lla=Σ min(actln,acual
早稲 田大学渡 辺仁史研究 室
-60-
1998年 度修 士論文
hitoshi ttatanabe laboratory 1998
研究方法
人間の行動 に基 づ く建築 平面最適化 システムの構 築
crossratecab=1-
removalcellnurnber
crossratecbn: 1-
crossbn rernovalcdlnunber
crossratecna=1-
Crossrla rernovalcdln― ber
crossratepab : 総 滞 在 累積 人数 に対 す る
Aと Bの 交 錯 率
crossratepbn: 総 滞 在 累 積 人 数 に対 す る
Bと Nの
交錯率
Nと Aの
交錯率
crossratepna: 総 滞 在 累積 人数 に対 す る
crossratecab : 進 入 可 能 セ ル 数 に対 す る
Aと Bの 交 錯 率
crossratecbn : 進 入 可 能 セ ル 数 に対 す る
Bと Nの
交錯率
crossratecna : 進 入 可 能 セ ル 数 に対 す る
〕 ount(int s){
publlc vold Evaluatlol、
//適 合度 を計算
crossab :
int crossratcpbn cOtint, f∝ (ll■ tp‐ 0:pく
Nと Aの 交 錯 率
plannumbc
acua=0 又 は acub=0 の セ ル 数 crossbn: acub=0又 は acun=0の セ ル 数
p+十 )(
cЮ ssra"bbn_count‐
0,
for(int c‐ 0,cく ceunurtlbor:c十
■){
acuatotal+=acuaIs-
[t]
[c';
crossna :
acubtotal+=acub[s] [p[c::
acun=0又
acurtotal+=acunlsl [D. [ci;
は
acua=0の
セル数
if((acuatsrbl[c]+acub [sl[p][c,)!つ
){
crossmtepab+=(double)Math.rnln(acuals Lsllpl lc )
I
[D]
評 価 関 数 は 上 記 パ ラ メ ー タ に よ り構 築 さ れ
[c],acub
る 。 こ の 場 合 、 評 価 関 数 に よ り算 出 さ れ る 値
/(double)(acuaIs j [p] [c] +acub[s] lD,[c]);
は
0に
近 い ほ ど、評 価 が 高 い こ と にな る。 各
crossratepab_c!rlnt += I
建 築 平 面 にお け る適 合 度 は 、評 価 値 の逆 数 の
l
if((acub[s〕 [p][cl+acull
tsltpltcl)!<)X
総 和 に対 す る評 価 値 の逆 数 の割 合 に よ って 定
crossratepbn+‐ (doublc)Math min(acttb[s][pJ[c],acuil
義 さ れ る 。 こ の 操 作 に よ り、 適 合 度 は
[slp[c])
1に
近
づ く程 、 設 計 者 の 理 想 と す る 平 面 に 近 づ く こ
/(double)(acub[slp]に ]+acu n[sI
と とな り、 各 平 面 が 相 対 的 に評 価 出 来 る よ う l if ((acunIs]
[D]
に な る 。 評 価 関 数 と適 合 度 と を 、 次 式 に て 定
[c]+acua
tslipi[ci)l{X
義す る。
crossratepna+=(double)Math.mln(acun[s] h), Ic],acua Is] [pr lc]),/(double)(acunIsl Ip] [c;+acuals] [p] [cl);
(xFr:tr<
)
-61-
早稲田大学渡辺仁史研究 室 1998年 度修士論文 hitoshi n/atanabe laboratory 1998
研究方法
人間の行動に基づ く建築平面最適化 システムの構築 (前 頁より)
u-
〕 iflacua〔
s〕
tp][c]― ll‖
acub[s]Ip][d=0)(
@nelation[0J.
tfu-'
lcorreiationnl. r
.
ΣaCub
crossab+‐ 1: }
lf(κ ■b卜 ]Ep]に
acun[s]tp][c]
6ssas-dn[0])
]=つ
Ю){
+cOma″ Onf2」・
crossbll■ Ⅲl:
1
Σ(a―■acub+そ nω
6cube-dn[1]) 。ム amplsふance
〕 iflacun[sl[pl[cl― Ю II
aam[slp]tc]‐ → ){
}
+corrda″ onf3」 。(crossratepab idavalて
fθ ⊃
十corefa″ onf4」・ (crossratepbn idercミ ∝ [1⊃
〕 crossratepab/‐ (double) crossratepab_∞ unt,
+COFda″ Onf5」・ (crossratepttidofvaruef2D 十eFefatiα f6」 0(crossrat動 →deaJvaluef3JD removalceunumberl: for(lnt c‐ o:cく
ceullumbe■
"+)(
samplevananOe+‐ Math∝ Ⅳ ((double)lacua[sl[p][c]
+COFdatimfη・
(crossratecbn idearyaluef4o
+acubE][p][c]+actln[s]Ip][c〕
●cuatotal+acubtotalttacuntota12)/(dotlble) 1) 〕
+α ν■■壼io12f8」 ●(crOssratecna ideafvaluef5JD
ceunumber,2)/Oouble)(ceullulllbe■
ea:評
価 関数
GaControl.correlatlon[0] /(double)acuatotalr(double)
Math.abs(acuclol_cacontrol.dn[0 +(doubte) cac@trol.correlation[1 ] /(d@ble)aobtotalt (double)Math.abs(aebs[D]-Gacontrol.dn[1]) +(double) cacontrol. corelatlon12l t (double)Math.qrt
(smDlevarlae) +(double)
CaControl.@relattonl3]'(double)Math.abs (qcsEtepab-Gacontrcl.tdealvalue[0]) +(double)
cacontrol.corelatlon[4].(double)Math.abs (g6snteDbn-cacontrcl.tdealvalue [1]) +(double)
1
fitness= ea
Σ上 ea
fitness:適 合 度
cacontlol.@rrelatlonl5]. (double)Math,abs (ncamEDm-CaControl.idealvalue [2]) +(double)
cacontrol.corelatlon[6]r(double)Math.abs((1(double)s6sb / (double)remwal@llnwber)cacontrol. tdea.lvalue[3]) +(double)
Gacontrol.@relatlon[7] t (doubtdMath.abs((1 (double)66sbn/(double)remwa.l@lltlumber)cacontrol, tdealvalue [4]) +(double) GaC@trol.@rrelatt@[8].(double)Math.abs((1-
(double)qNm/(d@ble)remwalellxumbedcacontrol.tdealvatue tsl));
adatotal=o; aqbtotal=o;
a@total={; s@Dlevarloe-o; @ssmtepab=o;
@ssEtepbn{; @ssmtepm-O: @ssb=O: rcssbn=0:
(ffiE=o; fltreumlsl+ralsl[D]; t
l
JE
,2 l',t -X f, -
tr
o)-B[
(#ftrE€t&o)Hft)
早稲 田大学渡辺仁史研究 室
1998年 度修 士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
研究方法
人間の行動 に基づ く建築平面最適化 システムの構築 匡
親
===============コ
pl
■1111===111=111111111111111111■ 親 _02 1"コ 輌
[■
・ ""・ ・ "・・
■=■
‐ ・・
│
=HH‥ =H‥ H日
― ‐こ・ И・・・・ ・マス ク
=‥ ■:H■ =‥ 子 pl
・・ 口"""・ ・・ ,・・・・ ・ ■■■1■ 口"="子
p2
011000110100110011001001101011親
_01
110001101011010101011110100101発 見_02
020304遺 GAsに
伝 的 操 作 _交 叉
お け る遺 伝 的操 作 に は幾 種 類 か 考 案
され て い るが 、本 シス テ ム に お いて は 、 そ の 代 表 的 な 操 作 で あ る 「交 叉 」 と 「 突 然 変 異 」 を 行 う。
011010100011010010101110010001`rス ク
「 交 叉 」 は 、エ リ ー ト保 存 戦 略 を 伴 う 一 様 交
│
010000110111110001001111101011子
_01
111001101000010111011000100101月 F_02
叉 1)と す る 。具 体 的 に は 、適 合 度 が 最 も 高 い 2 個 体 を 除 き 、 自 然 淘 汰 に よ り選 択 さ れ た 個 体
1)一 様交叉
群 にお け る個 体 を 全 て る。最初 に除外 された
2個 2個
ず つ の対 を作 成 す 体 は、そ の ま ま次
世 代 に 繰 り越 さ れ る こ と と す る 。 一 方 、 対 に pubic void Crossover(int s){
//交 叉(一 様交叉) //上 位 2個 体はそ のまま次世代に残す double rand: forllnt c‐
0,cく removalcellnumber;
c十 十){
planselection[s+1][0][c] =planselection[s][0][c];
phnselection[s+1][1][c]
‐ planselection[s][1][c]: 〕
//上 位 2個 体以外 の個体はランダムに一 様交叉させる for(int p‐ 2,pく plannumber;p++){
な っ た 各 個 体 は 、 そ れ ら を 一 様 交 叉 させ る べ く、 各 遺 伝 子 をマ ス キ ン グす る。遺 伝 子 が 0 にマ ス キ ング され た場 合 は 、そ の遺 伝 子 は次 世 代 に そ の ま ま 引 き 継 が れ 、 1に マ ス キ ン グ さ れ た 場 合 は 、対 と な る 遺 伝 子 に 置 換 さ れ る 。 こ の 操 作 を プ ロ グ ラム 上 で 行 うた め に 、
1の
//plannumberlま
は
偶数に限る for(int c‐ o; cく
0.5以 下 の 場 合 も の と 見 な し 、 0.5
乱 数 を発 生 させ 、そ れ が
0に
マ ス キ ン グ され た
よ り大 き い 場 合 は
remo′ alce■ numb∝ ;c++){
0∼
1に
マ ス キ ング され た もの
と見 な して い る 。
rand=ヽ 4ath randomO; iflralldく
=05){
phselection[s+1][p][c]‐ planselection[s][p] [c];
planselection[s+1][p+1][c]=planselectlon[s] [p+lIC]; 〕 else{
planselection[s+1][p][c]=planselection[s] [p+1][C];
phnselection[s+1][p+1][c]=planselection[s] [p][c]; }
}
p++, }
〕
プログラムソースコー ドの一部 (交 叉 の仕組み)
-63-
早稲 田大学渡辺仁 史研究 室 1998年 度修 士論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
研究方 法
人間の行動に基づ く建築平面最適化 システムの構築
020305遺
伝 的 操 作 _突 然 変 異
「突 然 変 異
1)」
と は 、個 体 を 構 成 す る 遺 伝 子
に相 当す る各 セ ル お け る要 素 を、 一 定 の確 率 に よ って 変 化 させ る操 作 で あ る。 この操 作 に よ っ て 、「 交 叉 」だ け で は 生 成 さ れ 得 な い 個 体 が 発 生 す る こ とが 可 能 に な り、 ま た 、 局 所 解 → 011000100000110 011000110100110-― ・
に 陥 る こ と を 防 ぐ確 率 も上 が る 。
1)突 然変 異 の例
本 シス テ ムで は、突 然変 異確 率 を と 定 義 し て お り 、こ の 確 率 で遺 伝 子 を変 化 させ るた め に 、次 式 に よ り
mutationcellを
定 義 し、 個 体 を構 成 す
る 遺 伝 子 を 最 初 か ら数 え て
mutationcell
番 目 の 遺 伝 子 を 変 化 さ せ る こ と に す る 。但 し 、
remOvalcellnumber個 の 遺 伝 子 に よ っ て 構 成 さ れ て い る た め 、 mutationcell 値 を超 え て し が removalceHnumberの
個体 は
public void NIutation(int s){
//突 然変異
ま った場 合 、 突 然 変 異 は行 わ れ な い こ とを意
// (2/(3*removalcellnumber)の 確
味 す る。
率で遺伝子 を変化 させる) double d nlutationcell; int rnutationcell;
double changecell; for(int p=2;pく plannumber;p++){
d mutationcell=
3/2tremovalce■ number
d ~mtltationcell‐
3 x rernovace■ ntmber x Mhth.randon10 x■ clnoValcellll― ber 2
mutaionceH= Math.rint(d_mutationceH)
*Math.random0 キremovacellnumber;
mutationcell=(int)Math.int
(d』
d mutatinoceH: 変 化 させ る遺 伝 子 番 号 の実 数表 記
utationcell);
if(rllutationcellく removalcellnumber) {
changece■ =Math.random()*6; planselection[s+1][plmutationcell] =(int)Math.int(changecel); }
mutatinocell: 変 化 させ る遺 伝 子 番 号
Math.random():0∼ Math.rint():
}
1ま
での乱数値
引 数 に最 も近 い整 数 を返 す 関数
}
プログラムソースコー ドの一部 (突 然変異の仕組み)
-64-
早稲 田大学渡辺仁史研究室
1998年 度修 士論 文
ntOsh watanabe laboratory 1998
研究方法
人間の行 動 に基づ く建築 平面 最適化 シス テム の 構築
020306建 以上の
築 平面の検討
GAsの
操 作 に よ って 、次 世 代 の建
築 平 面が 生成 され た こ とにな るが 、遺 伝 的操 作 に よ り生 ま れ る 可 能 性 の あ る 致 死 遺 伝 子 を 排 除す る必 要 が あ る。 そ れ は 、階段 が 置 かれ るセ ル の 上下 階 にお け る 同座 標 の セ ル の どち らか の 少 な く と も一 方 に 階 段 が 存 在 しな け れ ば な ら な い と い う 、制 約 条 件 か ら 生 じ て い る 。 この 致 死 遺 伝 子 を次 世 代 に 残 さ な い た め に 、 致 死 遺 伝 子 が 発 生 した 場 合 、 問 題 と な る 階 段 が 存 在 す るセ ル の上下 階 にお け る同座 標 のセ ル の 少 な く と も ど ち らか 一 方 に 、 ラ ン ダ ム に 階 段 を 生 成 さ せ る こ と に よ り解 決 さ れ る 。
そ れ らの操 作 の後 、 次 世 代 の 建 築 平 面 を再 度 流 動 シ ミ ュ レー シ ョ ン に よ っ て 、 設 計 者 の 設 定 した 初 期 条 件 を ど の 位 満 た して い る か を 評 価 す る 。そ の た め 、 コ ー デ ィ ン グ され て い る建 築 平 面 をデ コー ドし、再 び 表 現 形 に直 す 作 業 を行 う必 要 が あ る 。 そ して 、 世 代 の 中 で 最 も評 価 の 高 い 建 築 平 面 が 、 そ の 適 合 度 の 推 移 と共 に提 示 され る 。 これ ら の 作 業 は 幾 世 代 に も 渡 っ て 配 置 の パ タ ー ンが あ る一 定 の パ タ ー ン に収 束 す るか 、 若 し く は 、 設 計 者 に よ り予 め 設 定 さ れ た 世 代 数 に 到 達 す る ま で 繰 り返 さ れ る 。
この よ う に して 、 流 動 シ ミ ュ レー シ ョ ン と 配 置 修 正 を 繰 り 返 し行 う こ と に よ り 、 設 計 者 が望 む 人 間流動 の条 件 を満 たす 建築 平面 が 生 成 さ れ る に 至 る 。 ま た 、そ の 過 程 に お い て も 、 設 計 者 の 設 計 思 考 を支 援 す る形態 が 生成 され る 可 能 性 を 持 っ て い る と言 え る 。 つ ま り、 設 計 者 は形 態 を直 接 デ ザ イ ンす る の で は な く、 早稲 田大学渡辺仁史研究室
-65-
1998年 度修 士論文
htoshi watanabe laboratory 1998
人間の行動に基づく建築平面最適化 システムの構築
研究方法
人 間 の 流 動 を デ ザ イ ンす る こ と に よ っ て 、 そ れ に対 応 した 形 態 を得 る こ とが 出 来 、 ま た 、 そ の 方 向 性 に対 して 触 発 さ れ る可 能 性 が 生 ま れ る の で あ る 。 そ して 、 設 計 者 は 条 件 を満 た す 建 築 平 面 を得 た 後 、 そ の 条 件 を構 成 して い た 人 間 流 動 を発 生 させ る た め の デ ザ イ ン に 専 念 す る こ とが 出 来 る 。
-66-
早稲 田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修 士 論文 hltoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
回■■団回困回回回
早稲田大学渡辺仁史研究 室
1998年 度修 士論文
ntOshi watanabe laboratory 1998
計画 へ の適用
遺伝的アルゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
0301本
システ ムを用 いた設 計 手法
本 シ ス テ ム で は 、2種 類 以 上 の 目 的 型 流 動 、 あ る い は 無 目的 型 流 動 が 同 時 に 生 じ る 場 合 に お け る建 築 計画 に適用 され得 る。 また、本 シ ス テ ム を 用 い る こ と に よ り 、 設 計 と い う行 為 は 、 形 態 を直 接 デ ザ イ ンす る の で は な く、 人
謂 鄭 罫 目 一 □ 1)平 面入 カウィン ドウ
間 の 流 動 を設 計 し、 更 に 、 そ の 結 果 生 成 さ れ る パ タ ー ン を満 た す よ う に デ ザ イ ン を行 う と い う行 為 に 置 換 さ れ る 。
以下 に実 際 に想定 され るプ ラ ンにお け る そ の設 計 手 法 の流 れ を示 す 。
#01初
期 設定 の入 力
設 計 者 が本 シス テ ム に入 力す るパ ラメー タ 2)タ イプ A・ タイプ Bは 基本的 に各々 の 目標 に向か う流れだが、各変数 (視 線距離 。到達距離・セル 内滞在 者 のタイプ 。滞在人数等 )の 何れを 重視 して移動方向を決定するかは設 定 による。セルの移動ポテ ンシャル 計算時 に各変数 に対す る重み付けを 変更す ることによ り、異なる傾向の 流動が得 られる。なお流動発生点は 無数 に設定可能出来るが、それぞれ のタイプの流動 の性質 は全て同じで ある。 タイプ Nに 関 しては、無目的 流動か らタイプ A・ タイプ Bへ と移 行す る条件 も設定する。 これ も視線 距離・ 到達距離・ セル内滞在者のタ イプ 。滞在人数等 の何れ を重視する か によ り設定を変更す る。
3)マ トリクス上に流動状態 を表示させ るには、本 システムの流動 シミュ レー シ ョンエ ンジン部分 を使用 して いる別 システムである 「Cell Arch」 を用 いる (横 堀伸 :人 間行動 に対応 す る 3次 元空間生成 モデル ,早 稲田 大学渡辺研究室平成 9年 度修士論文 ,1996.)。
を大 別 す る と以 下 の 通 りで あ る 。 ・ 各 階 平 面 (壁 ・ 目 的 A・ 目 的 B・ 壁 ・ ガ ラ ス 。吹 き 抜 け 。階 段 (そ れ ぞ れ 可 動 ・ 非 可 動 の 設 定 可 )か ら な る )を メ ッ シ ュ 状 の マ 1) トリ ク ス によ っ て 表 現 出 来 る形 式 で 入 力
。平 面 内 の 流 動 目 標 点 。流 動 A・
A・ Bの 位 置
BoNの
発 生 に 関 して 、そ れ ら の 。 座 標 ・ ス テ ッ プ 毎 発 生 人 数 。発 生 確 率 最 終発 生人数
・ 流 動 タ イ プ A・
BoNの
流動傾向
2)
。 1タ ー ン に 行 う 流 動 計 算 の ス テ ッ プ 数
#02流
動 シ ミ ュ レー シ ョ ン
1ス テ ッ プ ご と の 流 動 発 生 と 流 動 分 布 状 態 は 、 平 面 マ トリク ス 上 に 点 と して 表 示 さ れ 時 3)。 系 列 的 な 変 化 も 日で 確 認 す る こ とが で き る
流 動 目標 別 に 色 を 変 え て 表 示 す る の で 、 無 目 的 流 動 か ら 目標 型 流 動 へ の 移 行 な ど も 同 時 に
-67-
早稲 田大学 渡 辺仁 史研究 室 1998年 度修 士論文 hitoshi s、tanabe laboratory 1998
計画へ の適用
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
把 握 され る
1)。
以 下 は 流 動 シ ミ ュ レー シ ョ ン の 内 容 で あ る 。
・
1ス テ ッ プ ご と に 各 セ ル 内 の 滞 在 者 に 対 す る 移 動 又 は 状 態 遷 移 の 演 算 を行 う
。毎 ス テ ッ プ の セ ル 内 滞 在 人 数 を カ ウ ン ト し累 計 を保 持 ・ ス テ ッ プ ご との 分 布 状 況 を 各 目的 タ イ プ ごとに算 出
#03シ
ミ ュ レー シ ョ ン結 果 の 表 示
設 定 した ス テ ップ数 だ け流 動 計 算 を 反 復 し、 各 ス テ ッ プ ご とにセ ル 内 滞 在 人 数 を記 録 す る。 そ し て 、指 定 ス テ ッ プ 数 の 後 、そ の 総 和 (セ ル 内 滞 在 人 数 累 積 )を 算 出 す る 。こ れ は 、セ ル を 通 過 、 又 は そ の 中 で 滞 留 した 人 数 の 累 積 を 意 味す る。 こ こ で は 、タ イ プ A・ タ イ プ B。 タ イ プ
Nの
そ れ ぞ れ に 関 して 、 更 に 、 全 セ ル 各 々 に 関 し て セ ル 内 滞 在 人 数 累 積 が 算 出 さ れ る 2)。
1)Ce■ A
hに よる流動 シミュレー
ション経過
#04平
面 の修 正
以 上 の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ り得 ら れ た 数
2)前 述 の 「Cell Arch」 においては、 数セル をまとめたプ ロ ック単位でセ ル内滞在人数累積が表示 される。 こ のことによ り、全体での通過 。滞留 人数分布が視覚的 に把握 出来る。 又、最終的なセル内滞在人数 もタイ プ別に表示 される。
値 か ら評 価 値 を 算 出 す る 。 評 価 値 の 高 い 平 面 ほ ど高 い 確 率 で 選 択 さ れ 、 更 に遺 伝 的 操 作 に よ り次 世 代 の 平 面 が 生 成 さ れ る 。 そ し て 、 評 価 値 が 収 東 す るか 、若 し くは 、 設 計 者 の 設 定 を満 たす ま で
#02に
戻 り、 再 度 シ ミ ュ レ ー
シ ョンが行 わ れ る。 流動分布グラフ
一 ・ 一 一 ル ・・ . . . 一 ・ 一 ・
-:-.aa. ': .::r
._
.:l
早稲 田大学渡辺仁史研 究 室
-68-
1998年 度修 士論文
hitoshi、 vatanabe laboratory 1998
計画へ の適用
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
0302本
システ ムの使 用法
この項 で は 、本 シス テ ム の具体 的 な 使 用 法 を記 述 す る。 1)本 システム起動画面
」avaア プ リ ケ ー シ ョ ン 形 式 と な っ て い る
謂 印 雲 □
1)す る と 、 平 面 入 カ ウ ィ ン 本 シス テ ム を起 動 ド ゥ 2),パ ラ メ ー タ 入 カ ウ ィ ン ド ウ
3),コ
ン
ソ ー ル ウ ィ ン ドウ 4)が 開 か れ る 。
平 面 入 カ ウ ィ ン ドウ で は 、 ま ず 平 面 サ イ ズ
・ 一 日
を 入 力 す る こ と に よ り、 そ れ に 対 応 す る 大 き
2)平 面入 カ ウィ ン ドウ
さのマ トリクスが表示 され る。 さ らに、 ツー ル パ レ ッ トか ら 各 平 面 要 素 (床 。目 的 A・ 目 的 B・ 壁 ・ ガ ラ ス ・ 吹 抜 ・ 階 段 (そ れ ぞ れ 可 動 。 非 可 動 の 設 定 可 ))を 選 択 し 、マ ト リ ク ス を 構 成 す る セ ル を ク リ ッ ク す る こ とで 、 選 択 さ れ た 要 素 が セ ル 上 に 描 か れ る 。こ れ を 繰 り返 し 、
田 □ 田 □ □ 田 □
平 面 を 入 力 す る 。同 様 に 、各 タ イ プ (目 的 Aに 向 か う 。目 的 Bに 向 か う 。無 目 的 )の 人 間 の 発 生 点 を任 意 の セ ル 上 に設 定 し、 そ の 発 生 に 関 す るパ ラ メー タ を入 力す る。
パ ラ メ ー タ 入 カ ウ ィ ン ドウ で は 、 人 間 の 流 動 傾 向 に 関す る各 種 パ ラ メー タ と平 面 の評 価 -._E
IiESEffiE f@E(.]:E-EirE
k,*'*d*.t
E E E E E E E E
3)パ ラメー タ入 カ ウ ィ ン ドウ
に関す る パ ラ メー タ を入 力す る。 この ウ ィ ン ドウ に お い て パ ラ メ ー タ を 設 計 し 、 そ の 設 定 に 適 合 す る 平 面 を 求 め る と い う行 為 が 、 本 シ ス テ ム を用 い る建 築 計 画 の 手 法 の 特 徴 で あ る。
以 上 の 設 定 を 終 え 、 コ ン ソ ー ル ウ ィ ン ドウ にて
GAsの
世 代 数 を 設 定 し 、「
RUN」
ボ
タ ン を 押 す こ と に よ っ て プ ロ グ ラ ム を 走 らせ る ことが 出来 る。 4)コ ンソールウィン ドウ
こ の ウ ィ ン ドウ に は 、 コ ン ピ ュ ー タ が 各 世
-69-
早稲田大学渡辺仁史研究 室 1998年 度修 士論文 hitoshi、 vatanabe laboratory 1998
計画 へ の適用
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
代 に お け る最 適 平 面 を算 出 す る際 に 、 そ の 適 応 度 と プ ラ ン コ ー ドが 表 示 さ れ る 。 ま た 、「
DISPLAY」
ボ タ ンを押 す こ とに よ って 各 世
代 の 最 適 平 面 を表 示 す る こ とが で き る 1)。 プ ロ グ ラム が 実 行 され る と、 グ ラ フ ウ ィ ン ドゥ 2)が 開 き 、 各 世 代 にお け る最 適 平 面 の 適 合 度 の 推 移 が 折 れ 線 グ ラ フ と して 描 か れ 、 視 覚 的 に 適 合 度 の 変 化 の 様 子 を確 認 す る こ とが 出 来 る。 そ して 、設 定 した 世 代 数 に達 す る と プ ロ グ ラ ム は 停 止 す る 。 上 述 した 「 DIS―
PLAY」
ボ タ ン に よ り、各 世 代 に渡 る平 面 の
変 化 も視 覚 的 に 認 識 す る こ とが 可 能 で あ る。
臓 Or― m=回 回 1)最 適平面表示世代 入カ ウィン ドウ
2)グ ラフウィンドウ
-70-
早稲 田大学渡辺仁史研究室
1998年 度修 士論文
ntOsh watanabe laboFatOry 1998
計画 へ の 適 用
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
0303プ
ラ ン検 討 例
本 シス テ ム を用 いて 、 実 際 に プ ラ ンの検 討 を 試 み て み た 。 そ の 例 の 一 つ と して 、 複 数 の 流 動 が 発 生 し、そ れ らが 互 い に交 わ って は不 都 合 な 空 間 の 代 表 と して 、駅 舎 を想 定 した プ ラ ン を挙 げ る 。 この 計 画 で は 、 上 階 フ ロア の 改 札 日か ら、 下階の う
2つ
の プ ラ ッ トホ ー ム に そ れ ぞ れ 向 か
2種 類 の 流 動 が 発 生 す る 。 目 標
を視 認 した
際 に 、 よ り強 く 目標 点 に 向 か う よ う に 流 動 の 性 格 を調 整 して あ る 。 ま た ホ ー ム 上 の ど の 点 も 視 認 で き る 日標 で あ っ て 欲 し い こ と か ら 、 便 宜 的 に 流 動 目標 点 を ホ ー ム 上 に 一 列 に 配 置 して 代 用 した 。 ホ ー ム 間 の メ ッ シ ュ は 、 立 ち 入 りで き な い が 視 線 が 通 る こ と を 表 現 す る た め ガ ラ ス の 属 性 で 代 用 した 。 この 計 画 の 方 向 性 と して は 、 サ イ ンで は な く 、実 際 に 目 標 物
(=プ ラ ッ トホ ー ム )を 視 認
す る こ と によ って 人 間 の流 動 を制 御 す る こ と を 目指 して い る 。 こ の タ イ プ の 計 画 に類 似 し 1)横 堀伸 :人 間行動 に対応す る 3次 元 空間生成モデル ,早稲 田大学渡辺研 究室平成 9年 度修士論文 ,1996.
て い る が 、 従 来 の 手 法 に よ りそ の プ ラ ン を 条 件 に よ り適 合 す る よ う に 修 正 し て い つ た 例
1)
で は 、 吹 き 抜 け の 位 置 を 変 更 し て い く方 法 に よ って プ ラ ンの検 討 が 行 わ れ て いた 。 今 回 、 ◇
本 シ ス テ ム を 用 い る こ と に よ り、 設 計 者 の 理 想 とす る 人 間 の 流 動 を 満 た す よ う な 平 面 に 到 達 す るた め には、吹 き抜 けの位 置 の変更 だ け で な く、様 々 な プ ラ ン修 正 の方 向 が 存 在 す る こ と が 明 らか に な っ た 。
STAqIION
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早稲 田大学渡辺仁史研究室
1998年 度修 士論文
hitosh watanabe laboratory 1998
計画 へ の適 用
遺伝的アルゴ リズムによる建築空 間最適化 システムの構築
駅 舎 の 例 で は 、 初 期 の 段 階 か ら吹 き 抜 け 以 外 の 要 素 が 出 現 し、 そ の ど の 平 面 も適 合 度 が 初 期 設 定 の平 面 を上 回 る もので あ った こで 用 いて い る適 合度 は
0に
1)。
こ
近 い程 評 価 が 高
い 。 ま た 、 到 達 目標 人 数 に 関 して は 各 世 代 ば geileration2 a.wt0r.l6 acubel0l-72
eeneratl.Db a.w[o -23 acubetol-3g
らつ き が 見 え る 。 これ は 評 価 関 数 と して 人 の 分 散 率 と交 錯 率 も考 慮 して い る た め で あ る こ と と、 これ らが ま だ
1)各 世代にお ける各到達 目標個数及び
とい う
適応度 00
1せ ,Lh 01
1
1ビ I.[上 02
2点
GAsの
初期段階で ある
が 理 由 と して 挙 げ られ る 。
∞ ■ ■ ■■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■■ ■■ ■■ ■ ■ ■■ ■■ ■■ ■ ■ ■
01
0 3 ■ ■ ■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■ ■
04
■ ■ ■■■■■■■■ ■■■■■■■■ ■■■■■■■■ ■■■■■■■■ ■ ■
0 2 ■
,
1
13
ヒ
.L,
1111口
03
1
23
し
,
■ ■ ■■■■■■■■ ■■■■■■■■ ■■■■■■■■ ■■■■■■■■ ■ ■ 約 1時 間 に つ き 1世
■ 1Щ 10-01
■
代が 生 成 され る
L,中
(PowerMacM「 333 使用 )
■ ■
1
IШ oLh,
∞ 0 ・ ¨]回LL。 ¨ I 0 。 ・ D
0鼈
ヒ,[L,
によるプランの修正
0
〇
一
L
一
¨ ・ 卜 Ш
ll口
従来のプラン検討の流れ
GAsに よるプランの修正 (上 階 の吹き抜 けのみ を検討)
早稲 田大学渡辺仁史研究 室
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1998年 度修 士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
回■■■■■■田団
早稲 田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修 士論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
0401研
究結 果
前 章 に お い て 、 検 討 例 の 一 つ と して 挙 げ た 駅 舎 を 想 定 し た プ ラ ン検 討 に 関 す る シ ミ ュ レー シ ョ ン の 研 究 は 、 これ ま で 数 多 く な さ れ て き た 。 本 研 究 に お い て は これ らの 従 来 の 研 「シ ミ ュ レー シ ョ ン結 果 に 適 合 究 と は 異 な り、 す る よ う に は ど の よ う に した ら プ ラ ン が 修 正 さ れ る か 」と い う プ ラ ン 評 価 の 姿 勢 で は な く 、 「あ る 人 間 の 流 動 を満 た す プ ラ ン の パ タ ー ン を シ ミ ュ レー シ ョ ン結 果 か ら 自動 生 成 さ せ 、 そ の過 程 にお い て も設 計 者 に設 計 の イ ン ス ピ レー シ ョ ン を 与 え る可 能 性 が あ る 」 と い う設 計 支 援 ツ ー ル と して の シ ミ ュ レー タ を 目指 し て 構 築 して い る 。
前 章 の 例 と は 、 上 階 フ ロ ア の 改 札 日か ら下 階の
2種 類 の プ ラ ッ
トホ ー ム に 向 か う
2種 類
のタイ プの人 間 の流動 に関す る もので あ った。 サ イ ン等 の副 次 的 な要 素 を除 く と、直 感 的 に は 各 タ イ プ の 人 間 が 目標 で あ る 各 プ ラ ッ ト ホーム を どの程 度視認 で きるか が プ ラ ッ ト ホ ー ム ヘ の 流 動 を促 す 大 き な 要 因 で あ る と考 え られ る 。 そ の た め 、 吹 き 抜 け が よ り発 生 し や す い よ う に 、パ ラ メ ー タ を 操 作 し た と こ ろ 、 確 か に 到 達 目標 人 数 等 に 関 す る 評 価 値 は 高 い プ ラ ンが 生 成 され るの で あ るが 、 無 理 に 吹 き 抜 け が 増 加 して し ま い 、 現 実 の プ ラ ン と して は成 立 が 困 難 で あ ろ うプ ラ ンが 生 成 され た 。 この こ と に よ り、 我 々 に は 計 画 時 に 無 意 識 に 吹 き抜 けの面 積 を制 限す る思 考 が働 いて い る 傾 向 が あ る と言 え る の で は な い だ ろ うか 。 ま た 、そ の た め 、吹 き 抜 け だ け に 拘 ら ず 、平 面 の 各 要 素 を 同 確 率 (設 計 者 が 最 初 に 設 定 す る平 面 に よ って 必 ず しも同確 率 とは言 え な い
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早稲 田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修士論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築
が )に て 発 生 さ せ る よ う パ ラ メ ー タ を 設 定 し た と ころ 、 吹 き抜 け のバ リエ ー シ ョ ンだ けで な く、 様 々 な 要 素 を伴 う平 面 の パ タ ー ン を獲 得 す る こ とが 出 来 た 。
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1998年 度修 士論文
htosh watanabe laboratory 1998
遺伝的アルゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
0402考
察
当 初 、 本 シ ス テ ム で は 、 空 間 的 に 成 立 し得 な いが 適 合 度 は 高 い プ ラ ンが 生成 され る こ と が 多 々 見 られ た 。 これ は 、 複 数 の 平 面 を 適 合 。遺 伝 度 に 比 例 した 確 率 に よ っ て 選 択 ・ 淘 汰 的 操 作 を加 る とい う
GAsの
性 質 か ら引 き起
こ さ れ る と い う 理 由 で あ る 場 合 は 、 GAsに お け る世 代 数 を 増 加 させ る こ とで 解 決 出 来 る と も予測 され た。 しか し 、 今 回 の 不 確 か な プ ラ ン の 生 成 は 設 計 時 にお け る我 々 の無意 識 の思考 に起 因す る も の と思 わ れ る 。 つ ま り、 プ ラ ン検 討 の 段 階 にお いて 、我 々 は 無 意 識 に計 画 の 目的 の た め に 様 々 な 制 限 を 課 し て い る の で あ る 。例 え ば 、 「 目標 物 を あ る 一 定 の 数 に す る 」 と い う こ と や 、「 階 段 も 一 定 の 数 に 保 つ 」 と い つ た こ と
,
「階 段 の 存 在 す る 上 下 階 の 何 れ か の 階 に は 必 ず 階 段 が 存 在 す る 」,「 人 間 の 発 生 点 は 床 で あ る 」 等 、 あ る 限 定 され た 目的 の 空 間 に 当 て は ま るだ け の条 件 か ら当然 満 た され な けれ ば 空 間 と して 成 立 し得 な い 条 件 ま で 恐 ら く無 数 に 列 挙 す る こ とが 出来 る。 従 って 、今 回得 られ た 平 面 は あ く ま で も現 実 的 な 空 間 の 一 部 の パ ラ メ ー タ を抽 出 した 上 で 行 わ れ た シ ミ ュ レ ー シ ョ ン で あ り、 条 件 の 与 え 方 、 確 率 の 変 動 に よ り大 き く 異 な る 結 果 も 出 現 す る こ と が 容 易 に予測 され る。 そ こで 、 前 章 の 駅 合 の例 で は 、 プ ラ ッ ト ホ ー ム と ホ ー ム 間 の 線 路 の 部 分 ,ホ ー ム ヘ の 階 段 を予 め 固定 し、そ の部 分 には 変 更 を加 え な い と い う条 件 と 、 こ こで は 人 間 は プ ラ ッ ト ホ ー ム ヘ 向 か う こ と を 目 的 と して い る と い う 条 件 を付 け、 全 く無 か らプ ラ ンを生 成 しよ う とす る の で は な く 、 あ る 程 度 形 作 られ た 空 間
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早稲 田大学渡辺仁史研究 室 1998年 度修 士論文 hitoshi、 vatanabe laboratory 1998
遺伝 的 アル ゴ リズム による建築空 間最適化 システム の構築
に 対 して 修 正 を 行 っ て い く方 法 を 採 っ た 。 そ の結果 、 吹 き抜 けの配置 を変更す る と い った あ る程 度 予 測 で き る プ ラ ンだ けで な く、
GAsの
世 代 を経 る過 程 にお いて 、様 々 な パ
タ ー ン の プ ラ ン を獲 得 出 来 た 。 これ は 、 本 シ ス テ ム が 設 計 者 の 設 計 に 対 す る思 考 プ ロセ ス を 支 援 す る た め の シ ス テ ム を 目的 と して い た と こ ろ に 合 致 し 、 そ の 意 味 に お い て も意 義 の あ る も の で あ っ と言 え よ う。 又 、本 シス テ ム の流 動 傾 向 は各種 パ ラメー タ が 設 計 者 に よ り設 定 可 能 で あ り、 そ れ ら の 値 に依 存 す る 部 分 は 大 き い もの の 、 基 本 的 に は 確 率 論 に基 づ い た モ ン テ カ ル ロ法 に 因 る も
の で あ る た め 、不 確 定 な 要 素 は 必 ず 発 生 す る 。 この こ と は 、 必 ず し も 同 じ条 件 下 で 実 行 して も毎 回 同 じ結 果 と な る と は 限 らな い と い う こ と を 意 味 して い る 。 さ ら に 、 初 期 設 定 の 微 少 な 差 が そ の 相 互 作 用 の 結 果 と して 大 局 に 影 響 を 与 え る 可 能 性 も あ る 。 しか し な が ら、 こ れ ら の 現 象 は 非 常 に 自然 的 で あ り、 従 来 の ト ッ プ ダ ウ ン 式 で は な く 、 ボ トム ア ッ プ 式 の 設 計 手 法 は 、 そ の 不 確 定 な 振 る舞 い か ら、 寧 ろ 人 間 の 行 動 を シ ミ ュ レ ー トす る た め に 有 効 で も あ り、 設 計 者 の 思 考 と そ の プ ロ セ ス を 抽 象 化 し、 そ の 発 想 を も支 援 す る 可 能 性 を持 つ と言 え よ う。
早稲 田大学渡 辺仁史研究 室
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1998年 度修 士論 文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
0403今
後 の展 望
本研 究 で は、本 来 は理 論 生物学 の分野 で あ る遺 伝 的 アル ゴ リズ ム を建 築 空 間最 適 化 問題 に 適 応 さ せ る 試 み を 行 っ た 。 こ れ は 、 n個 の
e個 の 要 素 か ら構 成 さ れ る 平 面 の パ タ ー ン が en通 り 存 在 し 、 従 来 の 計 画
セ ル か ら成 り、
学 や 設 計 者 の 経 験 。勘 に 基 づ い て そ の 組 み 合 わ せ の 中 か ら設 計 者 の 求 め る 平 面 を 模 索 し て い た 現 状 に対 し、 非 常 に 少 な い パ タ ー ン数 の 探 索 で 有 効 な 解 を 算 出 す る こ とが で き る演 算 法 で あった。今 回用 いた
GAsは
基本的な も
の で あ り、 序 論 に お い て も 一 部 紹 介 した よ う に 、 多 く の よ り改 良 さ れ た ア ル ゴ リ ズ ム が 提 案 さ れ て き て い る 。 今 回 シ ス テ ム と して の 枠 組 み ,そ の 方 向 性 は 示 唆 出 来 た と 思 わ れ る の で 、 今 後 よ リア ル ゴ リズ ム 部 分 の 改 良 が 求 め られ る 。 ま た 、 本 シ ス テ ム は 」ava言 語 に よ リ プ ロ グ ラ ミ ン グされ て い るた め 、現 在 主 流 の
OS
上 で は 問 題 無 く実 行 が 可 能 で あ る 。 さ ら に オ ブ ジ ェ ク ト指 向 プ ロ グ ラ ム で あ る た め 、 従 来 の 手 続 き 型 プ ロ グ ラ ム に 比 較 して 、 そ の 拡 張 が容 易 で あ る。そ の反 面 、 まだ まだ
C/C++
等 の 言 語 に 比 べ 、 実 行 速 度 に少 々 問 題 が あ る が 、 コ ン ピュー タ の発 達 が 顕 著 で あ る現 在 、 こ の 問 題 は さ ほ ど重 要 で は な い よ う に思 わ れ る。 プ ロ グ ラム 上 の 問題 と して は 、 これ は 筆 者 の技 術 不 足 に起 因す るが 、 プ ログ ラム実行 の 際 に 、非 常 に 空 き メ モ リ を 必 要 と し 、更 に 、他 言 語 と比 較 して 遅 い と は 言 え ど も十 分 実 用 的 で ある筈 の本来 の
Javaの
速 度 も実 現 さ れ て
いな い。 今 後 、 この よ うな技 術 的 な 問題 を踏 まえ た 早稲 田大学渡 辺 仁史研究 室
1998年 度修 士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
上 で 、 更 な る ア ル ゴ リズ ム の 拡 張 や 必 要 な パ ラ メ ー タ の 選 定・ 拡 張
ば
,適 応 平 面 の 拡 張 (例 え
3次 元 モ デ ル ヘ の 拡 張 の た め セ ル を 微 少 化
す る と い っ た 提 案 )が 期 待 さ れ る . そ して 、 こ れ ら を 満 た す シ ミ ュ レ ー シ ョ ン が 構 築 さ れ た 暁 に は 、 そ の シ ミ ュ レー シ ョ ン 自体 が 有 効 で あ る こ と は 言 う ま で も な く、 そ の 制 御 方 法 が 形 式 化 され る こ とに よ って 、 設 計 者 の よ り多 く の 思 考 が 抽 象 化 さ れ る こ と で あ ろ う。
早稲 田大学渡辺仁史研究 室
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1998年 度修 士論 文
htosh watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
国■■口■図口■国
早稲 田大学渡 辺仁史研究室
1998年 度修 士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
ソー ス コー ド
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
0501開
発・ 実行 環境
Metrowerks CodeWarrior Professional
社 の
本 シス テムは
に よ り、
Jav al)を 開 発 言 語 と し て 開 発 さ れ た 。 プ ロ グ ラ ム エ デ ィ タ ・ コ ン パ イ ル 環 境 は
CodeWarrior IDE 3.2」 2)で ぁ る 。 実 行 環 にお け る 境 は Metrowerks Java l.5 Metrowerks JIT」 VMを 使 用 し た 。 ア プ リ ケ ー シ ョ ン本 体 は 「
Ga.jar」
とい
う フ ァイ ル ネ ー ム の ア ー カ イ ブ形 式 の もの で あ る。 次 項 に 記 述 し た ソ ー ス コ ー ドか ら な る プ ロ グ ラム は 、
Java VMの
可動す る コ ンピュー
タ で あ れ ば基 本 的 に実 行 可 能 で あ る 。 この よ う な 環 境 を 持 つ コ ン ピ ュ ー タ の 例 と して は 、 1)」 ava oま
Sun Microsystems,Incの
商標 で ある
Macitoshや Windows,Unixの
OSが
搭 載 さ れ 得 る コ ン ピ ュ ー タ が 挙 げ られ る 。 但
Macitoshに て 開 発 し て い る た め 、Macitoshで の 実 行 を 推 奨 す
し 、今 回 の プ ロ グ ラ ム は る 。又 、1024
768以
上 の解 像 度 を表 示 出 来
る こ と も推 奨 され る。
2)CodeWarnOrIDE 3.2」 における開発環境
3)NIetrowerks」 ava l.5 にお け る実行 環境
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早稲田大学渡辺仁史研究 室 1998年 度修 士論文 hitoshi t7atanabe laboratory 1998
ソース コー ド
遺伝的アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築
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パ β 事 , じ b a ヨ o
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早稲 田大学渡 辺仁史研究室
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1998年 度修 士論文
ntOsh watanabe laboratory 1998
ソースコー ド
遺伝的アルゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
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早稲田大学渡辺仁史研究 室
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1998年 度修 士論文
ntOsh watanabe laboratory 1998
ソースコー ド
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
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早稲田大学渡辺仁史研究 室 1998年 度修 士論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
ソースコー ド
遺伝的アルゴリズムによる建築空間最適化システムの構築
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早稲 田大学渡辺仁史研究室
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1998年 度修士論文
ntOsh watanabe laboratory 1998
ソースコー ド
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
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早稲 田大学渡辺仁史研究 室
1998年 度修士論文
ntOsh watanabe laboratory 1998
ソー スコー ド
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
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1998年 度修 士論文
ntOsh watanabe laboratory 1998
ソース コー ド
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
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早稲 田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修 士論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
ソースコー ド
遺伝的アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築
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早稲 田大学渡辺仁史研究室
1998年 度修 士論文
Htosh watanabe laboratory 1998
ソース コー ド
遺伝 的 アル ゴ リズムによる建 築空 間最適化 システム の構 築
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早稲 田大学渡 辺仁史研 究 室 1998年 度修 士論文 hitoshi、はtanabe laboratory 1998
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遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
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1998年 度修 士 論 文
hitoshi、 vatanabe laboratory 1998
ソースコー ド
遺伝的アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築
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早稲田大学渡辺仁史研究 室
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1998年 度修士論文
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ソースコー ド
遺伝的アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築
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1998年 度修 士論文
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ソー ス コー ド
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
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早稲田大学渡辺仁史研究 室 1998年 度修 士論文 hitoshd watanabe laboratory 1998
ソー ス コー ド
遺伝 的 アル ゴ リズム による建築空 間最適化 システムの構 築
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早稲 田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修士論文 hitoshi、 vatanabe laboratory 1998
ソースコー ド
遺伝的アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築
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遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
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1998年 度修 士 論文
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早稲 田大学渡辺仁史研究室
1998年 度修 士論文
ntOsh watanabe laboratory 1998
ソー スコー ド
遺伝的 アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
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早稲 田大学渡辺仁史研究室
1998年 度修 士論文
ntOshi watanabe laboratory 1998
ソースコー ド
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
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■ ●N ●n 料 一 ヽ P ● ● + → > ヽ こ > L L μ O o 5 ヽ o ● ■ o だ C C こ 5 ヽ r r F 、 、 理 8 r ゃ I I ← N F く T ヽ N ″, ● ● C ゃ 5 田 5 o ● 2 ■ 一 N ■ 0 O c C 9 t ■ ● F デ 2 5 ■ 8 ■ 〓 ← O O 8 3 N N 5 & な , デ ´ υ ε 〓 0 ● 資 ゝ t ● ● C 、 T 5 0 0 ん , ^ 0 0 r 2 L L ■ だ 2 F V υ t 3 n O ● o 8 3 ≧ こ 理 、 、ぃ .、 b 8 ^ n n o ギ 共 ギ 3 協 n m ■ . i ■ 貫 3 5 & N N ぃ x x ■ N だ, E ″ E ん 8 ヽ t だ o ● 5 t だ o 一 t ● 2 だ モ ヽ ● C デ r e 一 8 じ 尋 デ . . ● ^3 〓 , f Y 共 5 P 8 ∞ N て 8 0 H ぃ ^c ^ ^ ● 一 お ■ 一 . . . I 薔 9 〓● 3● ・ 七 L 3 O 。 ヽ E C , 。 . r r L L. 0 お ψ ● ゛ ∽ И 〓 〓 薔 o ● L 七 L 一 。 . . ● L L 0 6 一
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ソース コー ド
遺伝的アルゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
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ソース コー ド
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
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ソー ス コー ド
遺伝的 アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築
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出 電 ] 冒 目 5 υ 7 7 ] [ 凸 [ 出 一 ヨ v ● + 目 出 [ 凸 T ] o コ υ o
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[ 畠 モ . ″ e t 8 8 占 畠 8 富 3 冒 じ ● ■ ヨ , ● . E f Ь 妥 v ニ . r ー 2 9 8 〓 ヽ
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[ 昌 8 ″ , ■ 8 デ . 2 だ 3 ¨ 8 m ], E 3 ● 8 ゛ ■ ● も ″ ● ぁ L L 3 o υ b . V ″ O L e 中 g . o 三 中 o 星 + ・
冒 冒 ヨ , ´ 8 ■ . ´ 2 だ 3 ∵ 8 ] c o 一 ´ o メ o L L o υ . ″ O L J ε ● R I
■ 0 も 枷 3 L じ o . f 呈 ・
冒 冒 澤 , ■ 8 r
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htosh watanabe laboratory 1998
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遺伝的アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築
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早稲田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修士論文 hltosht watanabe laboratory 1998
ソースコー ド
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
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早稲田大学渡辺仁史研究 室 1998年 度修 士論文 hitoshl watanabe laboratory 1998
ソー ス コー ド
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
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早稲 田大学渡辺仁史研究室
1998年 度修士論文
htosh watanabe laboratory 1998
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早稲 田大学渡辺仁史研究室
1998年 度修士論文
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ソー スコー ド
遺伝的アルゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築
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早稲田大学渡辺仁史研究案 1998年 度修士論文 樋tosn watanabe laboratory 1998
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遺伝的アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築
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早稲 田大学渡辺仁史研究 室
1998年 度修士論文
hltosh watanabe laboratory 1998
ソースコー ド
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
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1998年 度修 士論文
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遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化システム の構築
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1998年 度修 士論文
htosh watanabe laboratory 1998
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遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
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早稲田大学渡辺仁史研究 室
1998年 度修 士論文
htoshi watanabe laboratory 1998
ソースコー ド
遺伝的アル ゴ リズムによ る建築空間最適化 システムの構築
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早稲田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修士論文 hitosh watanabe laboratory 1998
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遺伝的 アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築
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早稲 田大学渡辺仁史研究室
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遺伝的アルゴリズムによる建築空 間最適化システム の構築
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早稲 田大学渡辺仁史研究室
1998年 度修 士 論文
ntOsh watanabe laboratory 1998
ソースコー ド
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
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早稲 田大学渡辺仁史研究室
1998年 度修 士論文
ntOshl watanabe laboratory 1998
ソースコー ド
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
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1998年 度修士論文
htoshi watanabe laboratory 1998
ソー スコー ド
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
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ソースコー ド
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
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早稲 田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修 士論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
ソー ス コー ド
遺伝的 アルゴリズムによる建築空間最適化システム の構築
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早稲 田大学渡 辺仁 史研究 室
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1998年 度修 士 論文
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ソー スコー ド
遺伝的アル ゴ リズム による建築空間最適化 システムの構築
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1998年 度修士論文
htosh watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
ソース コー ド
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早稲 田大学渡辺仁史研究室
1998年 度修士論文
htoshd watanabe laboratory 1998
ソースコー ド
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
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早稲田大学渡辺仁史研究 室 1998年 度修士論文 hltoshi watanabe laboratory 1998
ソー ス コー ド
遺伝的 アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築
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早稲 田大学渡 辺仁史研究 室
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1998年 度修 士 論文
hitosh watanabe laboratory 1998
ソース コー ド
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空 間最適化 システムの構築
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早稲 田大学渡辺仁史研究室
1998年 度修士論文
htosh watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構 築
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H.M.ワ
グナー :オ ペ レー ションリサーチ入 門 2-ネ ッ トワー クモデル ,培風館
リチ ャー ド・ バー トン :シ ミュ レー シ ョンとゲ ー ミング入 門 ,竹 内書店 竹村仲 一 :レ イ トレー シング ,オ ー ム 社
新居雅行
M∝ intoshア プ リケー シ ョンプ ログ ラミング ,デ ィー・ ライ ト
プ レイス
W.リ
奥 田二郎
フ ィック :コ ンピュー タシミュ レー シ ョン ,現 代数学 社
シミュ レー シ ョンの ABC,日 本放送 出版協会
浅沼強 他 :流 れ の可視化ハ ン ドブ ック ,浅 倉書店 長谷川栄 美術館 ―新 しい ミュー ゼ オ ロ ジーの視 点か ら ,グ ラフィ ック社 岡野真編 :建 築文化別冊 ― ミュー ジアム 図鑑 ,彰 国社 多数 :新 建築学大 系
11-環 境心理 ,彰 国社
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遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
参考文献
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1998年 度修 士 論文
hitoshi n/atanabe laboratory 1998
遺伝的 アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
参考文献
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ポ ジウム ,1996. 青木義 次 :遺 伝進化 的 プラン改 良 アル ゴ リズム ,日 本建築 学会情報 システム 利用技術 シ ンポ ジウム ,1993. 位 寄和久 :施 設配 置計画 のための 行動 モ デル に関す る研 究 ,渡 辺研 究室昭和
57年 度修 士 論
文 渡 辺俊 :建 築計画 に関す る知 識表現 の枠組 ,渡 辺研 究室 昭和
61年 度修 士 論文
林 田和 人 :都 市 の状態変化 に 関す る研 究 ,渡 辺研 究室平成元 年度修 士 論文 福富康 人 :負 担 ポテ ンシャル を用 い た トイ レの配置モデ ル ,渡 辺研 究室平成 浜 田隆弘 :空 間 の 動態 の記述 ,渡 辺研 究室平成
7年 度修 士 論文
8年 度修 士 論文
多数 :Sim station ProieCt,早 稲 田大学―清水建 設共 同研 究 ジ ェ イムズ .L.ア ン トナ コス
+ケ ネ ス 。C。
マ ンス トフ ィー ル ド .Jr:要 点 をお さえて 学 ぶ 早稲 田大学渡 辺仁史研究 室
― VI:~
1998年 度 修 士 論文
hitoshi ttttanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズム による建築空間最適化システム の構築
参考文献
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:■
URBO C++/BO斑 JNDC++に
よるオブジェク ト指向狂詩曲 ,株 式会社技
術評論社 ,1992.02 吉田弘一 郎 :Java狂 騒曲 ,株 式会社技術評論社 ,1996.09
ava,株 式会社技術評論社 ,1998.12 吉田弘 一郎 :極 める 」
ava言 語 ,有 限会社 リセ ッ ト,1996.03 高木和夫 :あ まくち 」 内田功志
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ava基 礎か ら学ぶスーパーテクニ ック ,株 式会社オーム社 ,1996.06
スー レマ ン・ ララニ ,ク リス・ ジ ャムサ :Javaプ ログラミングケ ーススタディ ,株 式会社ス リーエー システムズ ,1996.06 仙台 メデ ィアテー クプ ロジェク ト :http://― .media.navis.cojp/top.htm
lnduction City : http://www.ntticc.or.jp/pub/ic_mag/ic0 12/watanabe/ induction」 .htinl Artificial Life Online:http://alife.santafe.edu/ City of Bits:http://n■ itpress.rrllt.edu/e― books/City_of_Bits/
ニ史研 究箋 渡辺イ
http://-2。 watanabe.arch.waseda.acjp/
Java(tm)House Mailing List Homepage:http://iava― house.etl.gojp/m1/ 」 ava Technology Home Page:http://iavaoSun.com/ 」 ava樹 ヒ 硼
:http://― .sun・ COjp/iava/tech/
」 ava FAQ jp:http://techowebcity.nejp/∼ andoh/iava/iavafaq.htn■
―vin―
早稲田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修士論文 hitOshi豪、tanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
Z■ ■■ ■国 日口■
早稲田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修 士論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構 築
おわ りに
思 え ば 、修
1年
の頃、
GAs・ Javaに
魅
せ られ 、 これ は 建 築 に 応 用 で き る 、 い や 誰 か す べ き で あ る と考 え て 始 め た 今 回 の テ ー マ 。 しか し 、 何 か ら手 を つ け て よ い の か わ か らな か つ た 僕 に適 切 な 助 言 を 与 え て い た だ き 、 方 向 性 を 教 え て く だ さ っ た 林 田 さ ん を 始 め とす る 方 々 の 存 在 を 抜 き に は 成 就 しな か っ た研 究 で あ る と思 い ま す 。 非 常 に お 約 束 の 文 句 で す け ど。
そ のおか げで、修
2年
の後 半 にな る と、
僕 の ラ イ フ ス タ イ ル は 非 常 に 変 化 して し ま っ た の で す が 、 そ の き っ か け を 作 り、 寝 食 を 共 に し た 武 彦 君 、 ま た ご飯 作 っ て ね 。
CAD室 も 今 し 、 8Fの 研 究 室 と も
で 、そ の生活 の拠点 とな った で は 随 分 と設 備 が 充 実
見 た 目 も含 め て 性 格 分 け さ れ て き た 感 が し ま す 。 一 言 で 言 え ば 、「男 臭 さ 」 若 し く は 「 Dの 部 屋 」 と い う と こで す か 。 本 当 に ダ メ 部 屋 で し た が 、 そ の 原 因 の 大 き な 一 つ で も あ り、 こ れ が 無 か っ た ら こ こで は な い と い う行 為 で も あ っ た の で す が 、 共 に走 り、 撃 ち 、 闘 っ た
CAD室
の 皆 さ ん 、ど う も お 疲 れ 様 で し た 。発
狂 しそ うな ほ どせ っ ぱ詰 ま っ て も この ポ リ シ ー だ け は 貫 き 通 し て ま し た ね 、ボ ス 。そ う 、 山久 瀬 さん、 あ な た で す 。 ど う もお 世 話 にな り ま した 。 幾 つ も の 障 害 を 共 に ク リア し、 共 に 競 い 合 って 非 常 に進 化 す る こ とが 出 来 ま し 「 カ カ ッ テ コ イ ヨ 」,「 峠 」,「 た。
56"238」
ド ウ 」,「 1'44"70」 ,「 ソ ル 」,「 R」
,そ
,「
ハ
して
「爆 発 」 と 今 振 り 返 る と 何 を や っ て た ん だ か 。 で も 、 こ こで の こ と は 今 後 も っ と精 進 して い き ま す 。「 ア レ や る か 」 っ て 感 じ で す 。
早稲 田大学渡 辺仁史研 究 室
1998年 度修士論文
ntOshiヽ、tanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
おわ りに
と、意 味 もわ か らな い よ うな ロー カ ル な こ と を ツ ラ ツ ラ と書 い て し ま っ て 終 わ る の も情 け な いの で 、真 面 目 に謝 辞 とい う こ とで 、 ず っ と助 言 を い た だ き 、 体 た ら くな 私 を 見 守 っ て くだ さ っ た 渡 辺 仁 史 教 授 を 始 め と して 、 研 究 室 の方 々 に は感 謝 の念 が 耐 え ませ ん。 共 に 壊 れ た 福 地 君 、 図 の ス キ ャ ン等 を手 伝 っ て く れ た 横 木 さ ん 、遠 出 用 に PowerBookを
く
れ た り延 び た ス パ ゲ ッ テ ィ を 作 っ て く れ た し の ぶ さ ん 、 そ して 、 ど う し よ う も な い 私 を の さ ば らせ て く れ た 両 親 等 、 挙 げ れ ば き りが な い の で す が 、 ど う も あ り が と う &お 疲 れ 様 。 そ して 、 特 に 感 謝 感 謝 の 方 で あ る 橘 木 さ ん 、 福 岡 ま で 押 しか け て ご迷 惑 を お 掛 け し ま した 。 で も 、 本 当 に 本 当 に 助 か りま した 。 橘 木 さ ん の 助 言 ・ バ グ と りな し に は この プ ロ グ ラ ム は 完 成 の 目 を見 る こ とが な か っ た こ とで し ょ う。 学 会 の 時 然 り、 福 岡 に は 縁 が あ る の や らな い の や ら な の で す が 、 次 回 こそ は ゆ つ く り と は し ゃ ぎ ま し ょ う。 ラ ー メ ン も ま た 食 べ ま し ょ う。 接 待 させ て くだ さ い 。
ま た 、 こ の 論 文 の 中 で は 、 時 間 や 自分 の 能 力 の 都 合 上 ま とめ 上 げ切 れ な か った 箇 所 が 幾 つ か 見 られ る こ と と思 わ れ ます 。 時 間 が 許 す 限 り修 正 を し た つ も り で す が 、 こ の 場 を 借 り て 予 め 謝 罪 して お き ま す 。 そ し て 、 こ の 研 究 テ ー マ は 自分 が 手 を 延 ば せ な か っ た ア ル ゴ リズ ム や パ ラ メ ー タ 、
3次
元 自 由平 面 へ の拡 張 、 プ ログ ラム の最 適 化 等 と い っ た 様 々 な 要 素 に 関 して 発 展 の 可 能 性 が あ り、 今 後 継 続 す る 意 味 が 十 分 に 強 いテ ー マ で あ る と思 っ て い ま す 。 誰 か 引 き 継 い で く だ さ い。 出来 るだ けのバ ックア ップ は します 。 真 面 で 。 お 願 い 。 辛 い け ど面 白 い か ら。 早稲田大学渡辺仁史研究室
1998年 度修士論文
htosh watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化システム の構 築
おわ りに
そ して 、 この 論 文 の 執 筆 中 に 逝 っ て し ま っ た モ モ と ム ク 、 忙 し い と い う 理 由 で あ ま リー 緒 に 居 て や れ な くて ゴ メ ン な さ い 。 こ の
2匹
に も この論 文 を棒 げ ます 。 最 も関心 の 無 い 方 々 で し ょ うが・ ・ ・
早稲田大学渡辺仁史研究室 ―
X:―
1998年 度修士論文
ntOsh watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構 築
Z■ ■■ ■■ ■固□
早稲 田大学渡 辺仁史研究 室
1998年 度修 士論文
hitoshi濠ヽtanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
Cel:Archソ ース コー ド (C++に よる)
ma■
*.sq,E w ala
l-. :‖
1
甲!:・
1
=・
;include <Tlpes.h> ,include dlemry.h> *include <Quickdrow. #include #include #include #include
11[エ コ :
n cp
h>
<Fonts.h> <Events.h> 4lenus.h>
findds.t>
tinclude <TertEdit.t> tinclude <Diql€s.h> #include <)Slrtils.h> *include <Tooltltils. h> *include <S€gL@d.h> #include {Doffscreen.h> #include <Icons.h>
Cen Arch実 行画面
#include <tdio.h> #includ€ <stdlib.h>
#include "l&in.h"
#include "nlqtrix.h" #include "Tokenizer.h"
extern Ylhtrix
tmtrix;
min2(vdd): 86leqn ForEqchFile( {
8@1eon
″ ifndef Mcin H #deFine
FSSpec rspec
b@
spec
);
return boo;
グ ローバル変数。
extern Boolean gQuit; 〃
- true;
Mbin_H
mtrix - ns Ylqtrix( 〃
)
〃 これを
f●
l
lseに すると終了します。
初期化関数 ln■ t( vo■ d );
Boolean
8@leon Init( void )
{ ″ 〃
return true;
]
Drag a DrOpさ れてきたフアイメレーつ一つに対して、
〃
この "MainⅢ 薔数 が 呼 ばれ ます。
wid
〃
Ooolean 〃
void void
sritch( €vent-ilhqt ) {
イ ベ ン ト処 理 関数
DoEvent(EventRe∞ rd。
tbEvent( EvetrtRecord *evetlt )
{
ForEochFile( FSSpec ofileSpec );
case rcusehm:
):
Doldle( vOid );
″
マ ウス の イ ベ ン トを扱 いた
〃
な ん か を仕 込む。
い時 は ここ に 〃 ″
bre● k;
全部 の フ ァイル を処 理 し終 わ った とき に呼ばれ る関数
case updateEvL:
″
void
〃
Oone( void );
WindOWの
内害 を書 き直 さな
いといけない ″
時 に このイベ ン トが くる 。
Beginupdcte((籠 ndOptr)(event―
#endif
早稲田大学渡辺仁史研究 室 ― X::~
1998年 度修 士論文
hitostri watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築 ilessoge) ); Endupdote(
(ilindilPtr)(event-
);
>nessoge)
breok; cose
octivqtefvt: //
背面の Windowが 前面に出て
//
処理をここでやる。
min2.cp
きた 時 に必 要な break;
cose keyOown: ″
KeyBOardの 処理 は こ こで や
#include "YCmn.h" #include "Yl.lqtrix. h" #include "VEl.bvie.h"
る。
breok; }
#include
}
////′ ///′ ′/′ ///////
関数
fScreen.h>
#include <string.h> #inctude <stdlib.h> #include <stdio.h>
〃 ″ /″ 〃 〃 〃 ″ 〃 /″ 〃〃 /ノ /〃 〃 /″ 〃 ″ ″ ″ノ″″ 〃 ノ〃 〃 〃 〃 〃 / 〃
<QDof
Done
// 全 ての フ ァイル に対 して Mainを 呼ん だ後 に、 これ が 呼 ばれ
〃 〃
こ こで は単 に、 終 了の フラグ を 立て て アプ リケ ー シ ョンを
〃
終 了 させて いま す。 (い じる必 要 はな いで しょ う)
″define
k-stopField k-currentField
メdeFine
k-currentTurnFieLd 16
#deFine
ます。
10 E
〃 vo■
d
void
Done( v。 ■d )
{
,//gQuit
-
true;
Jv*,$..
//
sQuit
&
lt,tr -,f{
Copy( Gilo.tdPtr, DiologPtr, const Rect & ); B@leon [ouseTocell( 1on9 &tx, tong &ty, long &tz, const Point &pt, const Rect &.eqt ); void minz( void )i
Doldte( void )
osErr
minzo;
tmviespeed
gQuit
l
-
Rect
void
] void {
InitAppl( DiologFtr &diolog, GilorldPtr &gllorld,
);
sovec[orldToPlcT( GilortdPtr
);
B@leon l.lovieField( Diologftr diolog, long *rcvieskip, long
);
8@1eon StepField( oiologPtr diolog, long 'stopstep ); B@leqn Fieldlnput( DiologPtr diolog, short its, tong 'dotq
true;
);
void
Fieldoutput( oiologPtr diolog, short it€n, Long doto
); Yl{otrix *notrix4; nain2
″ 〃
0Sか ら
〃
OpenDocア ップル イ ベ ン トを受 け取 り、
グローバル変数 matrixに マ トリックスクラスを ″ 割り付けた後に、この main2関 数が呼ばれます。 〃 システムグルールーチンを抜けた後のエン トリー ポイン ト. // void
m● in2( void )
{
if(:matrix) Rect
return:
rect;
tong long long
tx ty tz
-1; -1;
4i
DiologPtr diolog; GilorldPtr
glorld;
InitAppl( diolog, glorld, rect
);
mtrix->PregoreTurn() ; mtrix->DqtqDrd( gflorLd, rect
);
Copy(
glorld, diolog, rect );
早稲 田大学渡辺仁史研究室 ―
Xi:1-
1998年 度修士論文
ntOsh watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 cose
short iter*lit; Point musePt; B@leon l@P - true, incell; ::SetPort( diqlog
//
Es
mtrix->(Drow( gtorld,
rect, 0,
I,
opt ); Copy(
);
gtorld, diolog,
rect ); breok;
.wie - nil; short textRef - 0; short textvol - 0; Boleon openText - fqlse; chor p6f [256];
VElbvie
lqg ldg log long long long
25i
cose Z3t
mtrix->KDror( gl|ortd,
rect, 1, 0, opt ); Copy(
- 0; currentTurn 4', stopstep - 100i
rect, 1, 1, opt );
rcvieskip- 0;
fect );
breqk; Ell
2* //
currentstep
wiesped
-
gilorld, diqlog,
rect ); cose
nunstepslTurn
// nl
mtrix->KDrow( gllorLd, Copy( glrorld, diqlog,
breokl
Oi
mtrix->Getl,lunstepslTurno;
cose ZZi
//
Df
mtrix->KDrqr( gtorld,
Rect
iRect;
Hondle
hondle;
short
iType;
rect, 2, 0, opt ); Copy(
gtbrld, diolog,
rect );
B@leon b@;
breok; cose 27t
while( loop )
//
Ef
mtrix->KDroi( gllorld,
rect, 2, 1, opt
nil, &itsHit ); unsignedlong keymp[,+];
)l
::HodolDielog(
::GetKeys( keymp
Emleon opt
Copy(
glorld, diolog,
rect );
);
breok;
- (ke}mptrlx0ro@eA$8 h
cqse
O;
sritch( itffiHit )
4: // SoveText if( opt )
{
{ cose 1:
mtrix->S@eAcu
loP -
6s15.'
breqk; cose 2:
else :Getlbuse( &nousePt ); incell - libuseTocell( tx,
mtrix-
:
ty, tz, msePt, rect );
breck;
if( incelr )
t
cose S:〃 SavePICT natrtx―
tf(
tx, ty, tz ) )
>CulcvisibleDistonce(
,S● veToText();
rect,0),〃
motrix-
>DataOr‐ (9W● rld,
●lphoチ ャ ンネ Jレ 付 きで描 く
SaveCWorldToPICT(g用 orld ):
mtrix->Culc{qLkDistonce(
breok;
tx, ty, tz );
cose
mcu.rentstep
mvie
currentstGp
if(
if(
&& (currentsteplnwieskip--e)
)
mvie->tddPicture()
Step
);
coPY(
);
//
1
mtrix->5tepl(
trix->Vien0rfl( glorld, rect ); gilontd, diolog, rect
16i
currentstep*nunstepslTurn
--
*i
0)
{
;
currentTurn++;
mtrix->ilovcC€tl
Oi
breok; cose
1i //
mtrix-
DrqwDoto
mtrix->DotoDrd( glorld,
>PreporeTurn();
rect ); COpy(gWorld,diOlog,
mtrix->DatoDrd( glorld,
rect );
rect );
if(mOVie鳳
Copy(
(CurrentstepttovieSkip‐ ・ ・o))moVie→ AddPictureo;
brerk; cose
FieldOlltput(dial。 9,
LcurrentrurnField,currentTurn); Copy(
rect
FteldOutput(dia10g, k_currentField,currentStettnutttepstTurn);
24i /,/ DS mtrix->KDrqi( gf,orld,
rect, 0, 0, opt );
gbrrd, diolog,
rect );
g[orld, diolog,
if( CurrentStep
)i
輛 ovieSkip
-0) brcok;
{
早稲田大学渡辺仁史研究室 ― XiV―
1998年 度修士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 if( moVie )
step-o; step<stopstep; step+ )
mie->AddPicture();
{ if( OpenText )
trix->5tepl(currentStep) ;
{
long
trix->DotqDrd( gllorLd, rect );
strLength.O;
Copy(
- sprintf( p@l, "yrYrcurrent
strlength
gilorld, diqlog, rect
turnYt*ldYrcurrent
);
steDftfildYr" currentStep++;
currentsteplnuilStepslTurn
,
currentTurn, currentstep$numstepslTurn
); currentstepxrcvieskip
一 一 m
Fs[rite( textRef, &strlength, pool );
i.f( novie )
tri.x->SoveTolext0oto( textRef ) ;
if(
l
openText
.-
0
-
)
currentTurn++;
0)
rcvie->AddPictureo;
)
breok;
cose 79t
-
currentStep$nunstepslTurn
// ! lurn stopstep -
1
numstepslTurn
long strLength-o;
;
for(
1on9
step4; strlength - sprintf( pool' "yrfrcurrent turnYt*ldYrcurrent stepYttrldlr"
step<stopst€p; steF++ )
{ mtrix->Step1 (currentStep);
notrix->DotoDr0
( gltorld, rect );
,currentTurn,currentSteprnunstepslTurn): Copy( gf,orld,
diolog, rect
);
::FSWrite( textRef, &strLength, p。
。1 );
currentStep++;
if( currentsteptrnu[StepsLTurn
currentsteptfrcvieskip
mie )
-- 0 )
matrix― >SaveToTextDat●
if(
-- 0 )
} }
t
}
if(
rcvie->AddPicture();
openText
(teXtRef);
currentTurn++;
di● loO,
FieldOutput( k_cuFrentField, currentSte口 %ntlmStepslTurn );
di● lo9,
k_curFentrurnField, currentTurn );
if(
FteldOutput(
) I
}
else long strLength‐ 0;
::SysBeep( 30 ): break;
strLength ・・ sprintf( p● Ol, 'vrVrcurrent turnVt%ldVrcurrent stepVセ %ldrr"
case 20:{″ MakeseriolText CheckBox ::GetDialogltem(di。
1●0,
20,こ iType,動 ondle,こ iRect); short rewV● lue ‐ 1 - ::
,currentTurn,currentsteメ nunstepslTurn):
GetControlV● luc((ContrOIHandle)handle);
::FSWrite( textRef, &strLength, pool );
(COntr。 lHandle)handle, IlewV● lue );
::SetControlV● lue(
if( neWVOlue ) Inotrix→ SaveToTextOat●
(teXtRef):
{
boo ‐ MovieFteld
}
(di● 10g,飾 ●vieSkip,飾 ЮvieSpeed);
}
に currentField,currentSte
}
if(b∞
FieldOutpllt( dio10o,
{
)
numStepstTurn),
cose 6:
-
FieldOutput(dia10g,
openText
bre● k;
err r noErr;
LcurrentTurnField,currentTurn);
true; 05E
rr
/′ RunSintulation
boo・・ StepField( dialo9,
StondordFileReply repty;
if(b∞
r€ply. sfscript
3stopstep ): )
- snsystilScripti
{
fOr( 10ng
StondordPutFile(
"Yp
jlti*A
::
FF# : ", "Ypseriol", &rcply
早稲田大学渡辺仁史研究室 ― XV―
1998年 度修士論文
hitostri watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 SysBeep(30);
l else
repty.sfcood )
textvol
-
t
if( rcvie )
reply.sfFile.vRefNun; del€te
err -
&(reply.sfFile), 'JEDT',
::FSPCreote(
reply.sfscript
mov■ e,
'TEXT',
Nie
); ‐ nil;
if( errl-noErr E& errl-dupFllErr ) err
'
if(
ern!-noErr )
::FSpopenDF(
i
return;
)i
&(reply,sfFite), fslfrPern, &textRef
breok;
]
{
if( novie ) {
::SysBeep(30);
d€1ete mvie; openText
-
l
fotse;
breqk;
Boleon uovieField( DiqlogPtr diolog, long .rcvieskip, rrcviespeed
I
I
l
l
B@leo
b@ - Fieldlnput( diolog, 12, rcvieskip ); if( 'mvieskiP <- O ) 'rcvieskiP - 1; boo - Fieldlnput( diolog, 15, moviespeed ); if( rrcviespeed +0 ) *mviespeed - 1;
else
t
if(
openText
)
a
return bo;
::
l
FSClose( textRef );
B@leon StepField( DiologPtr diolog,
FlushVol(OL,textVol);
lsg
t
B@leon Fieldlnput( DiologPtr diolog, short )
breok; .}
llqkelbvie ::CetDi●
its, lmg
rdoto
CheckBox
Hondle hi Rect r;
logitem(di● 1● g,
11, atType, 3hondle, 3iRect ): short newV● lue
short t; Str63 str;
1 ‐::
Getcqntrol olue( (Cmtroukndle)hondl€ ); : : Setcontrolvolue( (ControlHondle)hondle, nevrvolue );
if(
);
l
] qse Llil//
)
'stopstep
return Fi.eldlnput( diolog, k-stopFietd, stopstep
'
openText F● lse:
::Getmologlten( diolog, its, &t, &h, ar ::GetDiologltenText( h, str );
rdoto
10g, movieskip, 師 vieSpeed );
if(b∞
);
:(str+tstr+1)'Q;
nflVolue ) bo● ・ ・ M● vieFteld
( di●
long
)
- otol( (chqr .X str
+1
) )i
.str - sprintf( (chqr .)(str+l), "ftd", ::SetoiqloglterText( h, str );
)
{
r6oao
,'
if( ! mov■ e
return true;
) 1
〔
Rect
rrr‐
wid
gお rld→ portRect,
Fieldoutput( DiologPtr diolog, short
iten,
long dqto
) {
if(│。 pt)
Hondle
h;
Rect ri short t; Str63 str;
rrr.bottoln― ‐matrix― 涎etVerto tt y_CellSize+20:
movie ‐new VEMovie( 」 World, nlovieSpeed, arrr );
::GetDiotoglten( diolog, it6, &t, &h, &r ); *str - sprintf( (chor 'Xstr+l), "xld", dato );
} }
::SetDiologlt€rTut( h, str );
else 1
早稲田大学渡辺仁史研究 室 ― XVi―
1998年 度修 士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 ::StondordPutFile( "YpPICT0*A : ", "Ypimge", &reply B@leon l,louseTocell( long &tx, long &ty, long &tz, const Point &pt, const Rect &rect )
t
);
if(
short h-pt.h - rect.l€ft - y-offsetx; sho.t v- pt.v - rect.top -y-offsetY; tz - h,/(notrix->GetHorizOry-cellSize+20) ; h
reply.sfcood )
{ CcrofPtr curPort; Gt*londle curcD;
::Getclorld( &curPort, &curcD ); ::Setc[orld( screen, nil );
t(- (motrix->GetHorizO.y-cetl5ize+20) i
err ' ::Fspcreote( &(.eply.sfFile), '8BIM' 'PICT', repty.sfscript ); if( err!-noErr && err!-dupFl{Err ) return
tx - h/y-cetlsize;
- v/Y-cellsize; ty - mtrix->Getvert()-1-ty; return !( tx<O ll ty<o ll tz<o ll tx>-notrix>GetHorizo | | t)>dqtrix->Getv€rto | | t>{otrix->GetHeight tY
short ref;
o);
e.r -
]
fsltrPern, &ref
void
);
gilorld, DiologPtr diotog, const Rect
Copy( GilorldPtr
if(
:
&(reply.sfFile),
:FspopenoF(
er.!=noErr
)
{
&r)
::SysBeep(30);
return err;
{
]
RGBColor c;
PixMopHondle pixmp - ::
c.red r c,green - c.blue - 9; ::RGBForecolor( &c
GetcworldPixuop( screen
);
c,red - c.green - c,blue -
);
ウbitm● p
BitMbp (BitMClp ●) ptxmap;
G.ofPtr oldPort;
PicHandle
::GetPort( &oldPort ); ::SetPort( diol.og ); Bitl.bp *gnqp - (Eitlilqp ') *(::GetcUorldPixilop(
opencPicPorons picPorom.srcRect
gworld )); EitMqp .dmp - (sitlhp r) &(diotog->portEits); : :CopyBits( gnop,dmp,&r,&r,srccopy,nil);
picPorom.hRes picPoron.vRes
-
picPqrqn;
-
screen->portRect;
72; 72;
picPoron.version - -2; pict - ::opencPicture( &picPoron ); ; :Copygits( bitmop, bitnop, &(screen>portRect), &(screen->portRect), srccopy, nit ); : : ClosePi ctureO ; long zero - Oi long count - 4;
::SetPort( diolog );
l
void
);
::LockPixels( pinop
65535;
::R6Bgockcolor( &c );
InitAppt( DiotogPtr &diqlog, Gilo.ldPtr &gllorld,
for( int i-0; i<128; i++ )
Rect
err -::Fslfrite( ref,
&rect ) &zero
{ diolog
-
::Getilewtliolog( 128,
nil,
(ilindowPtr)-1
);
);
count
-
&count,
: ;GetHondleSize((Hondle)pict);
short t;
err - ::FSllrite( ref, &count, *pict ); err - ::F5Close( ref )' err - ::Flushvol( 0L, reply.sfFile.vRefNun
::GetDiotoglten( diolog, 2, &t, &h, &r ); bottom - r.top + y-cellsize.notrix->Getvert
:;Setcforld( curPort,
Rect
Hqndle
()'2
,
r; h;
short +75i
short
right
- r.left
+
( y-cellsizeinotrix-
]
curcD
::KitlPicture( pict );
);
retufn err;
>GetHorizO + 20)*mtrix->Getfieight();
l
r.bottm - bottm;
r.right - right;
rect - r; short oldsize -
diolo9->portRect.right
-
diolog-
>portRect,left;
right - right+lo < oldsize ? otdsize : right+Io;
t, h, &r ); ::Sizellindo( diolog, right, bottorlo, folse ::Setoiotoglten( diqlog, 2,
QDErr er. - ::1{s6llorld( nil, nil, nil );
);
&g|fortd, 32, ./t&(diolog-
>portRect)r/&r,
] 05Err
{
SoveGWorldToPICT(
GlorldPtr screen )
05Err err -
noErr; StqndordFileReply reply;
reply.sfscript
- snsystqscript; 早稲 田大学渡辺仁史研究室 ― XV‖
~
1998年 度修 士論文
htoshd watanabe laboratory 1998
遺伝的 アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 rec,nunlist - g; rec.curlist - 0; T@lBoxInitO; err - AppleEventlnit( (long)&rec ); if( err!-noErr ) return;
engine_cP
b@ - MenuBorlni,t();
if( b@:folse ) return; b@ - Init(); if( b@-folse ) return; gQuit = fqtse;
#i.nclude "i.loin.h" #include "tiiovies.h"
typedef poscol oSErr (*AEProcPtr)( const r, long );
AppleEvent
while( lgQuit ) {
*,
if(
r:WoitNextEvent( eve.yEvent, &event, 0,
nil))
AppleEvent
DoEventEngine( &event
)i
else
void void void 05Err
i
noin( voi.d );
f@lgoxlnit( void );
Yokoborispeciol( void ); AppleEventlnit( long refcon ); B@leon MenuBorlnit( void );
if( rec.nunlist
)
{ boo
-
if(
b@
ForEochFile(
rec.fsspecList + rec,curlist );
void DoEventEngine( EventRecord | ); poscol osErr DoAEopenAppticotion( const AppleEvent'event, AppleEvent ireply, long refcon ); poscol oSErr DoAEopen0ocunent( const AppleEvent revent, AppleEvent rreply, long refcon ); poscol oSErr DoAEPrintoocunent( const AppteEvent'event, AppleEvent 'repty, long fefcon ); poscol 05Err DoAEQuitApplicotion( const AppleEvent *event, AppleEvent rreply, long refcon ); OSErr GotRequiredPorons( const AppleEvent roppleEventPtr
-- folse ) gQuit = true;
rec. curList++;
if( rec,curList -rec.numList )
{ rec.numlist = 0; Done(); } }
else {
8@leon gQuit - folse;
idlで ICount++;
if(
struct
i
Doldle(); }
FSSpec *fsspecList;
unsignedshort unsignedshort
}
numlist;
}
curList;
}
]; void
DoEventEngi ne( EventRecord oevel
nt)
{
// minlt{l*, -#l65tt'tocTalt-i=>LHAT //,y_)vfr,yr^ollnk&.t Th\6. .l^2t-r&*a // )V-JtEttlsl:t:(!Ff. // openoocument t tf,|,, +El&Ef 61 (apple Event) O4T, // l\)t\.( V{)V'{ 47 l.^>t-|E. // {olt-+JJftf,L*'-. (figlf,lD6)
switch( eve nt― >whot ) {
cose kH19hLevelに vent:
//
ハ イ レベル イ ベ ン トが来 た
ときの処 理 を こ こで や ` るの です が 、
// けは
// // //
idleCount>100)
EngineRec
t\4 VNV14> 1.6, 6E:!. 60)lt, openDocunent At l!.tjE. il:1*7va)v4 42 FO{UO3?6
ハ イ レベル イ ベ ン トの仕 分
OSに 任 せ て い ます。 つ ま り、 //
AEIr st● 11[ventHonder関 数
で、応答 で き る ア ップル イ ベ ン トと
tr)t>ztF,tro*-ttltt6,
〃
その′ヽン ドラル ー チ ンを渡
してお くと、 次の 関数 を 呼ぶ だ けで
void {
noin( void )
〃
適 切な ハ ン ドラル ー チ ンヘ
と処理 が移 りま す。 Yokobor
iSpeci
01
()
::AEProcessAp pleEvent( eVent );
;
]
bre● k; d( )foult:
void {
OoEvent( eVent );
Yokoborispeciol( void )
break, EventRecord
05Err
}
}
∞
B@1eon EngineR€c
ve
rec;
unsigned long idlecount
-
0;
// ″
rec,fsspeclist
- nil;
~XV:‖ ~
ツールボックスの初期化。 なんでか知らないけどこういうのが
早稲田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修 士論文 hitoshi総ヽtanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 ″
if(err!.nOErr)return err:
かな らず 必 要 ら しい。
void
T∞ lBoxlnit(VOid) ″
{
InitGraF(&(qd thePOrt)),
//
InitFonts(); InitWindows(); InitMenus();
″ フ ァイル を ダ ブル ク リック した り Dr● メ Dropし た
〃
りした 時 に、 Finderか ら
TEInit(),
″
lo95( ntl ): InitCursor();
err
InitDt●
OSErr err ‐ ::EnterM● vies(); //::MaxApplzOne();
送 られ るア ップル イ ベ ン ト
::AEInstallEventHandler( kCoreFventCl● ss,
kAEOpenDocuments,odocuPP,reFcon,false); if(err! noE rr)return err;
}
// //
Boolean Menu8arlnit(void)
// 〃
{
kAEPrintDocunents
DeskTopPrinterに
Handle m岬 enu8● r;
を選 択 して FinderMenuの Print
MenuHandle ●ppleMenu; myMenuBar ‐ GetNemBar( 128 ); if( ImyMenuBor ) return false;
イベ ン ト
SetMenuBar(myMenuBar);
DragetorOpし た り、 フ ァイ ル
を選択 した とき に Finderか ら送 られ るア ップル
〃
err ‐ ::AEInst● 1lEventHandler( kCoreEventClass, kAEPrintDocuments, pdocuPP, reFcon, false );
appleMenu Ⅲ GetMenuHandle( 128 ); if( 1。 ppleMenu ) return folse,
if( err !
AppendResMenu(oppleMenu,'DRVR'),
″
DrattenuBar();
//
return true;
//
noErr ) return err;
kAEQuitApplicatiOn
″
}
システ ム終 了時な どにシス テ ム か ら送 られ た りす
る ア ップル イ ベ ン ト err ‐ ::AEInstallEventH● ndler( kCoreEventClass,
// 〃
AppleEventの 応 答 関数 を仕 込 む 。 MacOS8に な る と こ こ らへ ん もっ と
//
ス マ ー トにな る はずな んだ けど
〃
kAEOpenDocunents
〃
Systen7以
″
AppleEventが
〃
OSErr
kAEQuttApplicOtiOn, qappupP, reFcon, false ); if( err != noE rr ) return err;
return noErr;
降で しか使 わ れな いので 使 用 で き るか ど うか の
}
チ ェ ックは はず して ます。
AppleEventlnit( 10ng reFcon )
/////〃 ″ /″ ″ 〃 //〃 〃 /″ 〃 //″///〃 ″ //″///″ 〃 //////////″ /〃 〃 〃 ″ /″ ″ 〃 〃 ″/
OSErr
//
{
err;
イベン トハン ドラルーチン
// 〃
PowerPCの
場 合 、 システ ム に 自前 関数 を渡 す 時 は
いつで も、 ″
ユ ニバ ーサ ル プ ロシ ー ジ ャル ポ イ ンタを作 成 して
// ///〃//〃 〃 /////////″ /〃 〃 //″///////″//////////″ //〃//〃 / /////////////////////
渡 さな い と 〃
いけな いの で つ くって ます 。 後続 の 、
AEInst● 1lEventH● ndler
″
で この
〃
UPPを 渡 して ます。
″
OpenApplicationア
ップル イ ベ ン トの ハ ン ドラル ー チ ン。
特 に初 期化 す る もの もな いので無視 。
sca1 0SErr DoAEOpenApplicatiOn(const AppleEvent■ , AppleEvent 中/● reply● /, long /ホ reFCon専 / )
p●
″ifdef
_POWERPC_ AEEventHondlerUPP
DoAEopenApplicqtiqn
AEEventHondlerUPP tloAEopenDocunent
= l{ewAEEventllondlerProc(
{
odocUPP
-
ilewAEEventHondlerProc(
}
pdocUPP
-
l{ewAEEventHondlerProc(
〃
return noErr;
);
この OpenDocunentア ップル イ ベ ン トと共 に、 DrattDrop
され て きた
AEEventHqndlerUPP
DoAtQuitApplicotion
qoppUPP
-
NewAEEventHondlerProc(
);
″
1フ
DoAEopenDocurent;
ァイ ル毎 に HandleFileル ー チ ンヘ と渡 して います 。 ●ppleEvent, AppleEvent 。/。 reply拿 /, long refCon )
DoAEPrintDocunent;
{
〃
AEProcPtr ooppuPP AEProcPtr odocUPP = AEProcPtr pdocUPP AEProcPtr qoppUPP =
フ ァイル の 情報 が送 られ て きます。 ここで は、その フ ァイ
ル の数 をロ ベ 、
#else DoAEopenAppl.icotion;
DoAEQuitApplicotion;
#endif
pascal osErr DoAEOpenDocunent(conSt AppleEvent拿
AEDescList
FileSpecList,
//FSSpec
FileSpec:
OSErr DescType
//
/
);
AEEventHondlerUPP DoAEPrintDocument
ooppuPP
);
/ウ event●
kAEopenAppLicqtion
err; type;
Size
●ctual;
long
アプリケーシ ョン起動時に 1回 、Finderか ら送
AEKeン
count;
"rd
られ る ア ップル イ ベ ン ト err ‐ ::AEInst● 1lEventHandler( kCoreEventCl● ss,
long
kAEOpenApplicatiOn, ooppuPP, reFcon, false );
EngineRec
kttrd:
index;
fileSpecList datoHandle ‐ nil; ttrec
(EngineRec ')reFCon;
早稲 田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修士 論文 hitoshi、ヽtanabe laboratory 1998
遺伝的 アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 }
return(err);
err‐ AECetparmDesc(appleEvent,keyDirectObject, typeAEList, &fileSpecList); tf( err i・・ noErr
)gOtO Error,
- GotRequiredPqrils( oppleEvent ); if( err l- mErr )goto Errof;
err
err - AEcountltens( &filespeclist, &count );
if( err t- rcErr )goto
I
-
rec->fsspecList count
Error;
(FSSpec
*): :ilewPtr( sizmf(FSSp€c)
); Iec->nunlist - count; if( rec->fsspeclist --
for(
index
- 0;
nil )
ind€x <
gpto Errcr;
cant;
t err
-
index++ )
&filespeclist, index+l,
AEcett{thPtr(
typeFSS, &ke)flord
, &type, (Ptr)(rec>fsspeclist+index), sizsf(Fsspec), &octuol ); if( err !- rcErr )goto Erro.; 1
&filesp€clist );
AEDisposeDesc(
);
return( noErr Error:
AEoisposeoesc( &f
gQuit
-
ilespeclist );
true;
return err;
//
7".rr)r1 4>t-$, At> F€1lfi-1.
printDocumnt
vttrov>hr"
poscol OSErr DoAEPrintDocu[ent( const AppleEvenl AppleEvent ./ircp.!.ya/, long /4refcm./ )
.
/]Nenl. /,
{ return noErr;
QuitApplicqti.on 7ya)r1 4> Fbt,rDe. poscol osErr DoAEQuitApplicotion( const AppleEvent , AppleEvent ./.reply./, long /.refconr/ )
//
*
/.qenl* /
t
return noErr;
l ////*t.*.r.r..arr*.r.rr Service Rootine for tlo oper8Print DOCUnent libthod ..r.r....*.r*.tr......
OSErr
GqtRequiredPor@s( cqstAppleEvent *oppleEventPtr
)
{ DescType returnedTlp€; Si2e
octuolSize;
osErr
err;
err
- AEc.tAttritutePtr(
oppleEventPtr,
ke!ilfi ssed Ke)rcrdAttr ,
typeilitdCord, &returnedTyper
nil, 0,
&actuolsize
);
sritch( err X cose errAEDescllotFdnd :
return( noErr ); cose rcErr:
return(
errAEEventlotHondled
); 早稲 田大学渡辺仁史研究室 ― XX―
1998年 度修士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
レゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 遺伝的アリ
Tokenizer.h
#ifndef Tokenizer-H #define Tokenizer-ll #include <Files.h>
a>7l-AttE*f lr
open
rsspec
O77I )Vlt
8lr(rtlJhlJa 6 al\. Ilt
6.C." ZO, t7ll7 71
I l: b
tfit:tlt.
Nextroken
L*t*4
Nextroken
T nurt ilE: (t f.U6tJT
>
€Ffjilii
Filepositis bi.g,a{ft
)VO) open & crose
f,rtotrtrr** StrT[\a;t.
Hextroken
t A1Et.ttine
ft
6 F - t >fJt+ttt
7 1 )VOET
^6
Tb 6.
,/./struct C@nentset;
closs
Tokenizer
t public: chor
rig-nil,
Tokenizer( short refNum, chor long buffsize-8192 );
-Tokenizer( void
.div-nil,
);
* );
0SErr
t{extloken( chor
//void
Setcoment( chor
*stortstr,
chor
'endstr );
proteqted:
osErr TokenEngine( chor . ); osErr Tflplnclerent( B@leon
true );
chor {
&Tenpchor(
orikoeshi
-
void )
return *(buffer+buffPosTe@); }
short ref; long ruBuffsize; long curBuffsize; long buffPos; long buffPosTenp; chor rbuffer; enum Tstotus
{ t-stort, t-continue,
t-lqst-buff, t-lost-rcrd, t-€nd,
t-err
l;
Tstotus stqtus;
chor chor
rdit'ilord; .igilord;
/,/Cmntset tcomentsl
]; 早稲 田大学渡辺仁史研究室 ~XX:~
1998年 度修士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
deleteu buffer; delete[] divilord; deletel] iglordi
if( buffer ) if( divtord ) if( iglford ) t Tokenizer,cp
0SErr
t
Tokenizer::NextToken( chor ttheToken ) rtheToken - 0; osErr result - rc€rri
#include "Tokenizer.h" #include <string.h>
switch( stotus )
t cqse t-end: ttheToken
/.struct Cmntset
t chor
rstortstr; cos€
chor 'endstr;
|)'/
'
Oi
-
0;
breok;
t-eff: ttheToken
Cmntset tnext; Cffintset( rctd X stortstr-o; endstr4; next-o; ]
result
-
-1;
breok;
t-stort:
cose
curBuffSize
result
);
&curSuffsize, buffer
-
-
mxguffsize;
ref,
::FSReod(
if( result -- @fErr
TOkent2er::Tokenizer( shOrt reFNult, char ●div, char ttig, long
)
buffSize )
stotus
{
- t-lost-buff;
result -
ref ‐ FefNum; noxBuFfSi2e ・I Cul・ BufFsize ‐ buFfSi2e; buFFel・ ‐ new chor[buFfSt2e];
noErr;
else
stotus
buffPos ⅢO;
buffPos
buffPosTemp ‐ 0,
-
- t-cOtinue;
o;
' 0; nlit<o)T
status ‐ t_start:
buffPosTe4t
ノ/comments ‐ nil;
//
brak Ll&Lr
cose t-continu€: cqse t-lost-buff:
tf( diV ) {
・ ・ new char[strlen( div ), 1]; `iVWOrd strc,y( divWOrd, div );
cose
t-lost-rcrd: result
-
TokenEngine( theToken
);
breok;
}
]
else
return result;
{
divWord‐ new ch● r[103; ●divWord‐ 1・ ;
l
中(divwOrd+1)‐ =}';
osErr
(diVWOrd+2)‐ '(1: ■(diVWOrd,3) ‐ ')': 。(diVWord+4)‐ 'く ';
t
・ (diVWOrd+5)口 '>'; 。(diVWOrd+6) ‐ '′ ';
Tokenizer::TokenEngine(
chsr ttheToken )
os€rr
err
//
*ilqgg*+ofrt{V
-
noErr;
8@leon b@ - true; f,hile( boo )
。(diVWOrd,7)・・ , ; 。(diVWOrd+8)‐ '‐ 1: 。(diVWOrd+9)‐ 0;
b6 - folse; for( char tig'igword; 'ig; igs ) t if( TilPChorO - 'ig )
}
if(ig) {
igWord ‐ new charEStrlenc ig )+1]; strcpy( igwOrd, ig );
t
b● ● ‐ trtle;
}
else
Tsplnclerent( folse
{
igWord‐ new char[5]: ⅢigWord ‥ ' ';
Errorllondle;
●(igWOrd+1)Ⅲ 'Vn';
stotus--t-lost-word
);
if(errl‐ noFrr)gotO if(
)
(igWOrd+2) ‐ 'Vr';
{
stctus
。(igWOrd+3) ‐ 'Vt': 。(igWOrd+4) ‐ 0;
-
t-end; }
}
buFfPos ‐
}
buffPosTenp; TOkeni2er::∼
Tokenizer(VOid)
早稲田大学渡辺仁史研究 室 ― XX::~
1998年 度修士論文
hitostri watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
]
// +T$Lttrr
for( chor *ig-divilord;
]
]
攀ig;■ g● ● 〕
{
roken@tiTlirdiwordf;:t{€lt?@-A
if(
"● ig)
Tnpchoro
{ tong
for( chor *div-divilord; 'div; div++ ) { if( TenPChqrO -- *div )
{
tokenLength
buffPosTemp
-
buffPos;
:: Blockl'bveD,oto( buffer+buffPos, theToken, tokenlength ) ;
- *div;
rtheToken
-
(theToken+tokenlength)
'(theToken+1 ) - 0i err - Tenplnclement( folse ); if( errl-noErr ) goto ErrofHondte;
-
0; bo●
・ ・
fqlse;
-
if( stqtus-t-tost-rcrd ) stotus - t-end;
buffPos
else
buffPos == curBuffsize )
buffPosTenp;
buffPos - buffPosTenp;
relurn err;
]
: : SysBeep(30);
buffPos
roken@lY&f,Ft if(
-
buffPoslenp
-
0; }
buffPosTenp != buffPos
)
iSysBeep(30); buffPosTenp - buffPos; Bmleon boo = true; while( boo ) :
1
I
{
err - Tflplnclflent();
if( err!-noErr )
return erf;
goto
ErrorHqndle;
if(
-- t-tost-rcrd )
stotus
Erro.Hondle: .theToken
{ stqtus ' t-end;
1on9
tokenLength
- 0;
stqtus = t-err; return err;
-
buFfPosTemp ―buffPos; ;
buffer+buFfPos, theToken,
:
l
Blockl,bveDotq(
)i
tokenLength
r(theToken+tokenLength)
05Err
0;
retuan err;
{
l
if( Tflpchoro -- .ig )
{
{ -
buffPosTenp
osErr result '
noErr; buffPosTsp++; if( buffPosTmP--curBuffsize )
for( chor rig-igilord; rig; ig+ )
t
Tokenizer::Tffplnclenent( B@leon orikoeshi )
if( stotus -- t-lost-buff ) long tokenlength
i
:BlocldloveDoto(
]
- buffPos;
stotus :
buffer+buffPos, theToken, tokenlength );
etse
if(
- t-tost-rcrd;
orikoeshi
)
{ (theToken+tokenLength)
-
long restsize
0;
- fols€; buffPos -
:
if( buffPos -
curBuffSize )
curBuffsize
-
-
mxguffsize -
result =
::FSReod(
ref,
&curBuffsize, buffer+restsize )i curBuffsize
€ restsize; if( result -- eofErr )
SysBeep(30);
buffPosTmp
:Blocktiloveoetq( buffer+buffPos,
restSize;
t
-
buffPosTenp -
buffer, restsize );
buffPosTenp;
buffPos
-
buffPos;
b@
{
0;
]
result
return err;
stotus
- noErr; - t-lost-buff;
1
‐ buFfPosi buffPosTemp ―
~XX‖ :―
早稲田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修士 論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構 築 bllffPos ‐ 0;
curEuffsize
result &cur8uffsize, buffef
);
-
.
mxBuffsize;
::FSReod(
if( result .. {
ref,
€ofErr )
result stotus
- mErr; - t-lost-buff;
.}
buffpos
-
組
L
漏
に
0;
buffPosTenp
-
0; stl・
uct
VE〕 ttnk
{
return result;
VE」
]
unk
●next;
};
″endif
早稲 田大学渡辺仁史研究室 ― XX:V―
1998年 度修士論文
httt watanabe hboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
VEMovie h
#ifndef #define
VEl.lovie-H
#include #include #include #include #include
{'lovies.h> <Gestslt.h> <Inqgecopression.
closs {
VEMovie
VEMovi.e.cp
#include #include #include #include #include #include #include
vEltovie-H
h>
<Pockqges.h>
"VElibvie.h"
<stdlib.h> <string.h> <Fit'loth.h> <Resources. h>
<Trqps.h> <Types.h>
<QuickTinecmponents. h>
ldlovieFil.ecreqtorType 'woD'
″define
"¥PMovieフ アイ
rdefine
kCreotelloviePrmot ル名を入力してください #define kDeFaultFileNane
pubtic:
*r-nil );
VEMovie( GilorldPtr, long sp, Rect -VEMovie( void
void
"Ypむ 一び―ちゃ
);
AddPicture( void );
kTrackStart
#define o
protected: void
kMediaStort
#define o
voi d
Creot€llovie( void ); Creotevid@Trock( void );
void
AddvideoSonplesToti{edio(
O\O@\O@O
void void
Endvideosonples( void ); EndvideoTrock( void );
#defi ne
ksompleDurotion kNooffset
#define
ldilg rC
void
EndMovie( void
o
#d€fine
kFixl
void ); #define
);
CWorldPtrtheCWorla; long speed;
hoose
#define
ksyncSonple
o #defi ne
kAddonevideosomple
#define
kPixelDepth
FSSpec Movie
rcvieFile;
llandle
Rect
mvieDqtqRefH; rcvieBounds;
short
resRefllun;
VEMovie::VEMovie( G{orldPtr
short
resrD;
{
SFReply OSType
theSFReply;
speed
r€fType;
rightstote
Tr●
ck
Fixed Fixed
1
16
thelbvie;
*
theuedioi theTrock; vidsFrqneHeight; vid@Froneilidth:
g, long s, Rect .r )
s;
thecworld Media
7g O
-
mvieBounds
-
true; 9;
-r
?
.r :
thecllorld->portRecti
Creoteilovie(); CreoteVideolrockO i AddVi deoSomplesTol.{edioO ;
] //GWorldPtr
VEtriovie:
:-VEtbvie( void )
theCWorld; InogeDescriptionHondle
inqgeD,escH;
EndVi
Hondle
deoSonples();
Endvi deoTrock(
);
Endilovie();
cqpressedDotoH;
]
CodecType
theCodecType;
ptr theconp ressedDotoPtr ;
g@leon
rightStote; void
};
VEMovie::CreateMovie( void )
{
theHovie resRefNum
rendif
- nil; -0;
早稲 田大学渡辺仁史研究室 ― XXV―
1998年 度修士論文
hitosh watanabe laboratory 1998
遺伝的 アルゴリズム による建築空間最適化 システムの構築 rightstote = folse;
resID ‐ 0;
:
OSErr
void {
noErr; ;
;
:
SysBeep(30);
]
mere; theErr
Poi nt
strncpy( (chor*)thesFReply. fNome, (chorr)
vEMovie:
:
osErr
EndvideoTrock( void
)
theErr;
TineVolue nedio0urotion ; theErr - ::EndMedioEdits( theMedio
kDefouttFileNome, 63 );
);
::SetPt( &where, 0, 0 ); nedioDurotion = Getlledio0urotion( theMedio ) theErr - : :InsertMediolntolrock( theTrock, kTrockstort, kllediostort, medioDurotion, kFixl );
: :SFPutFile( where, kcreotelt+oviePronpt, thesFReply.fNone, nil, &thesFReply ); if( thesFReply.g@d !- true ) goto ERRoRHANDLE;
;
] theErr =
::FSMokeFSSpec( thesFReply.vRefNum, 0,
void
thesFRepty.filome, &rcvieFite
); if( theErr =- fnfErr ) theErr - noErr; if( theErr != noErr ) goto ERR0RHAI{DLE;
VEMovie::AddvideosomplesTotledio( void
)
{
if( ! rightstote ) return;
theErr - ::CreoteMovieFile( &novieFite, ldrovieFileCreotorType, snsystemscript, creoteMovieFileDeletecurFile, &resRefNum, &theilovie ); if( !(theErr -- noErr | | theErr--dupFNErr) ) goto
long noxConp
ressedSize; 0SE
rr
theErr;
ERRORHAilOLE;
theErr inogeDescH cmpressedDotoH noxconpressedsize - 0;
:NewAlios( nit, &rcvieFile, ((AliosHondte*)&rcvieDotoRefH) ) ; if( !(theErr -= noErr ll theErr-=dupFNErr) ) goto
theErr -
:
- noErr; - nil i - nit;
ERRORHANDLE;
thecodecType refType
8@leon
return;
rightstqte - folse; :
isLocked
= ::LockPixels(
(PiilopHondle)(rtheGWorld). portPixl,lop ) ; PixMopHondte thePixlilopH- ::GetcworldPixMop(
ERRORHAI'IDLE:
:
' 'rle ';
-'otis';
thec||orld );
SysBeep(30);
i
theErr - : : Gettiloxcmpressionsize( thePixMopH, &rcviegounds, ld,lgrChoose, codecNormolQuolity, thecodecType,
void {
VEMovie:
;
Endlrovie( void
)
(Conp
oSErr theErr; theErr - : :AddtilovieResource(
theilovie,
resRefNun,
&reslD, thesFRepty.fNone ); if( resRefNun !- 0 ) theErr - ::CtoseMovieFile( resRefNum
l void {
ae
ssorCmponent)anyCodec
,
); if( theE.. !- noErr ) goto ERRoRHANDLE; cmpressedDotoH - : :t{ewHondle( moxconpressedsize ); if( cmpressedDotoH -- nil ) goto ERRoRHANDLE; : :MoveHHi( cmpressedootoH ); : :HLock( compressedDotoH ); theCompressedDotoPtr - StripAddress( ('cmpressedDotoH) );
&noxconpressedSize
); if( theMovie l* nil ) ::Disposelitovie( thetilovie );
void )
VEl.lovie::CreotevideoTrock(
osErr if( rightstqte
irogeDescH
if(
=
(InogeDescripti.onHondle):
inogeDescH
=-
nil )
goto
:NewHondle(4);
ERR0RHAi{DLE;
theErr;
return;
)
{ -
videoFromeHeight (novieBounds.bottom-novieEounds.top)
Long2Fix( (10ng)
ERRORHAXDLE:
rightstote
);
videoFrqneilidth - LongzFix( (10ng) (movieBounds.right-rcvieBounds.left)
folse;
l
);
theTrock - : lNetr|,bvieTrock( theMovie, videoFronellidth, vid@FroneHeight, kNovolune ); if( !theTrock ) goto ERRoRHANDLE; theuedio - : :NewTrocld.{ediq( thelrock, VideoMedioType, speed, rcvieDqtoRefH, refType );
i
-
::Sysgeep(30);
void
VEMovie::AddPicture(void
{
if( !rightstote ) return;
if( !theiledio ) goto ERRoRHANDLE; theErr - ::BeginlitediqEdits( theMedio );
CGrofPtr
oldPort i
GDHqndle
oldGDeviceH;
0SErr
theErr;
return; ERRORHANDLE:
theErr = GetliloviesErroro
B@leon
;
― XXVI~
isLocked
-
:
;LockPixels(
早稲 田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修士論文 hitoshi、 vatanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 (PixMOpHandlextttheCWorld)portPiXM● PixM●
pHandle
p);
thePixMapH‐ ::GetGWorldPixttp(
theCWorld );
sqapleDurotion; :Getcworld( &oldPort, &oldcDeviceH );
Timevolue :
Ycomon.h
::S€tcflorld( thectorld, nil );
theErr - Cmpresslmoge(
thePixli,lopH,
&rcvieBounds, codecllornolQuolity, theCodecType, inogeDescH,
#ifndef
YComq-H
theCompressedDotoPtr ) ; theEf r - Addl'lediosomple( thel|edio, cmpressedDotoH, kilooffset, (**inogeDescH).dotosize, 1/
#define
Ycomon-H
#include
<new.h>
xkSonpteDurotiqnr/, (SonpleDescriptionHondl e) inogeDescH, kAddonevideosmple,
:
ksyncsdple, &sompleDurotion
:Setcworld( oldPort, oldcDeviceH );
] void {
VEMovie::Endvideosonples(
■0000
#define #defin€
y_neor_feo y_neor_green
#define
y-neor-blue
#defi ne
yJid-red
#define
y_mid_green
37000
#defi ne
y-mid-blue
45000
#define #define #define
y-for -red y-for-green y-for-blue
63000
#define #define #define
y_ur_reo
32768
y-ur-blue
20000
#define
yJox-person
10L
#define
y-eyeHeight
10000 10000
25000
void )
if( imgeDescH !- nil ) DisposeHqndle( (Hondle) irogeDescH ); if( cqpressedDotoH !- nit ) DisposeHondle( cmpressedDotoH ); l
63000 65535
22000
y_ur_green
0.s1 // o.s litgla:8,^0)ttfr"brDL
<46 #define
y-visibLe
*defi
y-invisible
ne
o
#define
y-orrived
#define
y-notorrived
#define
y-cellSize
#define
y-offsetX
#define
y-offsetY
L7
y_unreachable
#define 1000000
#define #define #define #define #define #define #define #define
Ox00000001 0x00000002
cellf|qlkobleBit
cellVisibleBit cellUpStoirBit cellDdnStoirBi.t
0x00000004 0x00000008
celtStairBit
0x00000010
cellPurposeABit celtPurposeBgit
0x00000020 0x00000040
celtHollBit
uo@@wo #define
cellHosFromeBit
早稲田大学渡辺仁史研究室 ― XXV‖ ―
Ox00010000
1998年 度修士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適 化 システムの構築 YCellType {
cel1||ot1 cellGloss
0,
cellVisiblegit, cellHoll
Ycmon.cp
cellVisibleBit cellFloor
+cellHollBit, ‐ cellW●
lkableBit
+cellVi si bleBit, celtA
cellilolkoble8it +cellHosF
+cellvisible8it
#include "Ycqmn.h"
+cellPurposeABit
rmeBit,
Emleon
Crosscheck( double osx, double osy, double oex, double oey, double bsx, double bsy, double bex, double bey )
ce11g
cellilolkobleBit
t
+celLVisibleBit +cellPurposeBBit
Soleqn result - true; +cellHosFromeBit ,
cellStoir +ceLtVisibleBit +ceLlStoirBit
double double double double
‐ cellWalkableBit
+cellHosFronegit , +cellVisibleBit
+cell Stai rBit
+cellUpStoirgit +cellHosF roneBit ,
cellDflnstoi r +cellVisibleBit +cellD●
+cellvisibleBit
・・
cellWalkableBit
+cellStatrBit
+cellStoi.Bit
・・ cellW●
65a
) '
bny;
) *
bny;
double sideos - ( osx -
bsx
).bnx+(osy-bsy
double sideoe - ( oex -
bsx
).bnx+(oey-bsy
t lk●
result
bleBit
]
+cellupstoirBit
+cellDownStoirBit +cetlHosFroneBit
-
folse;
else
{
bsy-osy).ony;
B@leon C.osscheck( double, double, double, double, double, doubte, double, double );
bey-osy)rEny; #define
-
if( sideos*sideoe > 0.0 )
wnStairBit +cellllosFrameBit,
cellUDDqnstoi r
bny
- osy; - oex' - bsy; - 6"rt
_
cellupStoil・
cellWalkobleBit
qnx = qey ony - osx bnx - bey
double sidebs - ( bsx - osx ) I onx+ ( double sidebe- (bex - osx ) *
onx +
1
r€sult - (sidebsisidebe>o.0)? folse : true;
override-new }
#endif
return result;
― XXVi::―
早稲田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修 士論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的 アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
YCellList.h
rifndef rdeFine
YCellList. cp
YCellList_H YCellList_H
rinctude
YCellList.h''
/〃 〃 ″〃 ″ /〃 ″ ″ 〃 ″ ノ
Finclude"YComlnon.h"
″ifdef
overr■ de_new
rinclude ''VE」 unk h
*YcellList: :cufrentPool,
cnor tong VEJunk
const long
clqss
YcetlList
t
void {
public:
Ycelllist( x-xx; y-yy; type,t; next-nil;
long long long
long
s,
long
]
yy, long t ){
erqtor
result
Yi
junk
]
type;
size-t )
eLse
-
-
junk;
junk->next;
if( !cu.rentP@l | | currentPoollndex--poolsize
) vor d
roP-
voi d
operq-
{
DisposeAlll,lercry
chor
.currentPml;
stotic
VEJunk
-
currentPool;
chorl sizeof(tong)
+
- (long)otdP@t; currentPoollndex - 1; result - currentPool + sizeof( long );
) else
cur rentPoollndex;
const stqtic long
new
sizsf(YcellList).p@lSize I ; t((long r)currentP@l)
protected: Long
-
currentPool
void
stotic stotic
roldP@l
chor
size-t );
tor delete( void * ); stotic ( void );
new(
void *result; if( junk )
t
override_new new(
rYcellList::operotor
x;
YcellList *next;
#ifdef
- nil ; - 0r
YcellList : :currentPoollndex rYcellList: : junk - nil; YcellList: :p@lsize - SLZi
{
rjunk;
currentP@lIndex*;
result
p@lSize;
*endif
-
currentP@l + sizeof( long
)
+
siz@f(YCeU Li st)*(currentP@l Index- 1) ;
l return result;
] void
#endif
Ycelllist::DisposeAtlMemry( wid ) *next;
chor
while( currentPool )
t
next :
currentPool
:
-
(chqr .)r((tong *)currentPool);
d€lete[]
cur
);//
-
CurrentP@l
l currentPooL
junk
- nil;
i
/ /. i DisposePtr(
next;
- nil;
currentPoollndex
] void
"entPool
-
0;
Ycelllist::operotor delete( void .ptr )
{
VEJunk
.newJunk
newjunk->next
junk
]
-
-
-
(VEJunk
*)ptri
junk;
newJunk;
#endif
早稲 田大学渡辺仁史研究室 ~XX:X―
1998年 度修士論文
ntoshd watanabe laboratory 1998
遺伝的アルゴ リズムによる建築空間最適化システムの構築
YRect.h
YRect.c●
組fndef YRectJ
組 nclude・ YRect.h"
Fde■ ne
YReCt」
組 nctudl・ YCommn.h"
YRect
組 nclude‐ ●th.h>
Cl●
ss
{
void
public:
VRect(vOid){1 YRect( dOtlble ix, doubl● do● ble
YRe●
::距 gntfy(10ng&iX,long=ty,10"鮨 x,1。 ng
acy,│。 uble pX,double pV,double■ y, doubl● ● ■ x,
ix ‐こ etl( cmtnx‐ PX)。 rati。 十px ): ty‐ ceil(("inY― pっ 。 r● ti。 +,V);
ay ) { Intnx‐ tx;llinY■ ty;nloxX.● x;mxY‐ cy: }
double ttnX,Ⅲ inY,m● xX,
x‐ ■∞ r(CnaxX‐ PX)● rati。 ●
xY;
ay‐ fl∞
VOi`
隆gnify(10ng tix,long tty,long
8oK,long tty,dOuble px,doubl,pY,d"ble ratio〕
ati。 )
{
}
pvDerlti。
"((maXY―
+pX); +pY):
;
};
#end■
f
―
菫
―
早稲田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修士論文 ntOshi watanabe laborat(ry 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 long
over[3], overB[3];
long
ocu[3], ocuover[3];
double
iShort[2]E2コ
;
最短 (歩 行 1可 視 )距 離 (AIB)
long
iNllm[2][2];
YCell.h
(調
〃
達 可 能 l可 視 xAIB)の 個
iTot● 1[2][2];
double
(歩 行 1可 視 )距 離 (AIB)の 合 計 饉
#ifndef Ycell-H #define YCell-H
double pl[2コ double
;
stepp[2]:
double psE2][2]; double pn[2][2]; double pt[2]E2];
*include "Ycilmn.h"
double walkDistance;
closs
Ycell
{ public: YCell( Void ); vo■
d
Print( V。 ■d ),
void
CuLclnfluence( long ob
void void
SetPl( long . ); SetstepP( void );
void
PreporeTurn( void
void void
Accunulote(
Boolean
);
); Preporestep( void );
wid );
NotWalkable( void ) bleBit)‐
{ return (typeacellwalk●
visibleDistonce; vcO, vcl;
stotic stqtic stotic stotic stqtic stotic stqtic stotic stqtic stotic stotic stotic stotic stotic stqtic
dqble dable
wP[2][2];
double
WOVerE2][2コ
dable
wShort[2][2];
d@ble
wNun[2][2];
doble
WTOt● lE2][2コ
d@ble double
kPShortE2][2];
double double
kPTot● 1[2][2];
double
wCapa[2][2];
kPNttE2][劉
;
;
;
maxDEE2]; statrup:
double double double
statrDown;
double
stay[3];
cap●
[3]:
capaOver[33;
Ⅱ O; }
B∞ lean lsWalkable(v● id)
stotic dable stqtic dabte stotic double stotic double stqtic double static double
{ return (typeacellw● lkableBit)!‐ 0; } Boolean isSta■ r( VO■ d ) { return (type&cellSt● i rBit)!‐ 0; }
Boolean
double short
lsupable( void )
{ return (type&cel10pStatrBit)!‐ 0, } B∞ lean lsDown● ble(void)
WSelfNE2]: 戯 her膊 [2]: wEshortNE2コ wEnumNE2コ
:
;
wEtot● lN[2]; chNll;
{return(typekel10輸 StatrBit)!・・0;} lsFraneCell( v。 ■ d ) {return(type&cellH● sFraneBit)!・・0,} Boolean
B@lean llosPerso( long qb ) { return dqto[ob]>oi ] B@leon InclenentPerson( long ob );
8@leqn DeclerentPerson( long ob ); 8@leon lbvePersonABTo( Ycelt .dest,
void
short
dataEOコ
/ data[2]
1on9
li{orkArrived( void )
{ vcl - y-orrived; } IsA.rived( void ) { return vcl-y-orrived; }
YCellTyp€
type;
long
data[3],dat● B[3];
.Aな 人 の 人数 / .Nな 人 の 人数
dat。
[1]._.Bな 人 の 人数
早稲田大学渡辺仁史研究室 ― XXX:―
1998年 度修士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構 築 pt[jli]‐ 00, }
pl[j]‐
00;
stepP[j] Ⅲ0 0; aCu[j]‐ 00;
●cu"er[j]_00;
YCell.cp } }
// #include '.YCell h''
PrepareTurn
//
//
#incl ude くmath h>
〃 double
{{10,10〕
YCell::wShort[2][2]
‐{ { 1 0, 1 0 },{ 1 0,
YCell::PrepareTurn( void )
{
10}}; double
ーンの前処理において、 各変数を初期化する
//
void
,{ 1 0, ■.0 } }; double YCell::wNum[2][2]
1タ
fOr( 10ng j‐ 0; jく 2; j++ )
YCell::wTctal[2][2]
= { { 1 0, 1 0 ]
{
fOr(10ng i‐ 0;iく 2;i++)
,{ 1 0, 1 0 } }; double
‐{ 10 0, 10 0
YCell::maxDE E2]
{
iShort[j][i] ・ ・ y_unreachoble; iNum[j][i]‐ 0;
};
doubl e
‐{ { 1 0, 1 0 },{ 1 0,
YCell::wCapo[2][2]
10}};
iTotal[j][i] ‐0 0;
double YCell=wOver[212]
・ ・ { { 1 0, 1 0 }, ( 1 0,
}
10}];
}
double
YCell::statrup
double double
YCell::statrDown YCell::capa[3]
‐2 0;
for( 10ng k‐ 0, kく 3; k++ )
‐10;
{
‐{30,30,
aCu[k]‐ 。 CuC Ver[k]
30}; double
YCell::capaOver[3]
double
YCell::stay[3]
‐{ 2 0, 2 0, 2 0 }; ‐{05,05,
double
YCell::wSelfNE2]
‐{ 1 0, 1 0 };
double double double
YCell::wOtherNE2] YCell::wEshortN[2] YCell::wEnumNE2]
double
YCell::wEtotalN[2]
double double
YCell::chNN YCell::kPShort[2][2]
03};
{ 1 0, 1 0 };
‐{ 1 0, 1 0 }: ‐{ 1 0, 1 0 }; ・ ・ { 1.0, 1.0 }; 口00, ‐{ { 2 0, 2 0 }, { 2 0, ‐{ { 1 0, 1 0 }, { 1.0,
YCell::kPItum[2][2]
10}}; double
Culclnfluence
1タ
〃
ー ンの前処 理 にお いて 、 PrepareTurnで 初 期化 された
後、 各 々 の ABセ ル か らの距 離 が 設 定 され た後 、全 セル に対 して
″
これ が 呼 ばれ る。 // //
iShort
//
iNum
//
iTctal
//
..{ { 2 0, 2 0 }, { 2 0,
YCell::kPTotal[2][2]
20}}; double
}
//
20}}; double
0:
}
//
の 変数 が設 定 され る。
//
‐{ { 1 0, 1 0 ]
YCell::wP[2][2]
void
YCell::Culclnfluence(10ng ob)
,{ 1 0, 1 0 } };
{
YCell::YCell( Void )
も し見 え る場 合
if( vCO && visibleDistance l‐ y_unreachoble )// {
e
1
{
if(ViSibleDistanceく iShort[1][ab])
type‐ cellFloor;
iShort[1][ab]
wol kDistance‐ 0 0; vcO‐ 0;
tTot●
vcl‐ 0;
1[1][ab]+‐ ViSibleDistance;
}
fOr( 10ng k‐ 0; kく 3: k++ )
if( w● lkDistance>¨ 0 0 && walkDistonce lⅢ
y_unreachable)
{
datO[呵 ‐ 0,
″
も し歩 いて ける場合
{
。Ver[k] = 0: dataB[k] ‐0;
if( WalkDistance く iShort[0][ab] ) iShort[0][ab] ・ ・ WalkDistance;
ove rB[k]‐ 0;
iNum[0][ab]++; iTot●
}
fOr(1。 ng
ViSibleDistance;
iNun[1][ab]++;
visibleDistance‐ 0 0;
j・・0:jく
2;j_)
{
1[q[ab]+鋼 ●lkDistance;
} }
fOr(10ng i
0,iく 2;i++) v●
{
iShort[j][i]‐ 0 0; tNun[j][i] ・ ・0 0; iTotal[j][i] ・ ・0 0;
id
YCell::Accumulate( Void )
{
fOr(10ng j‐ 0;jく 3;j++) {
pS[jli]・・ 00; pn[jli]‐ 00,
aCu[j] 十‐ dataB[j]; acuOver[j]■ ‐ ●VerB[j];
早稲田大学渡辺仁史研究室 ― XXX‖ ―
1998年 度修士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的 アルゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築 }
]
stepp[●
[ab]+ YCell::wP[● b][1]・
b]Ⅲ YCell::wPEab][o]'pl
,2[● b];
}
void
Ycell::Preporestep( void )
t
} }
for( long k-0; k<3; k* ) { doto[k] overlkl
dotoB[k];
' -
over8[k];
l
l
861eon Ycell
t
::
Incl€rentPersq( long ob )
if( dotq8[ob]<copo[ob] )
void {
YCe1l::SetP1( long *kozu )
dotoB[ob]*; else if( overB[ob]<copoover[ob] )
if(
else
ove rB
Nottlolkoble() ) return;
t
]
)
ob<Z; ob++
for( long de4i de<z; ds+ ) {
B@leon Ycell::oecLerentPerson( long ob )
t if( o<over8tobl )
inunde● b ‐ (double)iNun
Oouble [de][。 b];
ove rB
double ....y_unreachable 7 0 0 :
psdeab
(maxDE[de]― iShOrt[de][ab])/
dotqB[ob]--; else
return folse' return true;
inunde● b / ko2u
pnde● b
double ;
? O.O | ( inumdeobrmxDEldel mxDEldel;
pq( pd(
double
Ptdeob - iNun[de][ob]--o - iTotol[de][ob] ) / inundeob *
ps[de][ob] psdeob, kPshort[d€][qb] ); pn[de]tobl pndeob, kPtun[de][ob] );
pw( ptdeob, kPTotol[de]lob] );
-
psdeob-4.g ? O.O
-
pndeob..o.O ? O.0 |
-
ptdeob-.o.O ?
I
l 8@1eon Ycell::llovePersonA8To( Ycell tdest, long ob )
{
if(
HosPerson(ob) && dest->fnclsentPerson(ob)
)
{ return DeclerentPerson(ob);
pt[de][ob]
[qb] +
[ob] - - ;
else if( o<dqto8[ob] )
iShort[de][ab]
maxDEEde],
[0コ
#;
return folse' return true;
p1[0]=pltl.]-0.0; for( long ob4;
[ob]
LO
]
i
return folse;
]
p1[ob] € ps[de] [qb]'wshort[de] pn[de] [ob]*d{un[de] [ob] + ptldel [ob]rwilun[de] [ob] ;
if( pl[ob] < 0.0 )
;:SysBeep(30); 1
l void
t
] Ycell::SetstepP( void )
if(
t{otttotkoble() )
double
aetuan; pzEZJi
for( long qb-o; ob<z; ob++ )
t
if(
copooverlobl
!-0 ? over[ob]>-copo0ver
[ob] : datq[ob]>-copolob] )
{ stePPtobl
-
0'0;
else
t P?lob)
'
O'Ot
for( long i-0; i<2; i+ )
t
p2[ob]
((double)doto[i])
[i]) /
/
copofTf +
F
wcqpo[ob][i]*
roverlqb][i] . ((double)over
copoover[i];
早稲 田大学渡辺仁史研究室 ― XXX:::~
1998年 度修 士論文
hitosh watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 protected:
YCell
● ycells:
};
YFloor.h rendif
#ifndef *define
YFI@r-H YFI@r-H
#include "YCmn.h" #include "\/Holl.h'
tinclude 'laoll.h" #include "YCellList.h" #include "tllqtrix.h" #inctude "Ycell.h"
closs closs
Ycell; Ytilotrix;
closs YFl6r t public: YFl@r( void
);
YFlor( Yxotrix .po ); -YFloor( wid );
visYnox
i
wid
Init( Y[otrix
lsg
visxnin, visYnin, visxnu,
long
visible;
wid { if(
l,hkelvoll( long
wotls
)
*po
);
h, lqg v )
mlts->Expond(h,v); else
rcllsdfl Yfoll(h,v); ) void l.lokeclqss( 1on9 h, 1on9 v ) { if( glosses ) glosses->Expqnd(h,v); else glosses-nfl Yltoll(h,v); l wid fhkc+loll( long v, long min, lng M ) { if( hqlls ) holls->Expqnd(v,min,mx); else holls-new YHoU(v,nin,nd); l void
lnitVC( void );
void
void
lnitVCO( shoit V● lue y_visible ):
lnitVCl(short V。 lue‐ y in¨ sible
):
B∞ lean
MultiVC(vOid):
全 vc0
〃
が ゼ ロ にな つた ら falseを 返 す
long );
wi.d
SetvisibleRect( tong,
lsg, tog,
wid
ResetvisibleRect( void
);
YCeU .Getcell( long \, lag y ) i// { return ycelts + )r*porent->G"tHorizo + x; Yllqtrix
rporent;
ttoU .mlts; Ytqll tglosses; YHoU .hqllsi YcellList .stoi rs; YcellList *obcells[2];
早稲田大学渡辺仁史研究室 ~XXX:V―
1998年 度修士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 visible - y-visible; }
void {
YFl@r.cp
YFI@r::InitVCo( short volue
)
register YceLl .cell - yc€lts;
register long hv - porent->G€tHvo; for( register long i-0; i<hv; i++ )
l }
{
t
volue;
visible - voluei void
YFI@r::YFloor(
-
c€ll->vco cell++;
#include "ililatrix.h" #include "YFloor.h" #include "Ycell.h" #incl.ude "Ylfoll.h" #include "YHoll.h"
wid )
Porent-0; ml1s.'0 ;
YF1@r::InitVCl( short volue )
.egister Ycell *cell - ycellsi register long tw - porer*->Gettlvo; for( register long i-0; i<hv; i++ )
glosses4;
cell->vcl - volue;
holls4;
cell++;
Ycelts-O;
l
stoirs-0; obcells [0]-0i obcells[1]-0i
l
B@leon YFl@r::IultiVC( void ) T
YFI@r::YFloor(
f{strix
t
-
Porent
rclls -
-
Pq;
-
//**.t*.Btf.u)
0t
sibleRectO;
long
hv
-
ycells
-
pqrent->Gettlvo;
{
t -
)
cell++;
i visible - l-check; return visible;
po;
0;
glosses
tlp - cell->vco t cell->vcl; c€ll->vco - t[p; check .- (l_tnp);
ner YceUthvl;
void YFI@I::Init( Y[qtrix .po Porent
register long trrp; register long tw - pqrent->GetHvo; for( register 1on9 i-0; i<hv; i* )
0;
ResetVi
mlts -
long
〃 見 え る時 に 0、 check - 1; 見えない時に 1と してかけ算。一つでも見えるピクセルがあれば 0に なる
register
0;
gtosses
holls
.cell - ycells;
negister Ycell
tpo )
-
0;
holls = 0; ResetvisibleRectO; long hv - porent->6etlffO;
ycells
-
ncr YceUlhvl;
YFt@r::-YFl@r( void
)
1
deleten ycells;
//
::DisposePtr( cetls
);
) wid {
YFl@r::InitVC( void )
wid
YFI@r::SetvisibleRect( long
ix,
long
iy,
long ox,
lmg oy )
register Ycelt .celt - yc€lls; register long hv - porent->Gettlv()i for( register 1on9 i-9; i<hv; i* )
if(ViS鶏 ●Xく ●x)
sXmin ‐ ix; visYnin ‐ ty; vlsxmax Ⅲ ●x;
cell->vc0 - 1;
if(visYm● x● ●y)
● sYII● x‐ ●y;
cell->vcl.0;
if( VisXmin く o )
cetL->visibl€oistonce - y-unreochoble; cell++;
if( visYmin く 0 )
if( tXく
ViSXnin )
if(ty● ViSYmin)
t
v■
viSttin‐0; ■ sttin‐ 0;
早稲 田大学渡辺仁史研究室 ― XXXV―
1998年 度修士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的 アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築
if(
visyoq>-porent->6etHorizo )
if(
visYD@-por€nt->Getvert() )
vis)hox-porent->GetHoriz()- 1; visYnox-porent ->6etvertO -1 ;
void
YFI@r::ResewisibleRect(void)
t visXnin-pqrent ->GetHoriz()+1 ; visYnin+orent->GetvertO+1 ; visXnox--1i visYmq--1;
#ifndef Ytqll-H #define Ytoll-H
visible-y-invisiblei
#inctude "new.h"
]
closs
VEJunk;
cLqss
Yiloll
t pubtic: Y:ilqu( 1on9 horiz, long vert );
void
Expond( long horiz, long
vert ); h€ighti sH, sV, eH,
long long
dable
.next;
nfoll
#ifdef
eV;
dsH, dsv, deH, dev;
overri.de-nfl void
rop_
void
ope.o-
erotor new( size-t );
tor delete( void t ); stotic ( void );
void
0isposeAtltbmry
stotic stotic
chor long
tcurrentP@l;
stqtic
VEJunk
protected:
currentPoollndex;
const stotic long
*junki
pelSize;
#endif
]; #endif
早稲田大学渡辺仁史研究室 ~XXXV:~
1998年 度修 士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴリズムによる建築空間最適化システムの構築
l
fip|qlf -
l;
Ytoll( horiz, vert );
ner
-
lostloll->next
tr?tloll;
#ifdef w€rride-6 .Ytoll::currfitPol - nil; chor 1ff9 lf,oll: : currentPootlndq - 0; .Ylfatl:ljunk - nil; VEJunk cdst lsg l0oll::pootsize . 51?;
YWall.cP
龍 nclude"YC― ■.h"
void
″include "YWall.h・ Finctude ・ 勲 tFiX h" VE」
nil( siz€-t )
rresult; wid if( junk )
事inclllde く m● th.h> 奉include
.Ylotl::operator
{
unk.h''
result junk VWall::VW● 11( long hori2, 10ng vert )
l else
{
sH ‐ell・ ・ hori2,
if(
-
-
junk;
junk->next;
!currqtP@1.
|
| currentPoollndex-pootsize
)
sV Ⅲ eV ‐ vert: dsH・・ sH - 0.5: deH ‐ ●H + 0.5;
roldPol
dtcr
-
currentP@l
dSV 5V ‐0.5; deV ‐ ev + 0.5;
sizsf(\tfqll),poolSize
- currentPool; ner chor[ siz@f(log) +
I;
r((long .)currentP@l) orrentPmllndex
result
"ext.0;
}
void
-
(lilg)oldPool ;
currentPoot + sizeof( 1q9
l
);
els€
YW● ll::Expand(long hOri2,10ng vert)
{ currentPollndex#i r€sult - currentPol, +
{
YWoll
-
- li
●tlaprall_this;
●1● st悧 ●11 ‐ 0: YWall whilec tmメ ●11)
sizef(
tong
sizsf (lAall)r(currentP@lInd€x-1) ;
)
+
return result;
{
ifC tmp■ a11‐ >sV‐ ‐tmpwall― >eV 3a tm口 w●11‐
l
{
wid
2sV― vert)
horiz-lL)
ifC t呻 鮨 11‐ >sH―
{
[
l1oll:;DisposeAllHmry( rcid )
chor
tnexti
rhile( currer*P@l ) {
t■ W● 11→SH‐ hori2; 七mpWall‐ >dsH ‐_ 1.0: return;
next
-
(chor .).((long r)curtentpool);
i:delete currertPool;
}
if(hOri2‐ 枷
11‐
"●
{
CurrentPool
'eH-lL)
l
W● 11→ eH hori2; tmpwoll,,dell 1.0;
currentPol
切
retur●
junt - nil;
next;
- nil,;
currentbollndd
;
l
}
-
-
0;
}
else if(切 t
,■ bll‐
w● 11→ s卜 ‐ t"W●
rcid
11-鴻 ‖
t
>● ● ・ ・hol・ t2 )
〔 if( tmp‖ bll― ,sv ― Vert
- lL )
ltoll::operotor delete( void .ptr ) VEJunk .nflJunk
-
(VEJunk
.)ptr;
ndJunk->next - junk; junk - nedunk;
{
WW011‐ >SV ‐ vert;
.t
‐ 1.0: tmpW● 11‐ ,dsV ‐
l€ndif
return: }
if( Vert ‐ teWa11_>eV - lL ) 〔 切 Wall→ev‐ vert; tn,Wa11‐ >deV +Ⅲ l.0: return; } }
los■ ●ll‐ teW● 11: 切 Wall‐ tln"。 11→ next,
早稲田大学渡辺仁史研究室 ―
Ю
α
M:―
1998年 度修士論文
tritoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
YHoll.cp
Yllall.h
#ifndef #define
YHoll-H
#inclllde "YCommon.h''
YHo11-H
Finctude
YHall h"
Finclude ''VE」
#include
<new.h>
lin€lude
"YRect.h"
closs
VEJunk;
unk.h"
YHoll::YHoll( long thevert,
r€ct( clqss
{
YHqll
t
public:
-
next
l
); rcid
long th€ilox
Expqnd( long
thevert, long thellin,
Boleon Cmpqre( long th€Vert,
a
vertが
O;
YHou::Expond( long thevert,
ldg
the*inH,
tong theliloxH )
long
thttn,long themax); 〃
the*in;
void
);
long thel,bx ): thevertr4. 5 )
ninv-mxv-theverti ninH
YHolt( long thevert, long thelilin, long thelox
ldg thefin,
th€l,tin -0, S,thevert-0. 5, thel,hx+o. 5,
隣 りで、耐 n,maxが
同 じの 時 に、 内害 を買新 して trueを 返 す
YHqU ttnpHoll,.lsstHqll; for( tilpHou-this; tnpHaU ; tnpHoll-tmpHoll->next )
{ if(tttHall― 丈 ompare(theVert,thettnH,
thettxH))
lwg
ninH, noxH, ninv, mxv;
{
YRect
rect;
}
return;
//double ninx, ninY, mxx, mxY;
Y|oll
1● stH●
rnext;
1● stH● 11‐
#ifdef werride-nfl wid
stotic rcid
void
}
);
tor delete( rcid . );
(
>next‐ new YHall(thevert,theMinH,
thdttxH); void
erqtor new( size-t
11‐ tmpH011,
}
operoB∞ le● n Di.
sposeAl
nl● 11::cOware(10ng theVert,long theMInH,
long thdttxH)
lllercry
);
{
B∞ lean result‐
//prctectedi
stotic stotic
chor long
stotic
vEJunk
f● lse,
if(them■ n卜 輌 inH
*currentP@l;
thettx卜 ●laxH)
{
if( theVet・ t‐ InaxV ‐ ・1 ・
currentP@llndex;
cdst stotic lqg
rjunk;
)
{
pslSize;
maxVI+;
rect.mxY+‐ 1.0; res■ lt ‐ true;
#endif
l; }
else if( IninV―
theVert ‐‐ 1 )
{ ninV―
―,
rect.m■ nY・ ‐1.0;
result ‐true; } }
return restllt; ]
早稲 田大学渡辺仁史研究室 ―
i:l― ―
1998年 度修士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
/″ 〃 〃 〃 〃 〃 /″ 〃 〃 ″ / #ifdef
overr■ de_new
YMatrix.h
cnor
tYHoll: :currentP@l
long
YHoll : ;currentPoollndex
VEJunk
tYHotl::junk
i
Y-7771)VlJ
- nil; YHoll::poolsize - 512;
const Long
void
- nil; - 0; 以下の よ うに分 かれ て います。
Yllotrix. cp
*YHqll::operotor nil( size_t )
画像 出力 関係 や 、 こま ごま した もの
Yl4otrix2, cp
rresult; void if( junk )
歩 行到 達距 離 の 計算 関係
YHotrix3. cp
t
可視 セル の 計算 関係
result junk
l else
if(
-
-
junk;
Ylttrix4.
junk->next;
lcurrentP@l
|
|
cp
テ キス トフ ァイル入 出力関係
Yl,lotrix5. cp
currentPoollndex-poolsize
シ ミュ レー シ ョン本 体
) {
aoldP@l - currentPool; currentPool - new chorI sizeof(long) + siz@f(YHol1)*poolSize I ; *((long r)currentP@1) - (long)oldpoot; currentPoollndex - 1; result - currentpool + sizeof( l.ong );
chor
″ifndef
YMbtrix_H
#define
tttrix_H
″include"YCommon h"
]
″includeく DOfFScreen_h>
else
cl●
t
closs
YFloor;
struct
YAppearonceList;
currentP@llndex++; result = currentP@l + sizsf( sizeof(YHoll )* (cur rentP@lfndex- 1)
long )
+
ss
YCell:
;
]
l
return result;
cl● ss
YMatr■ x
{
publi c:
void
t
YMatrix(FSSpec');
YHoll::DisposeAlllm.y( void ) 関数。
.next;
chqr while( currentPool )
t
currentPool
junk
- nil;
]
人の流 動の 1回 分 の シ ミュ レー シ ョン void
Stepl( 1。 ng index ),
セル の配置 曽え とか
-
0;
vo■
d
void
PrepareTurn( vo■
d );
MoveCell( void );
YHqll::operotor detete( void *ptr )
VEJunk
.newJunk
-
(VEJunk
// 可視状 態 を GWorld:こ 描 く
*)ptr;
void
nflJunk->next - junk;
]
破棄 関
- nil;
currentPoollndex
void {
初 期化
数
next - (chor r)*((long r)currentpool); ::delete currentPool; currentPool - next;
]
〃
直接 テ キ ス トフ ァイル を受 け取 って初 期 イ L ―YMatrix(void); 〃
junk -
ViewDraw( GWorldPtr, const Rect t
):
1qP1un1'
//
#endif
セル のデ ー タを GWorldに 描 く
void
DataDraw(GWorldPtr,const Rect&,
short method‐ 0);
void KDraw( GWorldPtr screen, const Rect arect, long type, long de, lo内g ff ); 〃 テキス トフ ァイル に 出力
void void
void
SaveToText(VOid); SaveToTextHeadel・ ( short FileRef ),
SaveTOTextDat● ( shOrt FileRef );
早稲 田大学渡辺仁史研究室 ~XXX:X―
1998年 度修 士 論文
ntoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的 アル ゴ リズムによる建 築空間最適化 システムの構 築
aItaizy2Fohsl'fi.
void void vqid
SoveAcu( void
void
SoveAcuoverEngine( short
);
SoveAcuseporote( void SoveAcuEngine(
); short ref, long
obn
h, long v, long
);
ref,
long
void ); voi d
CulcvisibleDistoncesareFl@r(
long
hgh
Culcvis ibleDistonceDi fferentFl@r(
const long h, const long v, const long hgh );
。b );
B@leon ″
h,v,heightの セル を基 準 と して 、各 々 の セル が
CulcVisibleDistonceDifferentFt@rEngine( const long tH, const long tV, const long IHGH, long hgh, 1on9 hoUH );
void
// 基 準 セル か ら見 え る か、 見え る場 合 は距 離 い くつ か を
oifferentFloorttollEngine(longx,
long y, YFloor *cellFloor, Ycett rcelt, long underfrHcH, long overWHGH
// そ の セル にセ ッ トす る。 B∞ lean CulcVisibleDistance(long h,long
v, long hgh );
Long hgh, const long
tH, const
Lqng tV,
const long tHGH );
//
//
ffiEIItrSo)dSEA
h,v,he19htの セル を基 準 と して 、各 々 の セル に 〃 基 準 セル か らの距 離 を セ ッ トす る。
void
CulcW● l kDistonce(long h,long v,
long h9h );
void void
CleqrllalkDistonce( void ); CulcllolkDistonceEngine(longtH, long tV, long tHGH, long direction, doubte initiol ); void CleorArrivolcheck( long hgh ); B@leqn CheckNeighborh@d( long h, long v, YFloor r, YCell');
B@teon Checkl{eighborh@d10( YFLoor *,
″
Ycell I, long, long ); 8@leon Ycell *, tong, long );
ア クセ ス関数群
YFl∞ r oCetFloor(1。ng 2);〃
return yfl@rs+z;
] 1on9
{
CheckNeighborh@dl4( YFloor
GetHoriz( void )
{ return horiz; } long Getvert( void ) { return vert; } tong cetHeight( void ) { return height; } long GetHV( voi.d ) { return hv; } long GetNumstepslTurn( {
{
//
tzr6odSl!fi voi d
GetliloxAE( long
ff, double . );
7+7 void
t-7 71
*,
type, long de,
long
)vnA**tso)frSl!*
)
voi.d void int
return numstepslTu.n; } YAppeo.onceList rcetAppeoronces( void ) return oppeoronces; }
L@dTokens( void CleqrTokens( void
); );
Token( chor * )i //
)itV-2a 7
tr, ) AT* t)t/
o||ltr-& *. Z 6
void
llb
>l!*o)^*Ffi
// o)AQ.
SetceUType( long x, long y, long
z, YcellType t ); void bx, tong by, long z )i void bx, long by, tong z ); void lq, long high );
ttn{P.'6
Setiloll( long ox, lmg oy,
llovePerson( void
YFI@r
*yfloors;
ChongePersonN( AutoculcMoxDE(
void ); void );
″
Setstoi.( long x, long y,
2,L61.
);
[bvePersonAB( void ); l.bvePersonN( void );
long
SetHoll( long ox, long oy, tong
e. t/l,onl'trlb
各 フ ロア にセル が
long
l*
uTol!iltr!rt{tla< rr*r\ rtat\ voi.d void void
void void void void void
lbkefqll( void ); l.tokeHoll( void ); t'lqkestoirAndAg( wid );
1on9
k● zu[2];
//
long long
moveAB‖ [2];
//
long
horiz, vert, height, hv;
numStepslTurn;
hv
2 ' Vert currentH, currentV,
long currentHGH;
hor■
″
可視 チ ェ ックをや った時の
セル の座 標 prOtected: 初 期化 時の 内部 関数
void void void
ClearAllWolls(void); ClecrAllHolls(void); ClearAllStatrsAndAB( void );
stotic
double periodilolkDistonce;
stotic
doubte forvisibleDistonce:
stotic const RGBColor cBG, cBlock, clloll, ccloss, cHoll, cvFloor, cIVFI@r, cTorget, cstoir,
cA,
c8, cN, cNF.one;
早稲田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修士 論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建 築空間最適化 システムの構築
UTltt+z
chor J-
7z1
)b
long chor enun {
**tokens;
//
)tfrhflo*g.t Efi.
↓↓↓
nunTokens;
*buffer; Tokens
Yil4otrix,cp heoderToken,
dotoToken, dataBToken,
dataAToken,
dotoNToken,
structureToken, ″include "YMatr■ x h'.
defoultToken, sizeToken,
″include ''VFloor.h''
w(opoToken,
noverToken,
rinctude "YCell h''
M-shortToken,
wd_nunToken,
rinclude ''YWoll h"
w€-shortToken,
we_nufrToken,
Finclude "YRect h¨
M-totqlToken,
rinclude ''YH● 1l h'.
we-totolTokon,
″include ''VE」 unk.h・ moxDToken,
″include ttth h>
mxEToken,
″include くstdio h>
nunStepsllurnToken, nextFloorToken,
static void BrendColor( RGBColor &color, const RGBColor &o, const RGBColor &b, double ratio );
copoToken,
copooverToken,
stoyToken,
stoifupToken, stqirooinToken, rcvelSToken, rcveNToken, wselfNToken, rotherilToken, wEshortNloken, wEnunt{Token,
const RGBColor 65535, 65535
YM● trix::cBG };
const RGBColor
YMbtr■ x::cBlock
chl{l{Token,
0,
0
wEtotolNToken, per
forVi si bl
iodllol k0i stonceToken ,
eDi ston ceToken ,
kPDshortToken,
kPDNunToken,
kPEshortToken,
kPEl{umToken,
kPETotolToken,
wPAToken,
wPBToken,
oppeq rqnceToken,
YMatrix::cWall Ⅶhtrix::cGloss
const RGBColor const RGBColor
YMatr■ x::cH● 11
};
const RGBColor
YMatrix::cVFloor
//
rr?t
ltt
26000
Ⅷ otrix::cIVFl∞ r‐
YAppeoronceList toppeoronces;
YAppeoroncelist
t YAppeoroncelist( void )
z-0;
oppeoroncestep-1;
{ personType-zi x-O; y-Ot nunPersons-l; probobility=1.0;
next-nil; period-So; count-o; ]
short personType; short x; short yi short zi short oppeoroncestep; sho.t nunPersons; short count; short periodi
double probobility;
].
YMatrix::cStoi r
5000,
_{5000,18000,
nlatrtx::cA
_ {
0
const RGBColor 32768, 32768,
};
VMbtrtx::cB
0,
6SS35
..{ 0, };
mtrix::cN 32768 };
const RCBColor 49152
26000,
‐ { 38000,
YHatrix::cTorget
0,
const RGBColor
struct
{26000,
};
const RGBColor 65535,
40000,
};
const RCBColor
10000
‐ { 40000,
}:
const RGBColor 5000
‐ { 65535,
};
const RCBColor returnToken
{30000,
};
65535, 44000 40000
{800,800,
};
40000, 65535
kPDTotolToken,
{ 0, };
const RGBColor 800
{ 65535,
tttrix::cNFrame
= { Ⅲ { 49152,
49152,
};
double Watrix::perio酬 ●lkDistonce‐
15.0;
double
15 0:
YMatrix::farVisibleDistance
Ⅷ atrix::∼ YMatrix(void) {
rs) delete□ if(bufFer) delete□ if(yfl∞
yfl∞ rs; buffer;
}
YAppeoroncelist .next; YFl∞ r
●YMatrix::CetFloor(10ng z)
{
if(20112>
height)
{
#endif
::SysBeep(30);::SysBeep(30);::SysBeep (30);::SysBeep(30):::SysBeep(30); ::SysBeep(30):::SysBeep(30);::SySBeep (30);::SysBeep(30);::SysBeep(30);
早稲田大学渡辺仁史研究室
1998年 度修士論文
ntOshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 : :SysBeep(30) ; :
(30) ;
::
;
]
Sys8eep(3o); : :SysBeep
SysBeep(3o)i : :SysBeep(30);
return
]
nil;
void
Yl,lotrix::Setstoir( long x, long y, long lw,
long
hish )
return yfl@rs+z;
{
l
if( highdil )
void
t
Ylilotrix::SetcellType( long x, long y, long z,
long tnP - le; ld - high; high - tmp;
t )
YCeUType
{ GetFl@r(z)->GetCeU(
]
x, y )->type - t;
]
GetFl@r( low )->Getcell( x, y )->type cellUpStoir;
void Yuotrix::5etlol1( long qx, long oy, long bx, by, long z ) { if( ox--bx ) { if( or'by ) { long tnp - qy' oY-bY
GetFl@r( high )->GetCeU( x, y )->type celtDdnstoi r; for( long nid - loFl; nid<high; nid+ )
long
{ GetFl@r( nid )->Getcell(
cellupodnstoi r;
]
x, y )->type -
]
i
by'tnp;
]
for( ;
void oY<-bY; oY++
t
)
#ifdef
{ >type
GetFl@r(z)->Getcetl( ox, oy )-
- cellflqll; else
if(
override-nfl
Itloll : : DisposeAllMercryo ; for( long i-0; i<height; i++ ) { (yfloors+i)->wolls - 0L; (yfloors+i)->glosses - 0L;
l
l
Yuotrix: : Cteo.Allilolls( void )
oy--by )
{
]
if( opbx ) { long
#else
for( long i-0; i<height; i++ ) {
tnp - ox'
YTlotl
OX-DX;
l
for( ;
mll-next ) ox<=bx; or++
t
>type
] void
t
)
next - mll->next; delete wolt;
cetFt@r(z)->Getcetl( ox, oy )-
- celLlloll;
l
]
]
.next;
for( Yiloll .woll-(yfl@rs+i)->wolls; woll;
ox=tnpi
for( \tlql1 *woll-(yft@rs+i)->glqsses;
mLl; wotl-next ) { next - woll->next;
Yl,lqtrix::SetHoll( long ox, long oy, long bx, long
detete rcll;
by, long z )
]
{ if( oDbx ) { long
(yfloors+i)->wo1ts - 0L; (yfloors+i)->glqsses - 0L;
]
tnP - q1;
#endif
]
Ox-bx;
bx-tnp;
l if( {
wid oy>by
t
)
long
#ifdef tnp
-
oy;
oY'bY; bY'tnP;
ryerride-nw YHotl : : DisposeAttMmryo; for( long i-0; i<height; i++ )
t
]
YFI@r rfl@r - GetFl@r(z); for( Long y-oy; y<-by; y++ ) { for( long x-d; x<-bxi
t
Yl,lotrix::CleorAtlHolls(void )
6.f1oors+i)->hqlls
]
-
0L;
#el se
for( long i-0; i<height; i++ ) x++
t
)
YHoll 'next; for( YHoll .holl-Cyfl@.s+i)->hqlls; holl;
fl@r->Getcell(x,y)->type -
cellHqll;
hallⅢ next
]
)
t next - hqll->next;
I
早稲田大学渡辺仁史研究室 ―x‖ i―
1998年 度修士論文
ntoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 delete holli
I$HGH
]
);
y<ert;
long y-0;
お
(yfloors+i)->holls -
]
for(
#endif
x++
] void
Yl{otrix::CleorAllstoirsAndAB( void )
1wFl@r->Getcell(x,y)
{ #ifdef
override-ns
>type
long
x4;
x<horiz;
Ycell rlowcell
;
if( ldceu-
-- cellstoir ) {
YCellList : : 0isposeAufbmry() ; fof( tong i-0; icheight; i++ )
#else
)
) {
t
y++
I
0L;
lwcell->type - celtFloor; ()rfloors+i)->stoirs - OL; (yfl@rs+i)->qbceff s[0] (yfloors+i)->obcells[1] -
l お
for(
long hi.ghHGH-loHclt[1; highHcH<height;
0L; 0L;
highHGH++
)
{
YCell● highCell‐ GetFl∞ r(highHGH)→ CetCell(x,y),
long i-O; i<height; i++ ) if( highCell― >type ・ ・ cellStatr )
I
YCellList'next; for( YCetlList 4stoir-(yfLoors+i)->stoirs;
{
stqir; stoir-next )
t
highHGH-lo""Gll
next
-
1 )
stqir->next;
delete hotl;
O/floors+i)->stoirs - 0L; (yfloors+i)->obcetls[0]'
0L;
-
OL;
6/ftoors+i)->obceus[1]
]
lowCell―
>type ‐ cellupst● ir;
}
else
*endiJ
] {
void
Yl,btrix::l,lok€Stoir^nd^B( void )
GetFl@f(
{
{
highHGH-1
)->GetCell( x, y )-
>type - celluptlomstqir;
for( long hgh-o; hgh<height; hgh+ )
t YFI@r
tfl@r -
}
GetFl@r( hgh
for( long Y-0; Y<ert;
t
Y++
); highCell― >type・ ・ cellDomStair:
)
for( long x-O; x<horiz;
x+) {
YCetl *cell -
ftoor->GetCell (x,y);
sritch( cell-
l
l
>type )
{
CleorAllStoi rsAndAg() ;
t
for( long hgh-o; hgh<height; hgh* )
cellUpstoir:
cellDilnstoir:
YFI@r.theFloor - GetFloor(
hgh
);
cellUp0wnStoi r:
cell->type
for( long v-0; v<ert; v++ ) { for( long h4; h<horiz;
- celtstoir; h‐ )
{
breok;
long type ‐
theFl@r->GetCell(h,v)->type; switch( type )
l
]
{
{
cetlUpStoir:
for( long lo*lcH4; ldHclkheight-l; cellDdnstqir:
loHGlt++ ) YFl@r rlilFloor
- GetFloor(
cellUpDoilnstoir:
{
早稲 田大学渡辺仁史研究室 ―x‖ ‖―
1998年 度修士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
Ycel,llist .stoir
- na Ycelllist( h, v,
type
); l
stoir->next
-
if( stort I- -1 )
theFl@r->stqirs;
theFl@r->stoirs
- stoir;
if(
breqk;
- nil Ytloll( v, stort, hodz-l ); l
}
cellA:
{
-
-
wid
q;
Yl&trix::ibkewoll( wid ) CleorAlliolls();
for( long hgh-o;
breok;
t
}
cell8:
b->next
- nfl Ycelllist( h, v,
hgh<height; hgh# )
yFl@r .theFloor - GetFloor( for( long v-0; vdert; v++ )
{
YCeUList .b
theFlor->hotls
l
theFloor->obCells [0] !
theFlmr->obcellsl0]
else
)
i
YCelllist *o - ns YcellList( h, v, type ); o->next
thcFl@r->hous
v, stort, horiz-l );
theFlmr->ho1ls->Expond(
t
typ€ );
hgh
)l
for( long h-O; h<horiz; h+ ) 1
-
theFloor->obc€lls[1] ;
sritch( thcFloor->Getc€ll (h,v)->type )
theFl@r-xbc€l1sl! - b;
{ cose
breok;
cellloll: 1r(
theFl@r-illls
)
theFl@r-fflls->Expond( h, v ); else
theFl@r-fflls
- nq Ytotl( h, v ); breok; cose cellGloss:
rcid
YHotrix::[okeHoll(
t
if(
wid )
thcFl@r->glasses )
CleqrAl lHol1s();
theFl@r->glosses->Expond( h! v );
for( long hgh-o; hgh<height; hgh+ )
else
1
YFlor .theFl@r - GetFl@r( hgh ); for( long v-O; v{ert; v++ ) { long start
I
-
theFlor->glosses
- ns Yllotl(
h,
> l
breok;
-1;
fOr( 10ng h‐ 0; hく hori2;
]
h‐ ) {
if( (Start l‐
1)餞
‐
wid
(theFl∞ r‐ 涎 etCell(h,v)→ typel`ellH● 11))
7・
cdst
Rect
t
if(
theFl∞ r→ halls) theFloor‐ >h● 1ls― ,Expand( v, st●
Yl{qtri.x::VierDrar( GtorldPtr scren,
&rect )
{
scren->txSize-16; scr€en->txFfft-21;
t, h‐ 1 ),
,//1le
l,
vett co
else theFl∞ r‐ 効 ●1ls
ldg long
new YHall(v,Start,h‐ 1),
basex bos€Y
- rect.left+ y-offsetx; - rect.top+ y_offs€tY;
start Ⅲ ‐1;
CGrrfPtr oldcrof; }
GtHondte oldcD;
else if( (start
::Getcilorld( eotdcrof, &oldcD ::Setdorld( screen, nil );
― ‐1)餞 (theFl∞ r→ CetCell(h,v)→ type‐ ‐CellH011))
);
{
start
RGBColor
color, dcolor;
‐ h;
早稲田大学渡辺仁史研究室 ― x:iv―
1998年 度修士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アルゴリズムによる建築空間最適化システムの構築 :
:RGBForeColor( &cBG
r:PaintRect( &rect
);
);
breok;
collFlor:
Rect
r, dr) for( long fl-o; fl<height; fls )
cellA:
tqg chgh - !(fl.-currentHcfl)i YFloor rfloor - cetFl@r( ft ); : :RGBForeColor( &c8lock )i ::lloveTo( bosex -5, boseY +,|o : :Line( O, vertry-cellsizetz+Zo
cellE:
if(
color-cVFl@r;
::Lin€( horiz.y-cellsizr-82, 0 ); ::fbve( -1, 0 );
for(
long
F0; y{ert;
y++
Glse
" );
;:Drovrstring( "IpFl@rlsel ::DroHChorC '0' + fl );
slor4wFl@r;
)
-
dcolor.red long
o -
chgh &&
(l((vert-1-y)-
curr€ntY));
dcolor.
for( long x-0; x<horiz; x+ ) {
if( )
t
cv
)
ceU->vco
); );
y-ur-red;
gren - y-urf,gre€n;
dcolor.blue
&l (l(x-currentH))
-
y-ur_blue;
if( ceU-xlkDistqnce !olor dcolor
cTqrg€t;
y-unreochqble
)
I
cTsrget;
'
if(Cell‐ >mlkDistonce>fOrVisibleDistance)
l 〔
else
Ycell .cell
-
dcolor.red
ftoor->Getcell( x, vert-l-y );/,/celts + (vert-1-y).horiz + x; stritch( ceu-
- y-for-red;
dcolor.gren
- y-for-gren;
>type ) I
dcolor.blue
- y-for-blue;
cqse
l cose
else cose
t double r - cell-xolkDistonce/ forvisibleDistanc€;
ddblc ir dcolor.r€d
y-rid-red'ir'r
+
1,0
- r;
- y-neqr-red'irri.r
+
y-for-redrrrr; dcolor.
grs - y-ner-gre€n.ir.ir
y-rid-.greentir.r + y-for-grenrrtr
;
dcolor.ble - y-ncor-bluerir.ir y-!tid-bluc.i,r.r + y-for-blue.r.r;
+
l baeok;
a.top
-
boseY +
y.y-c€1lSizei
r.lcft -
bosrx +
r.y-cellSize;
r.bottil - r.top
+
y-ccuSizc-1;
早稲 田大学渡辺仁史研究室 ― xlv―
1998年 度修 士論文
hltostri watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
r.right - r.left
+
y-c€llSize-l;
::IoveTo( bosex-
dr.top vert.y-cel
-
r.19p *
2,
boseY-z +
y.y-cellsize ); ::Line(
LSiz€+20;
y-cellsiz€rhoriz,0);
dr.left - r.left;
dr.bottn - dr,top
+
dr.right - dr.left
+
.}
y-cellSize-1;
for( long x-0; x<-horiz;
x*)
t
y-cellSize-1; :
:RGSForeColor( &cotor
::PointR€ct( &r :
::[ov€To( bosex-
);
);
2+
x.y-cell5ize,
:RGBForecolor( &dcolor
y-cellsize ::PointRect( &dr
l
+- y-cellsize. horiz +
bosex
boseY-z
); ::Line( 0,
t vert );
);
l >pnsize.v
ZOi
*
scfeen->pnsize.h
-
screen-
1;
l
] ::Setcilorld( oldcrqf, oldcD );
for( long
F0; y{ert;
y++ )
{
voi.d Yl'htrix::lhooror( GtorldPtr screen, cdst &rect, short method ) t
longv-vert-1-y; long w - chgh && (t(v-currentv)); for( long x-0; x<horiz; x+ )
Rect
t
RGBColor
color, fcolor;
YCell rcell - f[or-
method‐ 1;
>CetCell( x, V 〕;
sritch( cetl->type ) { cose celltolL:
screen― ,txSize‐ 16;
/,/helvetico
screen‐ >txFont・・21;
log lmg
bosex boseY
- rect.left+y-offsetx; - rect.top+y-offsetY;
color-cfloll; breok;
CcrqfPtr oldcrqf; GtHsdle oIdGD; ;:Getciorld( &oldcrof, &oldcD ::Setctorld( screen, nil )i
cose cellGloss;
);
colof-cGlqss; breok; cose
:
:RGBForecolor( &cBG
cellHall:
);
::PointRect( &rect );
color-cHoll; breqk;
R€ct
r; for( long ft-o; ft<heigR; fl* )
cel LDflnstoir:
cellupstqir:
-
long chgh
l(fl.-cuffentHcH);
cose
YFI@r *fl@r - cetFl@r( fl ).
cellupDdnstoir
:R68Forecolor( &c8lock ); ::tloveTo( bosex -5, bos€Y + ,lO
- cstoir;
i
fcolor
:
)i
;:Lin€( 0, vert*y-celtsize ); ::Line( horiz*y-ceUSize-8z, 0 ); ::tlove( -1, 0 ); ::Drof,String( "YpFloorlevel ::Dror(hof( '0' + fl ); :
:RGBForeColor(
Rect
breok; cose cellA:
fcolor
" );
-
breok;
&cl{Frm );
cose cellB:
fcolor
froreRect; :SetRect( &froeRect, bos€X-2, boseY-z, bosex+horiz.y-cellSiz+1, boseY+vertry-cellSiz€+1 );
-
r
if(
:
if(
:PointRect( &frdeRect
mthod
-
-
breqki
r.top - b6eY
);
-
r,lcft -
for( long z-9; zdr€ight; z++ ) long
bosex +
x.y-cellSize;
screen-
2;
for(
+
y.y-cellSize;
1)
scren->Pnsize.h >pnsize.v
c8;
nethod-0 )
etse
t
ca;
r.bott6 - r,top
+
r,riglrt - r.left
+
y-cell5ize-Z;
y4; y+vert;
y-cellSize-2i
if( cell->Islolkoble() )
vs)
早稲 田大学渡辺仁史研究室 ― x:v:―
1998年 度修 士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 r.top_r bottom―
cell―
>dotaB[i]拿 15/YCell::capa[i];
if( cell>IsFrmecelt() )
switch( 1 ){
{
0: col.or -
cA;breok;
CoSe
1; col.or -
cB;breok;
cqse
2: color
-
cN;breqk;
:R6EForecolor( &color
);
&fr, -2, -2 )',
InsetRect(
if( &&
cose
Rect
fr( r );
x
(celt-1)->IsFronecetl() )
fr.left+; if(V &&
:
(cell-horiz)->IsFromeCetlO ) ::PointRect( &r );
fr,l.op++|
PointRect(
&fr );
fcolor.red
-
]
else
-
{ ::RGBForecolor(
+ fcolor.green./il;
49L52
&cotor ); ::PointRect( &r
49152 + fcolor.blue/4;
&fcolor
PointRect( &r
);
]
); l bosex if( methOd‐・ ・0 )
::Setcworld( oldcrof, oldco
l
{
void
r.left+5;
const BrendColor(color,CA,cBG,((double)Cell― Capa[03),
+- y-cellsize. ho?iz + zoi
l
}
>d● t● B[03)/YCell::
Brendcolor( Rcgcolor &color, const Rcgcolor &o, &b, double rqtio )
RGBColor
double irotio - 1.0-rqtio; color.red- (unsigned short)(((double)o.red)'rotio ((double)b. red)rirqtio) ;
color.green PaintRect(&r);
+
-(unsignedshort)(((double)
o.green)rrotio + ((double)b.9reen)rirotio); r leFt
‐ r.right,
);
{
RGBForeC● lor( &C。 10r );
‐ (unSigned short)(((dOuble)
color, blue
r.right +‐ 5:
o.blue)rrotio + ((double)b.blue).irotio);
l
BrendColor( color, CB, c86, ((double)cell― >dat● B[1])/YCell:: C● Pa[1]
l
l
RGBForeCotor(
r right
5;
49f52 + fco.l.or.red/4;
fcolor. green -
fcolor,blue
r.left - r,fight; r.right +-
&fcolo. );
RGBForecolor(
);
void RCBForeColor( ac。 10r );
{
PaintRect( &r );
//
r leFt
r.right;
Yilotrix::KDrd( GltorldPtr screen, const Rect &rect, Long de, long ff )
long type,
r right +‐ 5,
double Getl,loxA8(
3rendColor(CO10r,cN,cBG,((double)Cell→ capa[2]);
t^fie*En^6 mxAB[2];
type, de,
ff,
nuAB
screen->txSize-16;
screen->txFont-21i RGBForeColor( &cotor
PointRect( &r
);
dat● B[2])/YCell::
)i
Long long
);
bosex boseY
//helvetico
- rect.left+y_offsetx; - rect.top+y-offsetY;
}
else tf(
CGrofPtr otdcrof;
rethod--l )
GDHondle oldcD;
::Getctlorld( &oldcrof, &oldGD ::Setcilorld( scre€n, nil );
{
r.right - r.left+s; long
:
i-0; i<3; i* )
:RGBForeColor( &cBG
::PointReqt( &rect
Rect
);
);
);
r;
早稲田大学渡辺仁史研究室 ― xlvil―
1998年 度修士論文
hitosh watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
for( long ft-o; ft<heiqht; fl* ) {
-
1on9 chgh
!(ft-currentHcH);
YFI@r tf1@r - GetFl@r( fl );
xry-cellSize;
:RGBForecolor( &cBlock ); ::tiloveTo( bosex -5, boseY + 40
y-celtSize-2;
:
);
::Line( 0, ve.t.y-cellsize ); ;:Line( horizry_cellsize-8z, 0 );
-1, 0 ); ;:Droustring( "IpFloorlevel ::Dror(hor( '0' + fl ); :RGBForeColor( &cNFroile
Rect
-
bqseY +
r.left
-
bosex +
r.botton
- r,top
+
r.right - r.left+ y-cellSize-2;
if( cell->Istlotkobleo )
::liliove(
:
r,top yry_cettSize;
" );
t
if( celt-
);
>IsFronecellO )
froreRect; :SetRect( &frqheRect, bosex-2, bqseY-2, bosex+horizry_cell5ize1, boseY+vert*y_cellSize+l );
{ Rect
:
fr( r );
{ InsetRect( &Jr,
screen->pnsize.h = screen-
-2, -2 );
>pnsize.v = 2i
if(x for( long z-O; z<height;
t
z++
E& (ce11-1)->IsFroreCeU()
)
)
for( long y4; ycvert;
fr.left+;
{
&&
(cell-horiz)->IsFronecell() )
fr,
top++;
y++ )
if〔
V
::lloveTo( bosex-
2, bose\-2 + yry_cellsize
); ::Line(
y-cellsiz€rhoriz,0)i
RGBForecolor( &fcotor
] x+)
for( long x-0; x<-horizi
PointRect(
&fr );
t
fcolor.red
-
49752
)i
+ lcolor.?ed/4i
;:l+oveTo( bosex-
2+
x'y-cellsize,
boseY-2
);
-
fcolor. green
49152 + fcolor.green/4;
::Line( 0,
y-cetlsize t vert );
fcolor.blue
-
49752
+ fcolor.blue/4;
} }
screen― >pnSize
>pnsize.v
-
RGBForecolor(
&fcolor
PointRect( &r
);
h ‐screen―
1;
] for( {
1on9
y-0;
y{ert;
)i
r.right - r.left+s;
y++ )
for(
longv-vert-1-y; long d = chgh && (!(v-currentv)); for( long x=0; x<horiz; x* )
t
long
i-0i i<2; i+ ) {
double
dd ‐ 0 0,
Rcgcolor color, fcolor;
>Getcell(
Ycell rcell - fl@r-
x, v );
switch( type + ff
sritch( cell->type ) t cose celllloll: color-clloll;
breok;
colo.-cclqss;
cqse cellcloss: breok;
color-cHoll;
cose celLHolL: breok;
case O:
3 ){ dd ‐cell― >iShort[de][t];
case l:dd
break,
cell→ iNum[del[i];
break;
case 2:dd‐ cell→ iTOtol[deD Ei]; break; c●
se 3:
dd ‐ cell― 》ps[de][i]:
coSe
cose 4: dd ‐cell‐ >pn[de][i];
cose
cose S:dd‐ cell→ ptEde][i],
break; break;
cellDflnstoir:
breCk;
cellUpStoir: cellupDqnStai
r:
fcolor
- cstoiri
cose
}
cqse cellA: breok; cose cellB:
if(ddl・ y_unrecchable)
breok;
fcolor - cA; fcolor - c8; l
{
breok; r.top‐ r.bottom― (short)(dd拿 15.0/maxAB[i]):
早稲 田大学渡辺仁史研究室 ―xlvi‖ ―
1998年 度修士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アルゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築 if(
sntch(1){
Cel卜 >iTot● 1[deD EO]:‐ y_unreach● ble ta ce11_>iTotalEde]EO]>
EO]) ceSe O:COlor‐ cA;br"k; amaXEO]‐ c●
Cell―
'iTotalEdeD EOll;
se l: color ‐cB;break;
cell‐ >i■ot● 1[deD EO]l‐
cose 2:color‐ cN:break;
if(
スunrecchable 3=cell→ iTot● l Ede][1],
。 XEl] ) 'm●
}
[1]‐ Cell_>iTot● l EdeD Ell:
breck;
::RC8ForeColor(acO10r);
case 3:
if(
::p● intRect(&r);
cell‐
r.left
cell→ psEdeD
r.righti r.right +‐ 5:
ηsEde]EO」 >ablnaxE03 E■
)
qbnd[O]
-
cell->Ps[de][0];
if(
]'abmX[1] ) sbiiox[l] - cell->ps[de][1]; breok;
casc 4:
if(
!
ce11‐
"n[del EO])abnaxEO]
I
else
bmaXEl]
cell―
"nEde3[1]>●
) abnd[o] -
cell->Pn[de][0];
) obmutrl -
ce11->pnldel[1]i
if( breok;
::RGBFor€Cotor(
cqse 5:
if(
acOlor ); :
:PointRect( &r
11・
,pt[de]E03>● b● ● XEOコ )● bmaxE03‐ Ce11->,t[deD E03;
);
if( ce11‐
.t
ppt[dell[1])ob● ●X[1コ )● bmaXEl]
Cell‐
,ptrden[1コ
:
bre● κ ;
l boseX
+- y-cellSize
}
I horiz
+
201
} l
::Setctorld( oldcrof, oldcD );
}
}
v●
}
id
d●ubl●
VMatrix::GethxAB(long type,long de,long Ff, ● ● bmax )
〔 ● XE03‐ 00mOX[1]‐ 0.0; 枷●
10ne
n‐ type● ff中 3; 2・ ● 0;24eighti
fOr(1。 ng
z■ +)
{
γ 「100r● fl∞ r‐
r(2):
GetFl● ●
fOr( 10ng y‐ o: yくver・ t: y,+ ) {
fOr( 10ng x‐ o; xく hor■ 2, X++ ) {
YCell■ cell■ ■∞r― >CetCell( x, y ); s"■ tch( │■
)
{
case O:
if( cell→ iShortEdel EO]!
y_unreach● ble ta cell.)iShortEdellE03>
● bmaXE03) ● 臨● XE03=Cell‐ >iShortEdeD E03; if(
ン ishOrtEde3[1コ 臨α El]) ● cell‐
!‐
ュ unreachable 38 cell‐ iShortECel[1]>
● bm■ [1]‐ Cell→ iShortEdel[1]: break; case l: if(
cell→ iNu口 EdeD E03)● hCXEO])。 haXE03‐ Cell→ iNuntEdeD
EOコ
:
tく
cell→ilalmEdeD[1])。
hOXEl])● 腋
El]‐ Ce11-丸 臨 Edtt EID; break: c● se
2:
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1998年 度修士論文
hitoshl watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構 築 //YCell ●cell‐
cetlEossh; VCell ttcell
>6etceu( h, v
if( (Cell―
YMatrix2.cp
fl∞ r―
);
/r&& lcetl->IsArrivedo.,/
>IsWalkable() )
) {
edg YMatrixク ラス 関
- edg ll
((h― 磁 nHch!‐ 0)日 ((h― maXHX&(h!‐ hOri2-1))):
数 の うち、 ヨ違 距 離算 出関係 の もの
8@1eon mrked ‐ CheckNetghborh∞
d(h,v,fl∞ r,cell); if(
morked
t #include ''YMatl・ ix.h"
l∞ p・ .true;
″include ・ YFloor h" ・YCell.h" #include ・
edg )
)
Finclude ''YWoll.h" #include "YH● 1l h・・
extend‥ true:
″inctude ''YRect h" rinclude "vEJunk.h'' }
″include Kmath.h>
}
″include くstdio.h>
ヽf( extend ) {
if( minH>o )
void tHGH
ninH―
―
■f( m● XHく hOr■ 2‐ 1 )maXH++;
ltr&trix::Culcilolmistonce( long tH, long tV,
ninv― ―
if( minv>o )
long
)
{
■f( maXVく Vert-1 ) maxv++;
CleorilolkDistonce() ; CulclfqlkDistonceEngin€( tH,
}
tV,
IHGH, O, O.O
]
)l
}
〃
階の 逆戻 りあ リバ ー ジ ョン
fol・
( YCellList ●statr‐ floor― >statrs, statr,
stqir-stoir->next )
wid
Ytlqtrix::Culc{olmistanceEngine( tong tH, tong tV, Long IHGH, long /rdirectinr/, double initiql )
{
t
{
if(
if( GetFloorctHGH)― >GetCell(tH,tV)― >WalkDistance く
st● ir― >type
initiol)
long return;
& cellupstcirBit )
{
nextHGH Ⅲ tHGH +
1; if( neXtHGH く height )
ClearArriv● lCheck( tHGH );
long long
long long
mlnH‐ m●
tH‐
tH+1く hori2
xII .・
{
14_070:tH-1;
double
? tH+1 : hori2-1;
ninV・ tV-1く・ ・0 7 0 : tV-1; ‐tV+1く vert ? tV+1 : vert-1;
nextDist
-
floor->Getcetl.( stoir->x,
statr― >y)-2WalkDistance
+ Ycell::stqirup;
lnaxV
if( neXtDist く
periedlolkDistoncc
YFl∞ r
●fl∞ r‐ CetFl∞ r(tHGH): B∞ lean l∞ p_true;
)
CulctolkDistenceEngine(
B∞ lean extend‐ false:
stoir->x, stoir->y,
nexttlcH,
nextDist ); l
fl● or― >GetCell(
tH, tV )― >MbrkArrived();
noor― >GetCell( tH, tV )― ●W● lkDistance ‐initi● 1,
statr― 求 ype
a cellDownStairBit
while( loop ) long
toP €xt€nd
-
folse;
tHGH ―
if( neXtHGH >‐ 0 )
double ninDist - y-unreochqble; double ruDist - -1,0; for( long v-ninv; v<ffxv; v++ ) long (CV
nextHGH
6q15s'
edg‐
{
double
nextDist - floor->Getcell( stoir->xr stoir->y )->mlmistonce + Ycell::stqirDom;
((V‐ 輌 intav:・ .o)││
maxv)腱 (V!口 Vert‐ 1)));
//YCell ●cel13● se‐ fl∞ r― >cellstv● horiz;
if( neXtDist く
periodlotkDistonce ) CulciolmistonceEngine(
fOr( 10ng h {
nin
; hく ―
xH; h++ )
stoir->x,
statr― >y,
nextHGH, -1,
nextDist ); }
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1998年 度修士論文
hitosh watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 .t
return fols€i J
rcid B@leon llStrix::Checkleighborh@d( long h, long v,
tfl@r, Ycell rcell ) t hhilin - h<4? -1 :h-1; 1ff9 log hhad - h+b.|toriz? -1 :h+1; Min - v<4? -l :v-1; long ldg Mox - v+l>-vert? -1 :v+1; Emleon b@ - folse; b@ l- ( win l- -1 && Check|eighborh@dlo( ftmn, cell, h, Min ) ); b@ l- ( max !- -1 E& Checkt{eighborhodlo( ft@r, c€tl, h, md ) ); b@ l- ( hhdn l- -1 && Checklleighborhoodlo( ftmr, cell,hfmin,v)); b@ l- ( hhmox l- -1 && Checklleighborh@dlo( fl@r, cetl,hhnu,v)); if( Min l- -1 ) b@ l- ( hhnin !- -1 ( fl@r, cetl, hhilin, vwin ) ); boo l- ( htnd l- -1 ( ftoor, cell, hhrq, min ) );
&& Ch€ckilei.ghborh@dl4
wid )
E& Checktl€ighborh@dl4
hgh<height; hgh+ )
YFl6r 'fl.@r for(
t
tong Y'O;
GetFt@r( hgh
for( long x-Oi xdtoriz; x+ ) Ycell *cell
>Getcetl( x, y
);
Y<ert; Y# )
- flmr-
); cell-xolkDistonce
-
y-unrffchoble;
cell->vcl
-
y-notorrived;
I
wid'Yl,lqtrix::CleqrArrivolcheck(
1o.g hgh )
YFI@r tfl6r - GetFl@r( hgh ); for( long F0; y<ert; y# ) for( long x-0; x<horiz; x+ )
bo l- ( hhnin hhnin, Mox ) ); b@ l- ( hhmq
( fl@r, cell,
fof( long hglFo;
1
l if( mox !- -1 ) {
lLotrix::Cl.eorilolkDistonce(
YF1@r
( fl@r, cell, hhrq, Md ) );
!-
-1
&& Checkl{eighborhsdl4
Ycell *cell - flmr->Getcell( x, y
l-
-1
&& Checkileighborhodl,l
cel1->vc1 - y-notqrrived;
return boo; .t
B@leon Yl&trix::CheckNeighborh@d10( YFI@r .cell, long hh, long w )
Ycell .cel12 - floor->Getce11( if( cellz->IsArrived() )
*floor,
Ycell
w )i
hh,
double t[P - cellz-xqlkDistonce + 1.0; if( trp<periodtolkDistonce && tilp<cell>rclkDistonce )
t
-
cell->rolkDistonce
tnp;
cel t - >I|qr ldr ri ved( ) ;
return true;
l
]
return folse;
l 8@leon YLottix::Checkll€ighborhmdl4( YFlmr'ft@r, Ycell
rcell,
long hh, long
w)
YCeU .cellz - floor->Getcell( hh, w )i i.f( ceu2->IsArri.ved() ) double
if( >mlkDistonc€
t[p - cellz-rulkDistonce + 1,4;
hp<periodlalkDistonce
&&
tilp<cell-
) cell-nolkmstonce
-
tnp;
cell->filorkArrived(); return true; .}
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hitostd watanabe laboratory 1998
レゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 遺伝的アク ifC Wall→ SV
●● 11‐
横璧の場合
"V)
{
double
出にn,dHax;
1● g
otrix3.cP
M
end;
に n,m● x,start,
,
double sH‐ w● ll=幻 sH; double sV‐ ●●1■ ―ガ sV; double 翻 ‐ w● 11‐ 涎 eH; double eV‐ H● 11■ >`sV;
Ⅷ口 trixク ラスロ 数のうち、可援領崚諄 出関係のもの
>dSV):I(mll→ dSHatH
if((dtH 11‐ 2dsH wall_劇 eVdtv))
tt dtVcw●
ll―
{ sV +Ⅲ ■.0;
Finclude ''VMatrix.h" ″include ・ YFl● o".h"
}
if(( W● 11-'deHく dtl1 3& dtVく 劇 SV)││(atha11_幻
Finctudo "YCell.h・ 薇 ncltlde"Wall.h
4nClude
11"●
eH at mll_劇 eVく dtV)) {
YHall.h
●V ‐ 1.0;
Ithclude "VRectth''
}
■inctude "VE」 u71k.h"
dMin #include くmath.h, ■inctude ‐ tdio.h>
tV―
sV );
tV―
eV):
bleD ((dolble)tH‐ SH) / ((`。 い
酬oX‐ ((
u● le)tH―
if( "● 11‐ ,SV !‐
eH)′ ((double)
tV )
{
if( W● 11‐ ,SVく B●
● le● h tttt・ ix::CuicVisibleDistoncec long tH, lonO tV, long
tV )
{
tHGH )
start , 0: ‐ end
{
B∞ leOn res● lt,f● lse; long tempHGH ‥tHGH;
籠
11→ sい 1; }
tf(GetFl∞ r(t前 暉GH)‐ >GetCell(tH,tV)‐ 洲OtWalk● lleC)
else
)
[
stort‐
{
■SysBeepc30); Fesult ‐folse;
w● ll‐
>sv; ロ
end
veft I
}
else
}
fO"(10ng w・・start:
{
cuFrentH
tH;
w<end;
currentv_tV;
w€ ) 〔
currentHGH ・ ・ tHCH: 〃
d ‐
double
基準 点 の あ る階 は全 セル 見 え る、 その
w-w;
他 の階 は全 セル 兄 えな い に初 期化
ccil(d I di.n+0.001)) + tH;
fOr(100o l‐ 0,i4etghti t‐ )
硫
n‐
((1● ng)
献 ‐((10ng〕
{
ccil(d*daqx))+tH;
CetFl∞ r(1)‐ 》 InitVCC);
if( W‐J● 11‐ >sV
}
″
実LO計 算はこっち
rulcvisibleDistonceSaneFl∞
r(tH,tV,tHGH
{
);
if( t C■
lcvisibleDtstanceDifferentFl∞
r(tH,tV,
●IGII); ‐ t"ue; Fet
mlt->sH )
nin
"eslllt
}
<
-
rcIl->sH; else
if( roll->eH < tH )
rn FeSult,
}
id tttrtx::CulcVisiblemstanceSOmeFl∞ r(10ng tll,10ng tV,long tHGH)
m - roll->cll;
v●
dtH‐
if( Ininく
(double)樹
else if(
:
double dtV‐ (dOuble)tv;
rin>horiz
YFl∞ r theFl∞ r‐ CetFl∞ H);; "(tК fOr(VWa11● 蜘 11‐ theFl∞ r― 洲 ●1ls,wall;輌 ll‐ ●11-
tFx.O;
>next)
o )
nin{i
〔 ●●uble
}
) ilikhoriz;
if("● X4) else if(
rchoriz ) mehoriz; fOr(10ng j輌 にn;
〔
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hitoslri watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 jqq;
j++ )
double double
.cellTenp - theFloor->Getcell(
eV ‐ wo11->deV; eH ‐wall― >dsH:
if((dtVく W。 11->dsV tt dtHく
j,W);
wall―
渕 SH)‖ (W● 11→ dSVdtV tt wall― >dsHく dtH)) {
sH‐
cellTenp->vco - 0;
1.0;
}
if( ( Wall― >deVく dtV&& dtHKw●
}
>dS")11(dtVく Wall→ deV
}
else
〃
wall― >deHく
{
璧が真機にある場合
eH +‐ 1 0;
l
{
if( W。 11-peH く tH
)
壁が 左 にあ った ら [
tH―
sH):
tH―
eH );
0.5/(dtH
dttin
- woll->deH );
dttir
-
((double)tv-sv) ./ ((dwble)
d&x
-
((double)tv-ev) ,/ ((double)
if(
―dMin:
蘭 x
wotl->sH
t
stort ‐ 0;
!-
{ }
stort - 0;
else ■f( tH くWall― >sH )
eno
9.il6t=t>2ft.6
wall― ,sH+■
;
l
{
(rcll->dsH
-
dilin - -0.5,/ dtH
tH )
if( wqll->sH < tH )
end ・ ・ w● ll― >eH+1;
//
ll―
dtH))
else
t
); d,iox
-
stort
-dl,{in;
stort - woll-
mll->sH;
>sH;
eno
end
- horiz;
horiz;
l お I
i+)
tong i-stq.t;
long hh-stqrt;
i<end; hh<end;
hh* )
d@ble d (i-dtH);
double d hh-tH;
nin _ ((long)
ceil(drdrin))+dtv; M - ((tong) ceil (d'd.{ox+o.
001)
)+dtv ;
nin - ((long)
ceil(d . d.lin + 0.001)) + tV;
mx - ((tmg)
ceil(d*dlox))+tv;
if( rin<o ) nin-0;
if( hh-aqu->sH )
t
else if( nin>vert
) nin-vert; if(
nox<o
)
if( tv
< woll->sV )
mx=O;
mx>vert
) [d-veat;
else if(
nin - woll->sV;
for( long j-min;
if( woll->ev < tV )
t
ru - wqll->evi
etse
joox; j+ )
YCelt
}
if(mino)
*cellTenp - theFl@r->6etcefl( i, j );
min4; cellTemp->vco
-
else if(
0;
l
nin>vert ) nin-vert; if( maXく
else if(
}
else if(wa11->SH ″
0 )
ru'o;
}
wt111->eH)
mpvert ) nox-vert; fOr(10ng jttin;
縦壁 の 場 合
jad;
{
double
long
j++
)
dMin, d‖ bx;
{
nin, mox, start,
YCell
rcellTemp
-
theFloor->Getcell(
ceLlTsp->vco double double
-
hh,
j),
0;
sV ‐w● ll― 》dsV; sH ‥ wa11->dsH;
}
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htosh watanabe labOratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構 築 }
}
else
″
void
壁が■上か真下にある場合 tF( wall― >ev く tV ) 〃
Watrix::CulcVisibleDistanceDifferentFl∞
{
〃 まず、穴と見え方の日係
壁が下にあった ら {
[
);
ターゲットのある階より上の階をロベ
〃
dMin ・ ・ 0.5/(dtV ―wa11->deV
る stillVis■ ble ‐tFue;
蘭 x ‐‐ d in;
Boolean
stort ・ ・ 0, end ‐woll―
fOr( 1。 ng hgh・・tHGH+1; hghく
he19ht; hCh++ )
{
YFl∞ r 'theFloor‐ CetFl∞ r(hgh
>eV■ 1;
}
);
else if( tV く W● 11->sV ) 〃
theFloor― >ResetVisibleRect():
if( StillVisible )
壁が 上 にあ った ら {
{
theFl∞ r→ inttVCOo,
dMin ‐-0.5′
(mll― >dSV‐ dtV);
fOr( 10ng hallH‐ tHGH+1: 蘭 x ‥― dMin;
start ‐
"oll―
>sV;
end ‐vert;
hollH<-hgh; holllir+ ) {
stillVisible ・・ CulcVisibleDistanceDifFerentFl●orEngine( tH, tV, tHGH, hgh, h● 1lH
}
for( 10ng i
i‐
);
if(1
start; iく end;
still■ sible)
)
{
{
double
d ‐
break;
(1-dty):
}
min‐ ((10ng) Ceil(d●
}
dMin))+dtH:
}
else
max ・ ・ ((long) Ceil(dttdMOx40.001))● dtH;
{
if(mina)
theFl∞ r― >InitVCO(
y-iNisible );
m■ 71‐ 0;
]
else if(
t
mtn>hor■ 2 ) m■ nⅢ hOr■ 2;
//
if(maXO) 沖0: ・
II●
^(i5
else if( m●
r(cOnst
long tH, const long tV, const long tHGH )
{
9-tvJ.o)b6frJ.qUt.O7leJ
t
x>hori2)mX‐ hOri2;
stillVisible ‐ true;
fOr(10ng jttn: j輌 ●X:j++)
fOr( 10ng hgh‐ tHGH-1: hgh● ‐0; hgh― ‐
)
{
{
.c€llTeip
-
theFloor->Getceu(
j, i );
● theFloor ‐
YFloor
YCell CetFl∞ r(hgh);
theFl∞ r―
cellTilp->vco
-
>ReSetVisibleRect():
0;
if( stiuvisible )
l
t
)
theFl6r-
)
>inttVCOc);
I for( long v-0; v<ert;
for( v++
)
h● 1lH‐
tHGH;hall卜 hgh;hallH
long
)
1
for( long h-0; h<horiz; h+ ) sti1lVisible
{
YCell
■tempCell ・ ・ theFloor―
w,
-
CulcvisibleoistqnceDifferentFl@rEngi.ne(
ttlcH, hgh, hsllH
);
tH,
if(
>GetCell( h, v ),
I
stiltvisibte )
if(tempCell― >vcO) {
long
long
dh ・・ tH― h;
dv‐
tV―
v;
br€ak;
dh ‐ dh=dh;
l
dv ‐ dvttdv + dh; tempcell→ visibleDistonce
.t
‐ sqrt((dOuble)dV);
else
t
}
>InitVCe(
theFlor-
y-invisible )i 早稲田大学渡辺仁史研究室
1998年 度修士論文
tritoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 if( cell->vco ) {
lmg underlo(, if( hgh<tHGH )
} }
″
次に、壁と見え方の関係
{
underlVY,
overllx, overlfY
i
- x; ' Y; werllX - tHi overtY - tV; underlYx
{
fOr(10ng hgh‐ 0;hghく height;hgh_)
underlYY
[
if( hgh:=tHGH ) I
{
long
underHIGH,
eLse
overWHGH;
{ if(hghttHGH〕
undertx
-
underWHGH ・ ・hgh; ove""HGH ‐tHGH; }
}
else
long
SX=(XttH)?X:tH;
{
long
eX ‐ (X>tH) ? X : tH;
underWHGH ‐ tHGH;
overWHCH=hgh;
long
Sy = (yく
long
ey ‐ (y>tV) 2 y : tV;
for( long MIGH●
}
tV) ? y : tV;
wHGH-under[tKH; wHGH<-over[HGH;
+)
YFl∞ r oCell Fl∞ r‥
{
GetFl∞ r(hgh);
double rotioFl@r, rotioceit; if( f,8cH-'under||||GH )
fOr( 10ng cy‐ cellFloor―
t
>visYmini cy‐ cellFloor→ visYmα :cy‐ )
‐ 00;
rotioFl@r
{ foI・
cx‐ cell Floor― >visXnini
tH;
underfi - tV; overtx - xi overl{y - y;
{
( 1。 ng
cxく ‐cell Floor― >visXmax, cx++ )
eLse
{
{
rotioFl@r
YCell
ecell ‐ cellFlooI・ ―,GetCell( cx, Cy );
/
(rficH-undertrHcH-y-eyeHeight)
(overwHcH-underilHGH);
] DifferentFloorWallEngine(cx,cy,Cell Fl∞ r,cell,underttGH,
if(
overWHGH, hgh, tH, tV, tHGH );
t
wHctFflerlttlcH
)
rotioceil- 1.0;
// 見 え る セル に対 して 、 距離 をセ ッ ト.
else
if(
{
cell->vco )
rotioceil- (*lGH-
{
underllllcH-y-eyeHeight+1.0)
long
dx - q-tH;
long
dy - c)'-tv;
underlD().rotioFl@r;
lqg
dz - hgh-tHGH;
underllY).
/
(werltlcH-underilHGH) ;
double fx -
underllX
+
doubl€ fy -
underf,Y
+ (werfY-
dable
cx
-
underfx + (werl0(-
double
cy
-
underlfY
(overlD(-
rqtioFl@r;
dx-dx*dx;
underlD().rqtioceil
;
dxFdyrdyi
underlfY).rotioCeil
;
+ (overllY-
YFI@r rwollFl@r - G€tFl@r(
dx F dz. dz)
v*lGH
for( Yiloll .rcI1{o1lFl@r-illls;
cell->visibleDistqnce - sqrt( (double)dx );
mll; wolL-mll->next ) { if( l(woll->sH>ex ll mll->eH<sx ll woll->sv>€y ll trll->ev<sy) )
{ if( W● 11‐
l
>sH― wall― >eH) {
void
Yl,lqtrix::DifferentFloorlfollEngine( long x, long y,
YFt@r ./.cettFl@r./,
Ycell *cell
, long underil{GH, long werlf,lcH, lilg cmst long tH, cmst long tV, const long IHGH ) {
CrossCheck(wa11‐ >dSH,wall→ dsV,wall→ dsH,wall→ deV,
fx,fy,cx,cy)‖ hgh,
CrossCheck(w●
ll― >deH,w●
11→dsV,mll‐ >deH,wa11‐ 渕 eV,
fx,fy,cx,cy)‖
早稲田大学渡辺仁史研究室
1998年 度修士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アルゴ リズムによる建築空間最適化システムの構築 CrOSSCheck("11‐ >dSH,w● 11→ dsV,mll→ deH,woll→ dsV, fx,fy,cx,cy)‖
cl‐ >vcl
‐ y vtsible:
}
CrossCheck(w● ll→ dSH,wall→ deV,mll→ deH,wa11‐ 幻 eV,
}
fx,fy,cx,cy) )
cell‐
return cell11∞
r‐
>晰 ltiVCo;
●vco‐ y_in¨ sible:
return; } }
else if(wall‐ >sV― mll‐>eV ) {
if(
CrossCheck(w● 11→ dSH,wall‐ 渕 sV,wall→ deH,wa11‐ >dsV,
fx,fy,cx,9)日 CrossCheckc woll― >dSH,wall― >deV,mll→ deH,wa11-渕 eV,
fx,fy,cx,cy)‖ Crosscheck(田 11‐ >dSH,w● 11→dsV,woll→ asH,wall→ deV, fx,fy,cx,cy)‖ CrossCheck(woll→ deH,wall― 渕 sV,w● 11->deH,w● 11→ deV,
fx,fy,cx,cy)
cell‐
)
"co‐ Linvisible;
return:
}
lean Ⅷ●trix::CulcVisibleDistanceDifferentFl∞ rEngine( const long tH, const long tV, cOnst long tHGH, long hgh, 10ng B● ●
h●
1lH)
{
GetFl∞ r(hgh);
YFl∞ r ocellFl∞ r cellFl∞ r→ InitVClo;
double rctio‐ (h● 1lH‐ tHCH))―
((dOuble)(hgh‐
tHGD)′ (((dOuble)
二 eyeHeight);
fOr(VHa11 0h● 11‐ CetFl∞ r(h● 1lH)→ halls,h● 11: >hext )
h● 11● holl‐
{
long
ix, iy, cx, ay;
h● ll→ rect.││● gn■
fy(iX,ty,● x,9y,
(dOuble)tH, (dOuble)tV, F●tiO ); if( lXく 0 )
ix‐ 0,
if( lyKO )
iyLO;
if(。 0・・hOri=)
if(o,・ Vert)
ax‐ hOriz・ 1;
9,vert‐ 1,
c€ltFl@r+Srtvisibt.R€ct(
for(
long
ix, iy, ox, oy
sy-iy; sy+oy; sys )
for( long sx-ix; sx€q; sf
Y{.U >GetC€U(
)
tct - crllFl@r-
sx, sy );
早稲 田大学渡辺仁史研究室
1998年 度修士論文
hitoshl watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
if(
.tokenstr
- '#' ) mntskip -
else
if( cmntskip
cmrentskip
llhtrix4.
true;
&&
if( lcmentskip )
.tokenstr
- folse;
- 'Yr' )
{
cp
int
tokenstr
theToken
-
Token(
)i sntch( theToken
瀾 trixク ラス 関数 の うち、テ キ ス ト フ ァイル入 出力 開係 の もの
)
{
cqse heoderToken: 1
spoce
-
heoderToken;
#include #include #include #include
"nbtrix.h"
stillDoto true;
"Tokenizer. h"
"YFl@r.h"
index
"Ycetl.h"
breqk;
-
0;
l #include <string.h> #include <stdlib.h>
cose returnToken:
t
if(
#i.nclude <stdio.h>
typedef
.chqrPtr;
chor
spoce-dotqToks
Yllqtrix::n&trix(
t
FSSp€c
.spec
|
|
spqce-datqAToken
- na
numstepslTurn
weABt{[0]
-
oppeoronces
-
I
I
ll
) spoce-structureToken
buffer
curH
{
0)
if(
spoce--dotoBToken
spoc&-dotol{Token
ll
)
chqr[65535];
-
t-
I
50;
noveABN[l] 0L;
-
1;
index-O;
curll-9; chor tokenstr[256]i curV++;
- ,l,l ; - nil;
nmTokens
tokens
if( curv--vert )
LmdTokens();
{ chqr .divllord - "#Yr"; chor *igilord - " ; :,/, *Yt(Xl++-" '
curV-0; cur]lG]f++;
OSEr err; short rcJ i 169 spoce -
hederToken;
lmg
index
0;
lmg
dft[3];
-
if(
curHcH:height )
stiLlDqtq
dft[0]-dft[1]-dft[2]4.
lmg
-
fqlse;
breok;
siz€[3];
size[o]
-
size[l] size[2]
-
long long long
15; 15; 3;
I
l
cur]l-oi curv-o;
breok;
curHGH-o;
cose nextFloorToken:
€rr -
::FSpOpenDF( spec, fsRdPern,
Tokcnizertokenizer(
{
&ref );
if(
rcf, di\frord, igilord );
t
Boleon stillDatq - trrei B@leon
yfl@rs
-
cmrtskip -
false.
spoce:dotoToken
0;
ll
spsce-dqtoAToken
ll
curH+curV
if(
spocedotoBToken
ll
sDoce-dotol{Token
err - tokenizer.ilextToken( tokenstr );
,hile(.tokenstr )
早稲田大学渡辺仁史研究室 ― ivil―
1998年 度修士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建 築空間最適化 システムの構築 I
I
spoce--structureToken )
cose stoirDownToken: cose rcvel{Ioken:
cose rcveABToken: cose wselfNToken:
index-O;
cose notherNToken:
cqse wEshortNToken:
curH-0;
cose wEtotolNToken:
cose wEnunl{Token: cose chllNToken: cose
curV-0;
per
iodf|ol kDi stonceToken
:
cqse forvisibleDistonceToken curHGtl}+;
if(
:
cose kPDShortToken:
cose kPEshortToken: curHclts-height )
kPDNunToken:
cose
cose kPEilunToken: cose kPDTotolToken:
i
cqse kPETotqlToken: ●PAToken:
cqse
cose wPgToken:
stillDoto - folse;
cose oppeoronceToken:
{ breqk;
spoc€ = theToken;
] ]
index - 0; stillDoto -
i
DTEOK;
]
cose dqtcToken: cose dotoAToken:
defoult:
cose dotoBloken:
if( stillDotq )
cose dotol{Token:
t
cose structureToken:
t
stitlDoto - folsei spoce
-
long
d4i
theToken;
curH =
curv,
double
curHGH ‐ 0;
f4.Oi
stillDoto -
if(
rtokenstr--'.' ll *tokenstr-'+' ll <- *tokenstr && 'tokenstr <-'9' ) )
true;
- Oi if( lyfloors ) index
3tokenStr
'―
' ││( '0' {
{ horlz
d - otol( tokenstr );
vert -
f - otof( tokenstr );
- size[o]; size[1];
}
height
sWヽ tch
(
- si.ze[2];
spoce
)
hv-
{
horiz*vert; cose heoderToken:
yflors -
new
YFloor[height];
for(
breok;
long i-0; i<height; i++ )
t
YCell::stairup _
cose stoirupToken:
bre● k;
GetFt@r(i)->Init( this );
l
l
YCell::stairDown
cose stoirDomToken:
breok;
cose sizeloken:
1
cqse rcxDToken:
cose defoultToken: cose ncopoToken:
Ycell::mxDE[o] - f;
cose r0verToken;
cqse roxEToken
:
YcelL::mxoEul - f;
cose M-shortToken: wd-nunToken:
breok;
cose we-shortToken: cose re_nunToken:
breok; rcveABil[o] - d;
cose rcveABToken:
cose M-totolToken:
breok;
cose re-totolTokon: ndDToken:
cose noxEToken:
cose copoToken:
cose nunstepsllurnToken: cose copooverToken:
rcveABN[l] - di
cose rcveNToken:
breok;
cose stoyToken;
cose chl'll{Token:
Ycell::chNil - f;
cqse stoirupToken:
breok;
早稲 田大学渡辺仁史研究室 ―lvin―
1998年 度修士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
coseperiodiolkDistanceToken:
- f;
periodlolk0istqnce cose
index+;
- f;
if(
break;
nunstepslTurnToken:
numstepslTurn
-
indexs;
YCell::IPE03[index] _ f;
index+;
breok;
index<z
index+;
){
YCeU::wPullindex]
- f;
if(
index*;
breokt
YCell::kPShortEO][index]‐
f;
YCell::kPIImE03[index3_f;
f;
YCell::wTotal[lD E■ ndex3‐
f;
breok;
if(indexく 2){ stil10ota‐ true;}
true;}
index+;
breok;
cose kPDlotolToken:
breqk;
cose copoToken:
if( indq<Z ){ - true; l
Ycetl::kpTotol[0][index]
- f;
if( index<3 X YCell::copo[index] - f; stilltoto - true; l index*;
breok;
cose kPEshortTokfl:
breok;
cos€ copooverToken:
if(indexく 2){ stil10cta ・ ・ true; }
YCell::kPShort[1][indeX3‐
f;
if(1●deЖ 3){ sttllData‐ tFue;}
index+;
breqk;
kPEilunToken:
YCell::cap00verEindexII‐
f;
break;
@s€ stoyToken:
index<2
stilltloto - true; l
X
Ycell::kPilm[1]tindexl
- f;
breok;
cose rselfilToken: YCell::kPTotal[1コ [indeX] ‐f;
stil10at● ‐trtle; }
if(indexく 2){ stil10oto ‐true; }
index*;
breok;
cqse wd-shortToken: if(indexく 2){ stillDota ‐true: }
YceU;:stoylindex] - f; X - true; l
index<3
index+;
breok;
if( indexく 2 )〔
if(
stiuDotq
cose kPETotolToken:
index+;
YCell::wT● t● 1[03[indeX3
cose re-totolTokqn:
if(indexく 2){
index*;
- f;
breok;
if(indeЖ 2){
index*;
se kPDNlmToken:
if(
Ycell::d{um[l]lindex]
stillDato・・ true;}
indeX44:break;
dse
)t
cose rd-totolToken:
if(indexく 2){ stillData ‐true; }
indexs;
index<2
stillDotq - truei ]
cqse kPDshortTokeni
index+;
breok;
cqse re-nunToken:
stillDoto - true; ]
stillDota
YCell::喘 ull[03[index3‐ f;
true:}
stil10at●
cose rPBToken:
indq+;
breok;
if( indexく 2 ){
true;}
index*;
stillDat●
YCell■ wShortEllindeX3‐ f;
cose M-nmToken:
if( indexく 2 )[
c●
X
d;
cose wPAToken:
if(
indq<2
stillDoto - true; l
breok:
stillDato‐
breok;
cqse re-shortToken:
forvisibleDistonceToken: Yl&trix::
farvisibleDistonce cose
lllotrix::
breok;
YCell::wSelf田 [index3‐
f;
breqk;
cose uotherlfToken:
YCell::wShort[OD Eindex3‐
f;
if(indexK2){
YCell::Ю
ther‖ [index」
‐f;
stillData‐ true;}
早稲田大学渡辺仁史研究室
1998年 度修 士 論文
tritoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的 アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 oppsronces - newAppeor;
indexs;
breok; oppeoronces->personType
-
cose wEshortNToken:
if(
index<z
stillDqto - true; ]
){
YCell::wEshortN[indeX] ‐ f;
breoki cose 1: oppegfonces->x - d;
indexs;
breok;
breok;
cqse 2: oppeorqnces->y - d;
cose rEnuril{Token:
breok;
if( index<z ){ stillDota - true; l index+;
Ycell: :wEnunillindex] - f; cose 3:
cose 4: oppeqrqncesbreok;
>qppeqroncestep = d;
index<z
stillDoto - true; ] index+;
- d;
breok;
cose wEtotolilToken:
if(
oppeorqnces->z breqk;
X
cose 5:
YCell::wEtotalNEindex] ・ ・ f;
d;
oppeoronces->nunPersons
-
breok;
breok;
cose
6: oppeoronces->probobility
cose
7:
breok; cose r(qpoToken:
if( ・ ・ f;
index<,{
){
Ycell::t|Copo[indeD>l]lindex&oxol]
stilttloto - true; ] index*;
oppeoronces->period
-
d;
breqk;
]
breqk;
stitlDoto
-
true;
cose v0verToken:
if(
index<,|
stiltDoto
index#;
){
] Ycell::i|ov€rtindep>l1lindex&oxol]
- true; ]
index+;
breok;
breok;
cose defoultToken:
if(
cose dotoAToken:
index<3
X
dft[index] =
d;
cose dotoBToken:
stitLD,oto - true; ] cose dotol{Token:
index*;
breok; GetFloor(CurHGH)― >GetCell(curH,Vert-1-curV)―
if(
>dat● B
[SpaCe― dataAToken]=d;
cose sizeToken: index<3
-
stillDoto
X
SiZe[inde珂
true;
}
curH
d;
+i
stillDoto - true; index+; breoki
if(
curlF-horiz )
cose oppeoronceToken:
if(
t index<8
) curll-0;
I
CurV
switch( index
)
*;
if( curv--vert )
{
t cose 0:
curv-o; YAppeoronceList *newAppeor
- nil
YAppeoroncelisto;
curHGBf+;
if(
nflAppeor->next -
curHcH-height )
qppeoroncesl
stillDoto - folse; 早稲 田大学渡辺仁史研究室 ― ix―
1998年 度修士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的 アルゴリズムによる建 築空間最適化 システムの構築
cqse 'h': cose 'H': type - cellHqll;
] cose 's': cqse 'S': type - cetlstoir; b.eok;
cose'o':cose'A':type - cellA;
cose dotoToken: breok; Get
[index] -
Fl@r(curHGH) ->GetCell (curH,vert
- 1-
curV) ->dotoB
cose'b':cose'B':type -
6;
ceLlB;
DTEOK;
index*; l stilltloto - true; ->Getcell (curH,vert- 1-curV) ->type
GetFl@r(curHGH)
if(
index==3
)
{
curH
+;
if( curH--horiz )
index-0; curH
-
type;
#;
{
if( curtl--horiz )
curH-0;
t
curv
if( curv--vert )
curlLo; curv
+;
#:
{
if(Curv_..vert)
curV‐0;
{
curHGH++;
if(CurHGH― height)
curV-0;
if(
false:
stil10at●
curHGH++;
curHcH--height ) stillDat● Ⅲ
}
fql se; break:
]
]
l
]
err - tokenizer,l{extToken( tokenstr ); 1
b.eok;
::FSClose(
]
ref );
cose structureToken:
stillooto - true;
void
Yl,lqtrix::SoveToText( void )
{ YCeUType type;
StondordFiteReply reply;
reply.sfscript
switch( ltokenstr ) &reply
{
);
if(
t
",
"Ipoutput",
0SErr err; err - ::Fspcreqte( &(reply.sfFile),
'TEXT', reply.sfscript
'JEDT',
);
if( err!-no[rr && err!-dupFt{Err ) return; short ref; err - : :FSpOpenDF( &(repty.sfFile),
breqk;
cose 'g':cqse 'G':type - cellcloss; breok;
:
reply.sfcood )
cose 'f':cose 'F':type - c€tlFloor; breok; cose 'w': cose 'll': type - cellttqlt;
- snsystilScripti h**
::StondordPutFile( "Vp 7*a
fsHrPerm, &ref
);
早稲田大学渡辺仁史研究室
1998年 度修士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 tef,pBuff +- sprintf( tenpBuff
if( err!-noEr. ) ::Sys8eep(30);
return;
(tok€ns+kPDTototToken) ) ;
tenpBuff +- sp.intf( tenpBuff
l
YCelt : : kPTotot [O]
,
YCell : : kPTotof [0]
"YtYtXfYtSfYrYr",
[1]
;
tempBuf f +- sprintf ( tempBuf f , "YtYtXf Yt%fY.Yr", Ycell: :kPshort[1][0], YCell: :kPshoft[1][1] ); tenpguff += sprintf( tempBuff, *(tokens+kPENunToken)
); )
);
Yl.lotrix::SoveToTextHeoder(
Ycelti:kPNum[1][0], Ycell::kPNum[1][1] ); tenpguff += sprintf( tenpBuff, *
tenpguf
i
)
sprintf( tenp8uff, ' (tokens+kPEShortToken) );
: : FSClose( ref ); err = ::Flushvol( 01, reply.sfFile.vRefNun
void
[0],
tempBuff +-
SoveTolextHeoder( ref ); SoveTolextDoto( ref );
l
, "YtytxfYtxfYrlf",
Ycetl: :kPNumtol[0], Y(elt: :kPNun[0][1] ); tempBuff += sprintf( tenpBuff, '
{
short ref )
f +- sprintf( ); sprintf(
tenpSuff
,
"YtYtxfyt%fYrYr",
(tokens+kPETototToken)
rtempBuff = buffer;
chor
tenpBuf
f
+=
tenpBuff
,
"YtYttrfYt$fYrYr",
Ycell::kPTotol[1][0], Ycelt::kPTotof [1][1] ); tempBuff +- sprintf( tenpBuff, *(tokens+si.zeToken)
tef,pBuff += sprintf( tenpBuff
); +- sprintf( tenpBuff, "Yr%ldYtxldlt%ldYrYr", horiz, vert, height );
,
*(tokenslw5elfNToken)
);
tempBuff
tempBuff +- sprintf( tedpBuff , "YtYt%fYt%fYr", YCell: :wselfN[0] , Ycelt : :wselfN[1] );
tenpBuff +- sprintf( tenpBuff, I
tempBuff +- sprintf( tenpBuff , r(tokens+wcopoToken)
);
(tokens+woth€rNToken) ) ;
tempBuff +- sp.intf( tenpBuff, "YtYtXf YtxfYttrfvt*fYr ", YCell ; :wcopo [0] [0], Ycell : iwcopo [0] [1], YCetl: :wCopo[1][0], YCell::wcopo[1][1] ); temp8uff += sprintf( tenp8uff , *(tokens+s0verToken)
tef,pBuff +- sprintf( tenpBuff , "YtYtXfYtXfyr", YCell: :rotherN[O], YCetl: :wotherN[1] ); tempBuff +- sprintf( tenpBuff, ' (tokens+wEshortNToken)
tenp8uff +- sprintf( tenpBuff,
", YCell : :wover [0] [0], YCelt [1], YCell: :soverD.l[0], YCell: :rtover[1][1] );
"YtYt%f YtxfYt%fVt$ftrYf
: : wover
[0]
); tenpguf f +- sprintf( temp8uff , "YtYtXfYttrfYr", Ycell : :trEnunN[0], YCell: :wEnunN[1] ); tenpBuff * sprintf( tempguff, '
temp8uff +- sprintf( tenpBuff, *(tokens+wPAToken) ); tenpSuf f +- sprintf ( tenpBuf f , "YtYtiXf YtXfYr",
(tokens+wEtotolNToken)
Ycell : :wP[0] [0] , YCelt: :wP[o] [1] ); tenpSoff += sprintf( tempBuff, .(tokens+wPBToken) ); tempBuf f +- sprintf( tempBuff , "ytYtXfYtXfYr", YCell: :wP[1] [0] , YCell: :wP[1] [1] ); tenpguff +- sprintf( tempBuff, * (tokens+wd-shortToken)
);
tempBuff +- sprintf( teopBuff, "YtxfYttrfYr", YCell:: wEshortN[0], YCell : :wEshortN[1] ); tempBuff +- sprintf( tenp8uff , r(tokens+wEnunNToken)
);
);
tempBuff += sprintf( tempBuff, "YtXfYtXfYr", YCel1:: w€totolN[0], YCell : :wEtotolN[1] ); tenpBuff += sprintf( tempBuff, *(tokens+chNNToken)
); tenpBuff += spfintf( tempBuff, "vtYtxfYrYr", YCell::
);
tempBuff + sprintf( tempBuff , "YtYt%fYt%fYr", Ycell: :wshort[0] [0], YCell: :wshort[0] [1] );
chNN
);
teilpguff F sprintf( tenpBuff, *(tokens+wd-nunToken) tempBuff += sprintf( tenpBuff , *(tokens+copoToken)
);
sprintf( tenpBuff, "YtYt fYtSfYr", :wt{um[0] [0], YCelL: :wNum[0][1] ); tedPBuff +- sPrintf( tenpBuff, *
);
tempBuff +=
YCetL:
(tokens*d_totqlToken)
tenpBuff += sprintf( tenpBuff, "YtYtXldYtXldYtxldYr", (long)Ycell : ;copo[0], (long)Ycell cqpqUl, (long)Ycelt: :copo[2] ), tenpBuff +- sprintf( tenp8uff, *
);
f +- sprintf( tenpBuff , "YtYtXfYtXfYr", [0], YCell : :wTotot [0] [1] ) ; tempBuff +- sprintf( tenpBuff, t tempBuf
:
:
YCell : :wTotol[0]
(tokens+copooverToken)
(tokens+we-shortToken)
tempBuff +- sprintf( teopBuff, "Yt ldytxldYtxldYr", (tong)YCell: :copoover[0], (long)YCell: ;copoover[1], (long)
)
;
+- sp.intf( tedpBuff , "Ytyt%fYt%fYr", :wshort[1][0], YC€l1: :wshort[1][1] ); tempBuff +- sp.intf( tenpBuff, *(tokens+we_nunToken)
Ycell::copoover[2] ); tenpBuff +- sprintf( tenpSuff , *(tokens+stoyToken)
tempBuff
YCett:
);
):
tenpBuff +- sprintf( tenpBuff , "Ytyt%fvt%fYr", YCelt : :wt{un[1] [0], YCetl: :wNun[1][1] ); tempBuff +- sprintf( tenp8uff, * (tokens+we-tototTokon) ) tenpBuf
Ycell:
tenpguf f +- sprintf( tenp8uff , "ytvttrfYt%fYtxfvrYr", :stoylo], Ycelt: :stoy[1], YCell: :stoy[2] );
tenpBuff +- sprintf( tempBuff, *
;
f +- sprintf(
);
tenpBuff
,
(tokens+stoirUpToken)
"YtYtxfYttrfYrYr",
Ycell: :wTotol[1][0], YCell: :wTotol[1][1] ); tempBuff +- sPrintf( tenP8uff, * (tokens+kPoShortToken) ) ; tempBuf f += sprintf( temp8uff
tempBuff
stoirup
);
* sprintf(
tempBuff, "YtYtXfYr", YCell::
);
tef,pBuff +- sprintf( tenpBuff, *
,
(tokens+stoirDdnTok€n) ) ; tempBuff += sprintf( tenpBuff, "YtxfyrYr", YCetl::
"YtVt%fYt%fYrYr",
Ycell:;kPshort[0][0], Ycell: :kPshorttoltll ); tenpBuff +- sprintf( tempBuff , *(tokens+kPDNunToken)
stoirDown
);
);
― lxii―
早稲 田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修 士 論文 hitoshiミゝtanabe laboratory 1998
遺伝 的 アル ゴ リズム による建築空 間最適 化 システム の 構 築 tempBuff +=
sprintf(
tempBuff
,
fof( long j'O; j<2; j++ )
r(tokenssoxDToken)
);
SqveAcuoverEngine(
tenpBuff += sprintf( temp8uff, "YtYtSfYr", YCell:: moxDE[9]
err - ::Flushvol( 0L, repty.sfFile.vRefNun
);
tenpBuff += sprintf( tenpguff, 1(tokens{oxEToken)
);
tenpBuff += sprintf( tenpBuff, "YtYtXfYrYr",
i
]
);
YCelt::mxDE[1]
void
i
tenpguff += sprintf( tedpBuff, *
);
tempBuff +- sprintf( tempBuff, * (tokens{oveNToken) );
if(
tspBuff +- sprintf( tempBuff, "vtYt$ldYrYr", mveABNUl ); tempBuff +-
Yl4otrix::SqveAcu( void )
StondordFileReply reply; repty.sfscript - snsystenscript; : : StqndordPutFile( "YP 747 l'RF : ", "Ypoccumulote", &reply )i
(tokens{oveABToken) ) ; tempBuff +- sprintf( tenpBuff, "YtYt%tdvr", rcveABN[0]
reply.sfcood )
{
OSErr err; err = ::FSpCreote( &(reply.sfFile),
sprintf( tempSuff, *
&& err!-dupFNErr ) return; short ref, err - : :FSpopenDF( &(reply.sfFite),
tenpBuff +- sprintf( tenpguff, "ytlttrdlryr", nunStepslTurn
); fstrPern, &ref );
tenpBuff +- sprintf( tehpBuff, * (tokens+periodllolkDistonceToken) )
if(
err !-noErr )
{
;
tenp8uff +- sprintf( tenpBuff, "YtYtXfYrYr", periodf{olkDistonce ); tenPBuff +- sPrintf( tempBuff, (tokens+f orvisible0istonceToken) ) ;
::Sysgeep(30);
return:
]
'
fo.( long i-0; i<3; i*
tenpguff +- sprintf( tempBuff, "ftYt*fYrYr", forvisibleDistonce );
SoveAcuEngine(
) ref, i );
for( long i'O; i<2; jx )
SoveAcuoverEngine(
for(
'JEDT',
'TEXT', repty.sfscript ); if( errl-noErr
(tokens+numstepslTurnToken) ) ;
YAppeoroncelist rop-oppeoronces; op; op*op-
ref, j );
::FSCtose( ref );
err * ::Ftushvol( 0L, r€ply.sfFile.vRefNum
>next )
{
)i
tenpBuff +- sprintf( tenpBuff, *
(tokens+oppeoronceToken) ) ;
]
tenpBuff +- sprintf( tempBuff, "ytYt%dYtXdYtXdYtXdYtXfiYtfivt$fYr", op->personType, op->x, gp->y, op->z, op->oppeoroncestep, op->nunPersons, op-
void {
] YMqtrix::SoveAcuEngine(
] tenpguff
F sprintf(
long
length
tenpBuff, "Yr" );
switch( dotolnd )
i
tenpBuff - buffer; ::Fswrite( ref, &length, buffer );
-
0: ); cose 1: - BYrYr" ); cdse 2: - NYrYr" ); cose
"Accumulotion
i "Accunulotion YMotrix: iSoveAcuseporote( void )
t
"Accunulotion
-
for(
t
OSErr err, if( err!-noErr && err!-dupFNErr ) return; short ref i err - : : FspopenDF( &(reply. sfFite) ,
);
if(
tenpBuff
tenpBuff +=
longY=vert-v-1' for( long x-0; x<horiz-l; x++ ) { tenpBuff +- sprintf(
] tenpBuff +=
]
retqrn;
long i-0; i<3; i++ ) SoveAcuEngine(
sprintf( tenp8uff,
);
tenpBuff +- sprintf( tenpBuff, "trldYr", floor->Getcell(horiz-1,y)->ocu[dotolnd] );
::SysBeep(30);
tong
tenpBuff,
breok;
]
{
]
€ sprintf(
breok;
tempBuff, "XldYt", fl@r->Getcett(x,y)->ocu[dotolnd]
err!-noErr )
for(
breok;
YFI@r 'fl@r - GetFl@r( z ); for( long v-0; vdert; v++ )
err = : :FSpCreote( &(reply.sfFile), 'JEDT', 'TEXT', reply.sfscript );
fsllrPern, &ref
tenpguff +- sprintf( tenpBuff,
long z-0; z<height; z++ )
t
reply.sfcood )
t
AYrYr"
i
StondordFileReply replyi reply.sfscript - snsystemscript; : : StondordPutFile( "Vp 74^ FFF : ", "Ypoccunulote", &reply );
if(
short ref, long dotolnd )
*tenpBuff - buffer;
chor
>probobility );
void
ref, j );
::FSClose( ref );
tength
-
sprintf( tenpBuff, "Yr" );
tempBuff
-
buffer;
::Fs[rit€( ref, &length, buffer );
ref, i );
]
― lx"i―
早稲田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修士論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝 的アル ゴリズム による建築空間最適化 システムの構築 cose cellB:
void
t
rtenpBuff
chor
c-'b';
short ref, long dotqlnd
Yl,lotrixr:SdeAcu(terEngine(
breok;
l if( ht-horiz-l )
tilpBuff *
- bufferi
sprintf( tspBuff, "$cYt", c );
sritch( dotolnd )
else
tmpBuff F "Accumulotion
-
"Accurulotion
-
l
cqse 0: tsp8uff F sprintf( tenpBuff, A OverYrYr" ); breok; cqse 1: tdpBuff r sprirtf( te@Buff, B OrerYrYr" ); breok;
sprintf( tmpBuff, "lcYr", c ); 1
'tenpBuff F sprintf( terp8uff, "Yr" ); I
for(
for( long z-O; z<heighti z++ )
t
YFI@r .fl@r
for(
t
lmgY'Ys11 -Y-1'
tilpBuff,
cose 0: tilPguff .(tokens+dotoAToken) ); breok;
t
tilpBuff,
r(tokens+datoBToken)
cose
tspBuff ts sprintf(
floor->Getcell(x,y)->ocuover[dotolnd]
);
J
lapguff F sprintf( teop8uff, "Yr" ); for( tong hgtF0; hgh<height; hgh+ )
tilp8uff ts sprintf( teqBuff, 'i4ld\r", flor->GetCelt(horiz-1,y)-xcuover[dstolnd] );
'
tapBuff * sprintf( terp8uff, "lr" );
,ra*" .fl@r - GetFlmr( hgh ); for( long E0; v{ert; va+ )
l long l
ts sprintf(
1: tilPguff F sprintf( ); breok; cose 2: tspguff +- sprintf( tilp8uff, *(tokensrdotol{Token) ); breok;
for( long x-O; x<horiz-l; x+ )
, "f41dlt",
)
sritch( dotolnd )
- cetFlmr( z ); v{ert; v++ )
tono v-0;
t
tspBuff
Long dotqlnd-oi dotolnd<3; dotolnd++
length - tflp8uff - buffet; ::Fsflrite( ref, &length, buffer );
{
long w‐ vert‐ v‐
1;
For(long h‐ 0;hく hori2-1; h‐ ) {
wid
t
ll&tri.x::SryeToTextDoto(
chor tmpBuff
short ref )
sp.intf ( tspBuff [dotqlnd] );
'tenpBuff - buffer; F sprintf( teipBuff, .
(tokenslstructureToken)
, "fldYt",
tmPBuff fl@r->6etcel.1(h,w)-rqtqB
+
l
t$pBuff F sprintf(
);
tspguff F sprintf( tenpBuff, "Ir" ); for( long h9h-0; hgh<height; hgh* )
tspBuff
,
"XldYr", fl6r->Getcell(horiz-1,w)->dotoB[dotolnd]
);
I
l
YFl@r .flFr
tilp8uff F sprintf( tmpBuff,
- 6etFl@.( hgh ); for( lon! r0; v{ert; v# )
"rr" );
t
1
l long
lffgw-vert-y-l; for( long h-0; h<horiz; h+ ) {
length
-
-
tmpBuff
buffer;
::Fsilrite( ref, &length, buffer );
l
cnor c;
sritch( fl@r->Getcett (h,W)-2type)
wid
t
c-'f'; c-'f,';
cqse
cellFler;
cose
cellloll:
cose
cellcloss:
Yllotrix::LddTokens( void )
Str63 pstr; if( ttokens )
breok;
{
breoki
tokens
cqse
c-'h'i
i<nmTokens;
I
brmk;
for(
t ccllDornstoir: c€llUpDflnstoir: @se
i+ )
Q;
i-O; i<nmTokffsi i+ )
tong
if( r(tokas+i) ) *(tokens+i)
cellstoir:
breok;
:
cose
'
d€leten (tokens+i); ::Getlndstring( pstr, 128, i+1 );
cose
e'o';
chorPtr[nunTokens];
r(tokens+i)
celllloll:
c€ltupstqir:
c-'s';
- ns
for( long i-oi
c-'g'i brek;
cella:
brffk;
'(
chorl rpstr + 1 ]; pstr+l, .(token$i), rpstr
- rei
:BlockltoveDoto(
r(tokens+i.) + rpstr
)-
早稲田大学渡辺仁史研究 室 ― ixiv―
O;
1998年 度修 士論文
hitostrt watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構 築
l void {
] Yl'lotrix::CleorTokens(void )
if(
tokens )
ⅥMatrix5 cp
{ for( long i-0; {
i<numTokens;
i+ ) VMatrixク ラス 関
if(.(tokens+i) )
数 の うち、 シ ミュ レー シ ョン本 体部分
detete[] (tokens+i); )
]
tokens - nil;
#include "Yti{qtri.x. h" #include "YFloor.h" #include "Ycell.h" #include "YCellList.h"
Yl,lotrix::Token( chqr *token )
if(
*token
-- 'Y.' )
{
#include <stdlib.h> return returnToken;
l
for( {
1on9
i-0;
if(
]
i<nwTokens;
i* )
strcnp( token, *(tokens+i) return i;
void
)-0 )
Yl.lotrix::Prepq.eTurn( void )
//
*9->Q*AE4|.J,i.6UX.
{ MokeiloLl();
return -1:
lhkeHqll(); f.lokeStoi rAndAB() ; AutoCulcritoxDE() i
kozu[o]-kozull]-0;
//
*uvofltnk,
for( long z-0; z<height; z++ )
t
YFI@f 1fl@r - 6etFto.( z ); for( long Y-0; Yryert; Y++ )
{ for( long x-O; x<horiz; x* )
t
Ycell *ce1l - fl@r-
>GetCeLl(x,y); cel I ->PreporeTurn();
switch( cell->type ) cose cellA:
kqzu[0]++;
breoki cose
[1]+;
cellB:
kgzu
breok;
] for( {
1on9 qz-O; oz<height;
YFI@r .ofloor
-
for( long ob4; { >obcetls[ob]
; ocell;
oz+ ) GetFloor( oz );
ob<2; ob++
)
for( Ycelllist .ocell-qflorqcell-ocell->next )
{ CulcVisibleDistonce(
ocell->x, ocell->y, oz ); CulcilolkDistonce( ocell-
>x, ocell->y, oz
z*)
);
for( long z-0;
z<height;
t 早稲田大学渡辺仁史研究室 ― lxv―
1998年 度修士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築 YFI@r rfloor GetFt@r( z
人を動 かす
);
llovePerson();
//
for( long y-0;
Y{ert; y+ )
for(
t
{
for( long
x-0; x<horiz;
x++
long
lcu lift* z-oi z<height;
)
z++
YFI@r *fl@r - GetFl@r( z ); for( tong Y-0; Yaert; Y++ )
)
t
{
for( {
YCell 拿 cell ‐floor― >GetCell(x,y);
x-0; x<horiz; x# )
Long
YCell cell―
>Culclnfluence(ab〕
rcell - flor-
>GetCell( x, y ):
;
cet 1 ->AccunuloteO;
〃 ここ Etoto18の 、各セル毎の配置がえごとに決まる数
で、DShortA 字を計算
l
}
}
}
} vo■
}
d
YMbtrtx::14● vePer50n( Vo■ d )
} }
各ステップ毎に呼ばれる関数
fOr(10ng bz・ ・ 0;bzく height;♭ 2‐ )
{
fOr( 10ng z・・0; 2く height, z++ )
{
YFloor 。 ●Floor ‐GetFloor( bz ); fOr(10ng oy‐ 0,oy‐ ert;ay‐ )
{
YFI@r *fl@r - GetFl@r( z ); for( long y-0; yde.t; y++ )
{
fOr( 10ng ax‐ 0; oxく horiz; ox++ )
{
for(
{
YCell 中cell ‐ ●floor―
t
>Getcell( ox, oy ); cell―
x-0; x<horiz; x+ ) YCell *cell - flor-
>Getcell(x,y); cel1 ->PreporeStepO;
PAl、
〃
>SetPl( ko2u );
long
PBlの 計算
c€l 1->SetStepPO
;
}
]
} }
}
}
MOvepersonAB(),
″
MovepersonN();
″
↓すぐ
下 ↓下の 下
void
ChangepersonN();
YMbtrix::Stepl( 1。 ng index )
〃 ↓ 3つ 下
{
〃
発生 セル か ら人 を発 生 させ る
}
srand( ::TiCkCOunt()); for( YAppeoranceList ●●p‐ appearances; o,; ●p‐ ap―
void
>next )
に {
Ⅷ utrix::MOvepersonAB(void)〃
PAl,PBlを
各セル
セ ッ トしてか らこの関数 を呼ぶ
{‐
if(index >count<op->period
p―
>appearanceStep-0餞
srand( ::TiCkCOunt() ),
ap_
″
乱数 の
かき混ぜ
)
i double
rnd
fOr(10ng kurik● eshi‐ 0:kurik● eshi輌 ● veABNE03; kurikoeshi++ )
((double)rand())/
((double)RAND-tlAX);
{
if( rndく
ap―
>probability )
for( long z-0; z<height;
z++
)
{
YCell ●cell ・・ CetFloor
t
(op->z)->GetCell(op->x, op->y) ;
cell->dqto8lqp>personTypel
+-
YFI@r rflmr - GetFl@r( z ); for( long Y-0; Y{ert; y++ )
op->nunPersons;
if( cetl->dotoBfop)
{
>personTypel > Ycell : : copolop->personType]
t
//
Sf
for( long x-0;
x<horiz;
x, y, z @ *aDQ)V.tllz
cell->dqtqB[qp>pe.sonTypel
-
Ycell
:
:
t
copo[op->personType] ;
l
for(
op->count+;
]
]
Ycell'cell -
floor― >CetCell(X,y);
else
l
long ob-O;
●bく 2; ●b++ ) PA、
PBの 計算 の各 々
{
早稲 田大学渡辺仁史研究室
- lxvi -
1998年 度修士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 double neighborp[3]E3];
〃
nuille ig hbor++;
近傍 セル の ウ エ イ トの変数
double upP ‐ 0 0, doけ nP
0.0,
}
″
上下 セル
double totalNeighborP ・・ 0.0,
2くhe■
oht-l m cell― >Isupable() )
″
近傍 セル の ウエ イ トの総和
YCell ●upCell ‐ (fl∞ r+1)‐ >CetCell( X, y );
long nunNeighbor ‐ 0;
ノノ
if(upCell→ IsWalkableo)
有効 近傍 の数 の 変数 for(
long ny Ⅲ ‐1;nyく _1;ny_)
{ {
upp ‐ u,Cell― >stepP[ob];
long nx ‐ ‐1; nx く 1; nx++ )
お nx I
ny,2の 各 々 の近 傍 セ ル に対 して
座標 totallleighborP+
.
upcell→ stepP[ab];
nttNeighbor++; neighborP[ny+1][nx+1]‐ 0.0;
//
}
とりあえず 0に 初期化しといて .
}
″
!
-1)
if(!(nx_o餞 ny_0)33(nyty:-1)at(■ (n"yI‐
x+x
近 傍 の 準備 が 出来 て よ うや くモ ンテ カル ロ
Vert)m(n料 x!_horiz))
if( セot● lNe■ ghborP , 0 0 ) {
{
″
近傍セル が はみ 出て な か った ら
rnd - (double)rondo . totalt{€ighborP / (double) RAilD-rax;// 0rDB totouleighborP lfToalla2<6
double
._
YCell ●ncell ‐fl● or‐ >GetCell(x+nX, y+ny);
d@ble rndmx - rnd; if( nCell― >Is■ ●lkable() ) 〃
for( long ny - -li ny <- 1; ny* )
しか も
近傍 が壁 とか じゃな か った ら
lffg nyl - ny+l; ne■ OhborPEny● 1][nx+1]
>stepP[ab];
〃
Ⅲ ncell―
for( long nx - -1; nx <-1; nx# )
近傍 ウエ イ トを
セット totalNeighboI・ P +‐ ncell―
″
E● b];
>stepP
ldg nxl - nx+l;
総和の
変数にも加える
if( neighborPlnyl][nxl]!-0,0 numNeighbor ++; ″
netghborpEny13[nXl])
〃
&& rnd + ヒットしたっ
!
有効近 傍数 をイ ンク リメ ン ト
YCell● ncell‐ fl∞ r→ CetCell (料 Ⅸ ,ォ ny); cell H● vepersonABTo(nCell,ab); }
gOtO TheE抑 2,o m cell‐ >Is
;
wnable()) neighboFP[nyl][nxl];
YCell● domCell‐ (■ ∞ r― ■)→ GetCell(x,y);
if(d"ncell→ IsWalkable()) } [
if(dOWnP!・・ ●.0餞
d"nP‐
rnd←
domP)
downCell‐ >stepPttb]; {
tot● lNeighborP+‐
downCell→ stepP[ab]:
― lxvii―
早稲 田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修 士論文 hitoshl watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建 築空間最適化 システムの構築 YCell ttdownCell‐
(fl∞ r-1)― >GetCell(x,y):
if( ncell->Is[otkobteo cell― H●vePersonABTo(
dOWncell, ab ):
<copoz && ncell->doto8[2]<copoz
&& nceu->doto[2]
)
}
else if(upp:‐ 0.0田 rnd^downPく ‐ upP)
lx[lnun] -
nx;
{
ly[lnun] -
ny;
YCell ●upcell ‐ (floOr+1)― >GetCell( x, y );
lnur+;
cell-4ovepersonABTo( upCell, ob ): }
TheEND:{]
}
l |//end fo? ]//end fo? x I//end for y
z>0 && cell― >IsDownable() )
ob
\//end tor z I//end for kurikoeshi
YCell ttdownCell‐
CetFl∞ r(2‐ 1)― >GetCell(x,y);
if( dOWncell― >dat● [2]く cap● 2 && downCell― >data[2]く capa2 ) {
void
Yl,btrix::lfovePersonN( void )
7 )Va
U
t
a,AE for(
li4ovePersonAB
zt
tBC
lx[lnun]
-
lynnunl
-
//
Long kurikoeshi-o; kurikoeshiaoveA8N[o] ;
lnue+;
kurikoeshi+ )
{
}
for( long z-O; z<height; z++ ) { YFl@r *fl@r - GetFl@r( z ); for( long Y-oi Y{ert; Y++ )
2く he■
9ht-1 8& cell‐ >Isupable() )
for( long x-O; x<horiz;
YCellネ upcell_GetFl∞ r(2+1)→ GetCell(x,y);
{
if( upCell― >dat● [2]く cap● 2 && upcell― >dataB[2]く cap● 2 )
X‥ )
Ycell *cell -
floor― >CetCell(X,y);
{
if( celt->dato
[2]>0)
tx[tnum]
-
-1;
long
ty[lnum]
-
+1;
long
lnue+;
t lX[10]: ly[10コ
;
]
tong lnunぃ 0;
long cop● 2
¨ YCell::capo[2];
lnuDo ) for(
long ny _ y-1; ny ← y+1; ny++ )
t long nx
- x-1;
rnd
doubl e
nx <- x+1; nx++ )
if( rnd
>
(dOuble)rand()/ (dOuble)RAND_MAX:
YCell::st● y[2]&& ln● m!_o )
{
if( -vert
&&
nx
l(nx--x&&ny--y) && ny
l-
horiz
!-
-1 && nx
t-
long hit‐
-1 && ny!
(1。 ng)rand()申
lnun/(long)RAND_MAX;
) hit cell―
YCell ttncell
floor―
lnull;
>dataBE2]―
;
etCell(nx,ny);
早稲 田大学渡辺仁史研究 室 ― :xvili―
1998年 度修 士論文
htoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 ifC IX[hit]!‐ ‐ 1) fl●
● r‐ >GetCell(lxEhit3,lyEhit3)‐
>dat● B
l if(
E2] ++:
nm) Cell(X,y)‐ >dOt● BE23
(fl∞ F+ly[hit3)― 涎
sigm ,/- (double)nun; else
↓ l
siemo
′
}′
}//end foI・
0.o;
-
end if
}′
-
pn[ab] Ycetl : :wseu[[ob] . ((d@ble)cell->dototobl),/ Ycell: :copq [qb] + Ycell: :nothert{lob] r signo; pn[qb]
}
′end fOr x
y
F Ycelt: :rEshortllobl . I cell->pn[l][ob]
}〃 end f● r2 }〃 end fOr kurik● eshi
ce11->ps[1]
[ob] +
YCeU : :uEnunN[ob]
}
"id YMatrix::chcngepersonN(void) これもだいたい bvepersonABと
+YCell::離 total‖ [ob]・
同じ
Cell―
ptEl][ab]: ●
{
}
● ncell; cell, ●
YCell
″
これで
〃
以下モ
double
rnd ・ ・
PNA‐ p● EO]と PllB・ pn[llが 求まった
fOr(10ng 2‐ 0;2く hetght;r● ●) {
YFl@r rft@F - G!tFl@r( z ); for( long y-0; y{ert; y+ )
ンテカJレ ロ
T
for(
1on9 x-O; x<horiz;
t
x+ )
((10ubleDrando)/(dOuble)RAND―
:
if( YCell::chmN
cell - ft6r->G€tcell(
v);
<rnd)
x,
〃
chNlの 場合を最初に切り捨て 〔
if(ceu->data[z]>0&& )
c€U->dgtq8tzl > 0
ob<zi ob++
t
if( Pn
[0] + pn[1] l- 0.0 ) [
doubl.e pn[Z] i for( long ob4;
rnd‐
)
((dOuble)randO)/((dOuble)RAND露
)● (pnEO]+pn[13
);
I
//
iraortu
if(rndく 場合
pnE03)
〃
PMの
dsble
si9m4,0;
{
ldg
n'4i
if(Cell‐ 2dat● E03く VCell::cap● EOII)
for( long ny
- y-1; ny<-y+l;
ny++
)
{
ce11-翅 at● │[0‐
for( long
nx
- x-l;
nx<-x+l;
;
il + ) cell―
贅ataBE23-:
t if(!(n― ‐vert餞 Ⅸ
!‐
y)餞
y‐ ‐
ny:‐ ‐1餞 nx l‐ ‐1餞 ny:
hori2)
}
〃
else ncell _ fl● ●r‐ >cetCell( ox, ny );
PNBの
場合
{
if(nCell→ 1鮒 ● lkableO)
if(Cell‐ Ddata[1]KYCell::cap● [13)
{
{
nw*; sigm +- ncell->dotolobl
cel卜 翅 ataB[増 ‐ ;
cell→ │● t●8E23-;
;
早稲 田大学渡辺仁史研究室 ― :xix―
1998年 度修 士論文
ntOshl watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
}
YCell::maxDE[0] ・・ maxd + 0 0001, YCell::maxOに [1]
maxe+00001;
l void
Yl,lotrix::lbvecell( void )
{
l void t
Yl,lotrix::Autocul,dilox0E( void )
double mxd-o.0; double mxe-o.0; for( long z-0; z<height; z++ )
t
YFl@r .flmr - GetFl@r( z ); for( long Y-0; Ydert; Y++ )
{ for( long x-0; x<horiz; x# )
t YCell
tcell - flor-
>GetCell( x, y ):
if(
ceu->IsYlolkoble() )
{ CulcvisibleDistonce( x, y, z ); Cutcf,olkDistonce
(x,y,z); for( long dz-z; dz<height; dz++ )
{ YFI@r
*dfloor - GetFloor( dz );
for( long dy- (dz-z)?y:o; dy<verti dy++ )
お I
long dx- (dz--z&&dy--y)?xt0i dx<hori.z;
Ycetl rdcell
if(
t dx++
)
- dflor->6etCell( dx, dy );
dceU->Isilolkobleo )
{ if( dcell->wolkoistonce !- y-unreochoble )
&&
dce11->rcLkDistonce > moxd
ndd - dcell->rclkDistonce;
&&
if( dcell->visibl.eDistqnce !- y-unreochoble dcetl->visibleDistonce > mxe ) roe - dcell->visibleDistqnce:
早稲 田大学渡辺仁史研究室 ― lxx―
1998年 度修士 論文
htoshd watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構 築
Ce‖
Archを 用 い た プ ラ ン 検 討 実 例 (そ の
1)
複 数 の機能 を持 ちそ れぞ れ の利 用 者 が訪 れ る 複 合 施 設 の 例 を考 え た 。 流 動 目標 点 と して A・
Bそ れ ぞ れ を 各 階 に 分 け て 配 置
し 、中 心 に
吹 き 抜 け と 階 段 を 配 置 し て い る 。 ABそ れ ぞ れ の 目標 点 に 向 か う
2種 類 の 目 的 型 流 動 を 発
生 さ せ る 。 現 実 的 に は 機 能 が 複 合 化 した 博 物 館 の よ う な ビル デ ィ ン グ タ イ プ を 考 え て お り、 目的
Aの 人 間 と 目 的 Bの
人 間 が 適 度 に交 錯 を
起 こ しつ つ 施 設 全 体 に 行 き 渡 る よ うな 方 針 で 設 計 変 更 を進 め た 。
◇ ◇ ◇
◇
◇ ◇
◇
tr tr
t7., z,
tl.i rt
上階
t-A tsB
IF
trrR
rI
m
:'*"
下階
trlz
rl*€A MUSEUM qYPE― A
早稲田大学渡辺仁史研究室
- lxxi -
1998年 度修士論文
htoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
資料
Cdl Archを 用いた計画案の検証 と修正の流れ (そ の 1) シ ミュ レー シ ョン上 での 流動実 験 ・ 観察
プ ラ ンの検 討
口
[1]
]
ロ
l
流動 Bが 上手 く上階に配
入れ替 えた
なっている
ロ
[2]
上階に人が行かず、下階
Elロ 1
とりあえず流動Aと Bの 交錯を
の 目標 Bに 一極 集中 して し
生むために目標点を入れ替えた
まう
田
鼻
下階 の流動 Bは 集 中しな
[3]
上下階の目標点Aと 目標点Bを
分 され な く、 バ ラバ ラに
ロ
::::::lバ
階段 を発 生点 に近づ け上階が
くなったが、上階 にた どり 見えるよ うにした
着かな い
□
[4]
〒
確かに上階への流動は増
占
え たが 、 階段 のそ ば に留 まって奥まで到達 しない
ロ
上階 の奥 まで到達す るよ う壁 を置いた
上階に到達する流動が減 少 したのでこの方向への変
[5]
形は中断 して他 を試
[6]
Ll: │ ロ
│
[7]
上階奥の方 の 目標点に流 動が達 して くれない
ロ
.
,dO_
Tl" 口
上階で混雑が発生 して いた 目 標点 Bを 通過人数の少なかった 上階セルに移動
...
目に見えた変化 は出なかった 階段を登ってす ぐの所に、ある程度魅力的な 目標点 が必要だと考えるに至った (終 了)
日¨ :JO
早稲 田大学渡 辺仁 史研究 室 ― lxxil―
1998年 度修 士論 文
hitoshi゛、tanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構 築 Cell Archに おける
流動 シミュレーシ ョン
MUSEUM qYPE― A[01]
平面図 マ トリクス
X 17 Y17 Z 2 発 生 人数
□ □ □ ■ 目
・□
□
:
A 50 B 50 計算 ステ ップ数
□
:
200
最終流動分布 (step=200)
SOURCE: A lF
前段 階か らの変更点
B lF
A2F
幸
帽
鴨
選 :=‐
B2F
A+B lF
事
AIB 2F
nABI
‐
mnAB2F
シミュ レー シ ョン結果 考察 と問題点 流動
Bが 上 手 く上 階 に配 分
血
与
され な く、バ ラバ ラにな って いる
累積通過人数分布 (5
5セ ル 四 方 毎 )
早稲 田大学渡 辺仁史研究 室 ―lxx
i―
1998年 度修 士 論文
htoshi、vatanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 Ce‖
Archに おける
流動 シミュレーシ ョン
MUSEUM nTE― A[02]
平面図 マ トリクス
X
17
□ □ □ ■ ■
Y17 Z 2 発 生 人数
:
A 50 B 50 計算 ステ ッ プ数
:
200
SOURCEi nTE―
最終 流動分布 (step=200)
A01 A lF
上下 階 の 目標点 Aと 目標点 B
幸
A2F
B lF
B2F
A+B lF
AIB 2F
を入れ替 えた
シミュ レー シ ョン結果 考察 と問題点
理曇卜血
nABl
上 階 に人が 行 かず 、下階 の 目 標 Bに 一 極集 中 して しまう
‐
累積通過 人数分布 (5
― lxxiv―
面
nAB2F
5セ ル四方毎 )
早稲田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修士論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 Ce‖ Archに おける 流動 シミュレーシ ョン
MUSEUM ‐
TE― A[03]
平面 図 マ トリクス
X
17
□ □ □ ■ ■
Y17 Z 2 発 生 人数
・自 ¨ ・ ・ L □ ・
:
A 50 B 50 計算 ス テ ップ数
:
200
最終流動分布 (step=200)
SOURCE: qYPE― A02
とりあえず流動Aと Bの 交錯
A lF
‐
A2F
B lF
キ
B2F
を生むために目標点 を入れ替 えた
A+B2F
A+B lF シミュ レー シ ョン結果 考察 と問題 点 下 階 の 流 動 Bは 集 中 しな く
nABI
な った が 、上 階 にた ど り着 かな い
=血
幸
累積通過人数分布 (5
血
nAB2F
5セ ル 四方毎 )
早稲田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修士論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 Cell Archに おける 流動シミュレーシ ョン
□ □
MUSEUM ■
?E― A[04]
□ □
平面 図 マ トリクス
X 17 Y 17 Z 2 発 生人数
□ □ □ ■ 目 :
A 50 B 50 計算 ス テ ップ数
:
200
最終流動分布 (step=200)
SOURCE: qYPE― A03 A lF
司ヒ :専砲ンゅ
2F
B2F
B lF
階段 を発生点 に近づ け上階が
2へ
見 え るよ うに した
A+B lF
↓
A+B2F
シ ミュ レー シ ョン結果 考察 と問題点 確 か に上 階 へ の 流 動 は増 え
面
与
nABl
面
nAB2F
た が 、 階段 の そ ば に 留 まっ て奥 まで到達 しない
累積通過 人数分布 (5
― !xxvi―
5セ ル四方毎 )
早稲 田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修士論文 hitoshi v7atanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 Ce‖
Archに おける
流動 シミュレーシ ョン
□
□
MUSEUM nTE― A[05]
□
平面 図 マ トリクス
X
17
□ □ □ ■ ■
Y17 Z 2 発 生 人数
□
□
:
A 50 B 50 計算 ス テ ップ数
・ 自
:
200
最終流動分布 (step=200)
SOURCE: lYPE― A04 A lF
口
■嘱 ゴ暮
〒
ト
A2F
=ン
占 ロ
B2F
B lF
上 階 の奥 まで到達す るよ う壁 を置 いた
A+B lF =A+B2F
シ ミュ レー シ ョン結果 考察 と問題 点 上 階 に到達す る流動が減少 し て しまったので この方 向 へ の
面
■
変形 は中断 して他 を試す
nABI
血
‐
累積通過 人数分布 (5
5セ ル四方毎 )
早稲 田大学渡辺仁史研究 室 ―
!―
li―
nAB2F
1998年 度 修 士 論文
ntOsh、 vatanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
Cel:Archに おける 流動シ ミュレーシ ョン
□ □
MUSEUM qYPE― A[06]
□ □
平面 図 マ トリクス
X 17 Y 17 Z 2 発生 人 数
□ □ □ ■ 機
□
□
:.・
:
IⅢ
A 50 B 50
Ⅲ
EL‐
計算 ス テ ップ数
:
200
SOURCE:
最終流動分布 (step=200) ■取TE―
A04 A lF
B lF
流 動 Aの 累積 通 過 人数が最
i肇
A2F
くだ:1:::‐ 卜 B2F
も多 か った下 階 の 目標 点 A を上 階 に移動す る
A+B lF シ ミュ レー シ ョン結果 考察 と問題点
nABI
血
‐
nAB2F
上 階奥 の方 の 目標点 に流動が 達 して くれない
=血
累積通過人数分布 (5
5セ ル四方毎 )
早稲田大学渡辺仁史研究室
1998年 度修士論文
hitoshi watanabe laboratorソ
1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 Ce‖
Archに おける
流動 シミュレー シ ョン
MUSEUM nTE― A[07]
平面図 マ トリクス
X
17
□ □ □ ■ ■
Y 17 Z 2 発 生 人数
:
A 50 B 50 計算 ステ ップ数
:
200
SOURCE: ME―
最終流動分布 (step=200)
A06 肇
[澪 ・
上 階 で混 雑 が発生 して いた 目 標点
・
A2F
A lF
B lF
幸
B2F
A+B lF
与
A+B2F
幸
面
Bを 通 過 人 数 の 少 な
か った上 階 セル に移動
シ ミュ レー シ ョン結果 考 察 と問題 点 目に見えた変化は出なかった 階段 を登ってす ぐの所 に、ある
4曇卜血 nABI
程度魅力的な 目標点が必要だと 考 えるに至 った (終 了)
累積通過 人数分布 (5
5セ ル 四方毎 )
早稲田大学渡辺仁史研究室 ― !xxix―
nAB2F
1998年 度修士論文
ntOsh watanabe laboratow 1998
遺伝的アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築
Ce‖
Archを
用 いた プ ラ ン 検 討 実 例 (そ の
2)
シ ョ ッ ピ ングモ ー ル の よ う に、機 能 を外 に 見 せ て ア ピー ル す る こ と で 人 間 を集 め た い と い う状 況 が 考 え られ る 。 こ の モ デ ル で は 視 線 は通 るが 流 動 は通 さな い ガ ラス によ って仕 切 ら れ た 複 数 の 流 動 目標 点 を 設 定 し て い る 。 流 動 は 無 目 的 流 動 を 発 生 さ せ 、 視 認 し た 目標 に 対 して 接 近 を 開 始 す る よ う に 設 定 さ れ た 流 動 の み とす る 。 プ ラ ン検 討 の 方 向 性 と して は 、 如 何 に 奥 の 方 の 目標 点 ま で 流 動 を 到 達 させ ら れ るか と い う こ と を考 え て 行 わ れ た 。
□ □ □ ■ ■ 磯
オブジェク トA オブジェク トB 康 階段 吹●線け
平面
壺 ガラス 議al発 生点
SHOPPMNG MALL
早稲 田大学渡 辺仁 史研究室
- lxxx -
1998年 度修士 論文
ntoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的 アルゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築
Cel:Archを 用 い た計 画案の検証 と修正 の流 れ
(そ の
資料
2)
シ ミュ レー シ ョン上 で の 流動実 験 ・ 観 察
カ ン
ブランの検 討
%
口ロ ・ ド Jヽ
[1]
発 生 点 に近 い 入 口をふ さぎ店
1・
舗 間 で の 移 動 が で き るよ うに し
ど□ 「□ 1‐
た
1‐
│
...`...。
[2]
[3]
どの店 に もあ ま り入 らな
発生点 か ら 2番 目に近 い店 に
くな って しまい、また流 動
1番 近 い店か ら直接入れるよ う
Aの 方 が多 く発 生
に した
多少分散 したが、一番奥
奥 の店 まで、店舗間の直接 の
の店に人が到達 しない
行き来 を可能にした
一番発生点に近 い店が直接 中
[4]
ほ とん ど変化 な し
庭か ら見えないようにした
□ ‐ 嘔‐ い ‐ □ │¬ │」
[5]
1=□
[6]
洲 W
口 一 一 □
流動が奥まで分散するよ
2番 目の店 も中庭か ら見 えな
うになって非常 い良 い結果 いようにした
を得た
バ ラつきが大き くなって 好 ましくないので、 この方 向での配置替えは中止
1番 目の店の入 口を塞 い
[7]
で しまう
-
lxxxi
-
早稲田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修士論文 hitoshi n/atanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
Archに おける 流動シミュレーシ ョン Ce‖
SHOPPINGヽ 伊止L [01]
□ □ □E 口 E口・ ・ ・ ・ 血 山 ・ ・ □・ □・ □ ・ ・ ・ ・
■ = ■
■ 饉
マ トリクス
X 17 Y17 Z
□ □ □ ■ ■ ●
l
発 生 人数
N
:
Ⅲ □ 1騒 ■
日目
1自 目
目■
100 □
計 算 ス テ ップ数
:
150
SOURCE:
前段 階か らの変更点
B lF
A+B lF シミュ レー シ ョン結果 考察 と問題点 与
手前 の店 にしか人が入 らな い
累積 通 過 人数 分布 (5
― :xxxil―
mnABlF 5セ ル 四 方 毎 )
早稲田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修士 論文 htoshi nratanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築 Ce‖
Archに おける
■ ■
SHOPPING Lυ ttL [02]
□
□ I J■ 円
流動シ ミュレーシ ョン
■■■■■■■■ ■
□
□
田
■
■
I
■
□
マ トリクス
X
17
Y17 Z l 発 生 人数
N
■ Tl回
□ □ □ ■ ■
目■■口■■出目 露■■■■ .■ 目 . .1.口
1 . ..Ⅲ
Ⅲ
贈「 ・ .1..●
:
100
計 算 ス テ ップ数
■
Ⅲ・ _ lコ f.「 FF_‐ _ .___
F□
騒 □
1言
:FIEIFiコ
:
150 最終流動分布 (step=150)
SOURCE: nTE―
A01
発生点 に近 い入 口をふ さぎ店 舗間で の移動ができ るよ うに
す
B lF
した
シ ミュ レー シ ョン結果
一
A+B lF
考察 と問題点
minABlF
どの店 に もあ ま り入 らな く な って しまい、また流動 Aの 方 が多 く発 生 して いる
累積通過人数分布 (5
5セ ル四方毎)
早稲田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修 士論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
Ce!:Archに おける 流動 シミュレーシ ョン
SHOPPING LIIALL
[03]
□ ヨ 口 □ ■ ■ 轟■ ■ 円 ■ = 田■ 出 菫 □ □■ □
■ ■
loorLavol 0
マ トリクス
X 17 Y17 Z
□ □ □ ■ ■
l
発 生 人数
:
N 100 計 算 ス テ ップ数
:
150 最終流動分布 (step=150)
SOURCE: nTE―
A02 A lF
幅
発生点か ら 2番 目に近 い店 に
B lF
1番 近 い店か ら直接入れるよ うに した
A+B lF シ ミュ レー シ ョン結果 考察 と問題点 面
与
nAB「
多少分散 したが、一番奥 の 店 に人が到達 しな い
累積通過人数分布 (5
5セ ル四方毎)
早稲 田大学渡辺仁史研究室 ―
!xxxiv―
1998年 度修士論文
ntOshi watanabe laboratory 1998
遺伝的 アル ゴ リズムによる建 築空間最適化システムの構築
Ce!:Archに おける 流動 シミュレーシ ョン
SHOPPING RIIALL
[04]
■■日 1」
:日
1■
1日
L■
平面図 マ トリクス
X
17
□ □ □ ■ ■ ■ ・
Y 17 Z l 発 生 人数
N
:
100
計 算 ス テ ップ数
:
150 最終流動分布 (step=150)
SOURCE: qYPE― A03 A lF
B lF
毎
奥 の店 まで、店舗 間 の 直接 の 行 き来 を可能 に した
A+B lF シミュ レー シ ョン結 果 考察 と問題点 面
与
ほ とん ど変 化 な し
累積通過人数分布 (5
5セ ル四方毎)
早稲田大学渡辺仁史研究室
- lxxxv -
nABlF
1998年 度修士論文
htoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 Cell Archに おける 流動 シミュ レーシ ョン
SHOPPINGヽ 帆 [05]
マ トリクス
X
17
Y
17
Z
l
発生 人数
N
□ □ □ ■ 目 :
100
計算 ス テ ップ数
:
150 最 終 流動分 布 (step=150)
0 A 4 一 M は
凛
A lF
B lF
JttL AIBlF
シ ミュ レー シ ョン結果 考察 と問題点 畢
面
nABlF
流動 が奥 まで分散す るように な って非常い良 い結果 を得た
累積通過人数分布 (5
―
!xxxvi―
5セ ル四方毎)
早稲田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修士論文 hitoshi、 vatanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 Ce‖
Archに おける
流動シミュ レーシ ョン
SHOPPING
Ⅳ阻
[06]
平面図
マ トリクス
X 17 Y 17 Z l
ロ ロ
A オ ブ ジ ェ ク ト 3 オ フ カク ト
□
ら ,
N
_:_囁
.:・
□
日 壼 』 E
発生人数
_:れ
"ラ ス
.
100
計算 ス テ ップ数
:
150 最終流動分布 (step=150)
SOURCE:
‐
TE― A05
2番 目の店も中庭か ら見えな
ユ
A lF
薇
B lF
いよ うにした
A+B lF シ ミュ レー シ ョン結果 考察 と問題点 バ ラつ きが大き くな って しま
‐
面
nABlF
い あ ま り好 ま し くな いので 、 この方 向で の配置替 えは中止
累積通過人数分布 (5
―
l―
li―
5セ ル四方毎)
早稲田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修 士 論文 hitoshi v7atanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構 築 Ce‖ Archに おける 流動シミュレー シ ョン
目
□J ■ H
SHOPPING MALL [07]
□ ■
饉■■■■ ■■
ロ ロ ニ ニ │_
平面 図 マ トリクス
X
17
Y17 Z l 発生人数
N
_ ロ ロ ニ
│‐ _日
□ □ □ 日 経
Tロ
:
: ロロ■彗層 .醸 目
:
週・ 三
100
計算 ス テ ップ数
:
餞 国菫 璽 田
腱■
150 最終流動分布 (step=150)
SOURCE: nTE一
A05
1番 目の店 の入 口を塞 いで し
驀
A lF
書
B lF
まう
シミュ レー シ ョン結果
=A+B lF
考察 と問題点
+mnABlF 1番 目の店 の入 口を塞 いで し まう
累積通過 人数分布 (5
5セ ル 四方毎 )
早稲 田大学渡 辺 仁史研究 室 ― :xxxviii―
1998年 度修 士論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズム による建築空 間最適化システムの構築
Ce‖
Archを
用 いた
プ ラ ン検 討 実 例 (そ の
プ ラ ン 検 討 (そ の
3)
1)で 検 討 し た も の と 同
じ複 合 施 設 で 、 来 館 者 が 無 目的 に 散 策 す る 場 合 を 検 討 し た 。 前 回 と 同 じ く流 動 目標 点 と し て A・
Bそ
れ ぞ れ を 各 階 に 分 け て 配 置 し、中 心
に 吹 き 抜 け と 階 段 を 配 置 して い る 。 発 生 さ せ る 流 動 は 無 目 的 流 動 の み で 、 来 館 者 は 目標 視 認 し た り 目標 に 近 づ く こ と で 目 的 型 流 動 に 移 行 す る。 本 システ ム にお いて流 動 の性 格 を 様 々 に 変 え て 流 動 シ ミ ュ レー シ ョ ンが 行 え る こ と を示 す 。
・ ◆ 〓
◆
¨ 一 一 . . ヽ 一 . 一. 一 一 一 一 . 一 ・
一 0 一 〓 i 一
・ ・ 一 ・ 一. ・
∴ 一 一 一 一
一 Φ 一 上階
□ □ 回 四 □ ■ ■ ■
オブジェク トA オブジェク ト● 庫 鯖 峡●機け 璧 ガ,ス
下階
菫 生点 "発
MUSEUM TYPE― B
早稲田大学渡辺仁史研究室
1998年 度修士論文
tritostd watanabe Laboratory 1998
遺伝的アル ゴリズムによる建築空間最適化システムの構築
Cel:Archに おける 流動シミュレーシ ョン
MUSEUM nTE― B[01]
マ トリクス
X 17 Y17 Z 2 発生人数
□ □ □ ■ 露 :
N 100 計算 ス テ ップ数
:
300 最終流動分布 (step=300)
SOURCE: A lF
前段 階か らの変更点
幸 毒
A2F
B lF
A+B lF
A+B2F
シミュ レー ション結果 考察 と問題点 目標
Bが 良 く見 え る位 置 に
あるので皆 そち らに向か って しま う
■豪卜血 nABl
‐
累積通過人数分布 (5
面
nAB2F
5セ ル四方毎)
早稲田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修 士 論文 hitoshi n/atanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空 間最適化 システムの構築 Ce‖
Archに おける
流動 シミュレー シ ョン
MUSEUM ‐
TE― B[02]
平面 図 マ トリクス
X
17
□ □ □ ■ 聯
Y 17 Z 2 発生 人数
″ ″ 段 鱒 絨
:
N 100 計算 ス テ ップ数
:
300 最 終流動分布 (step=300)
SOURCE: lYPE― B01 A2F
A lF
目標
Aが 良 く見 え る よ うに
与
B lF
¨
B2F
A+B lF
事
A+B2F
‐
面
壁 の 配 置 を移 動 した
シミュ レー シ ョン結果 考察 と問題 点 目標 Aの 方 が見 えす ぎて 逆 に Aに 向 か う流 動 が 増 えて しまった
理曇卜面 nABlF
累積通過 人数 分布 (5
nAB2F
5セ ル四方毎 )
早稲 田大 学渡 辺仁史研 究 室
1998年 度修 士 論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 Ce‖ Archに おける 流動 シミュレーシ ョン
MUSEUM B[03]
■ヽ正PE一
平面図 マ トリクス
X
17
Y
17
□ □ □ ■ ■
Z 2 発生人数
:
N 100 計算 ス テ ップ数
:
300 最終流動分布 (step=300)
SOURCE: TYPE― B02 A lF
目標 Aの 視 認領 域 を減 らす
幸
A2F
車
B2F
よ うに壁 の配置 を移 動 した
A+B lF
118:I:トレ
A+B2F
シミュ レー シ ョン結 果 考察 と問題 点 流動 発 生 LABの パ ラ ンス は まず まず な ので、次 は上階 に流 動 A、 下階 に流動
Bを 行 か せ る こと
4曇卜mnABI
mnAB2F
を 目標 に、 日標 Aが 良 く見 え るよ うに壁 の配 置 を移 動 した が、 日標 Aの 方 が見 えす ぎて逆 に A
累積通過 人数分布 (5
に向 か う流 動 が増 えて しま った
5セ ル 四方毎 )
早稲田大学渡辺仁史研究室 ― XC:l―
1998年 度修士論文
hitosh watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴリズム による建築空間最適化 システム の構築 Cell Archに おける
流動 シミュレーシ ョン
MUSEUM ME一 B [04]
平面図 マ トリクス
X
17
□ □ □ ■ ■ F
Y 17 Z 2 発 生人 数
:
N 100 計算 ス テ ップ数
:
300 最終流動分布 (step=300)
SOURCE: qYPE― B03
目標点 Aと 目標点 Bを 入れ替
A lF
キ
A2F
B lF
幸
B2F
A+B lF
‐
AIB 2F
‐
面
えた
シミュ レー シ ョン結果 考察 と問題点 上 階 の 流動が減 って しまい、 流動
Aば か りに な っ て し
■曇卜血 nABI
まった
累積通過人数分布 (5
― XC‖ :―
nAB2F
5セ ル四方毎)
早稲田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修 士論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適 化 システムの構築 Cell Archに おける
流動シミュレーシ ョン
□ □
MUSEUM l■ rPE一
B[05]
□ □
マ トリクス
X
17
□ □ □ ■ ■
Y17 Z 2 発 生 人数
N
Ⅲ □
口 自
:
由 巳
_
□
:
100
‐ J:_
‐□
計算 ス テ ップ数
:
300 最終流動分布 (step=300)
SOURCE:
‐
TE― A06 │││[llil,I口
どうにもな らな いので以前検
録
いA lF い
崎
A2F
B lF
討 した 際 の ‐ 「PE― Aの 配 置 を導入 してみた
A+B lF
A+B2F
シミュ レー シ ョン結果 考察 と問題点 与
血
nABl
面
nAB2F
ほ どほ どに流動 は分散 し、意 外 にも良 い結果 を見せ た
累積通過人数分布 (5
5セ ル四方毎)
早稲田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修 士論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構築
Ce‖
Archを
用 いた プ ラ ン 検 討 実 例 (そ の
4)
複 数 の 流 動 が 発 生 し、 そ れ らが 互 い に 交 わ つ て は 不 都 合 な 空 間 の 代 表 と して 、駅 舎 を 想 定 した プ ラ ン を検 討 した 。 上 階 フ ロ ア の 改 札 日か ら、 下 階 の れぞれ向か う
2つ
の プ ラ ッ トホ ー ム に そ
2種 類 の 流 動 が 発 生 す る 。 目 標
を 視 認 し た 際 に 、 よ り強 く 目標 点 に 向 か う よ う に 流 動 の 性 格 を調 整 して あ る 。 ま た ホ ー ム 上 の ど の 点 も視 認 で き る 目標 で あ っ て 欲 し い こ と か ら 、 便 宜 的 に 流 動 目標 点 を ホ ー ム 上 に 一 列 に配 置 して 代 用 した 。 ホ ー ム 間 の メ ッ シ ュ は 、 立 ち 入 りで き な い が 視 線 が 通 る こ と を 表 現 す る た め ガ ラ ス の 属 性 で 代 用 した 。 な る べ くサ イ ン に 依 らず 直 感 的 に 目 的 の ホ ー ム を 知 る こ と の で き る 駅 が 好 ま し い と考 え 、 吹 き 抜 け の 位 置 を 変 更 し て い く方 法 で プ ラ ン の 検 討 が行 わ れ た。
◇ ◇
◇
◇
上階
□ □ □ ■ ■ 量
ォブジ ェク トA オブジェク トB 康 晴段 攻 ●接け 壺 ガラス 滝助発生点
下階
STAqION 早稲田大学渡辺仁史研究室
1998年 度修 士論文
hitosh watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築 Ce‖
Archに おける
流動 シミュレーシ ョン
□ 卸
::□
ロコ
ロ ロ □
11回
ロコ
ロ ロ ロ
ON [00]
平面図 マ トリクス
X
18
□ □ □ ■ ■ 国
Y12 Z 2 発 生 人数
:
A 50 B 50 計算 ス テ ッ プ 数
tr;EtLLElrrfi [1Utr
.rf;fi fiiffr:rtn.fi
O
:
最終流動分布 (step=200)
200
SOURCE: 理
前段階か らの変更点
J菫 晏 聾
尋
尋
A lF
B lF
A+B lF
B2F
ほ
Jl‖
LIL卜 AttB 2F
シ ミュ レー シ ョン結果 考察 と問題点 上 階 での交錯 が多 く、流動発
キ
生初期 にお いて 目標点 ABは あ ま り近 くされて いな い
血
nABI
礎曇・血nAB2F
累積通過人数分布 (3
3セ ル四方毎)
早稲 田大学渡 辺仁史研究 室 ― XCV!―
1998年 度修 士 論文
htosh watanabe laboratory 1998
遺伝的 アル ゴ リズムによる建築空間最適化システムの構築
Cel Archに おける 流動 シ ミュレー シ ョン
□ 卸
::□
ロコ
ロ ロ ロ
ON [00-01]
マ トリクス
X
18
□ □ ロ ロ ■ 麟
Y12 Z 2 発 生 人数
:
$Frn
EI
rrrr Et Ef El
A 50 B 50 計算 ス テ ップ数
:
最終流動分布 (step=200)
200
SOURCE: 10-01
三 llLttLA2F
111:l::l:ll]i]llf口
。
発生点 と下階のプラ ッ トホー ムの関係が対称になるように 配置す る
≧
4
B lF
A+B lF
A+B2F
シミュレー ション結果 考察 と問題 点 10-01よ り若干良 くな ったに
≒
血
nABI
二
minAB2F
すぎ、誤差 の範囲とも考 えら れる
累積通 過 人数分布 (3
― XCV‖ ―
3セ ル 四 方 毎 )
早稲 田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修 士 論文 hitoshi、 vatanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構 築
Cel!Archに おける 流動 シミュレーシ ョン
□ 卸
:I□
□□
□ □ □
::□
ロコ
ロ ロ ロ
ON [01]
平面 図 マ トリクス
X
18
ロ ロ ロ ■ ■ 圏
Y12 Z 2 発 生 人数
:
trrr[rE tfrtr
Erb
A 50 B 50 計算 ス テ ッ プ数
:
最終流動分布 (step=200)
200
SOURCE: 00 A lF
ロ
銀
A2F
1:]:ll::::::│:lil∫
B lF
発生点か らホームヘの見えが か りに関係の薄い吹き抜 けを 減 らし、床 を広 くして混 雑 の 解消 を図った
A+B lF
A+B2F
シミュ レー シ ョン結 果 考察 と問題 点 流動 Aに 関 して 目標点 B、 に
与
血
nABI
颯 摯・ 面nAB2F
た どり着 くケースが増 えるよ うにな った
累積通過人数分布 (3
3セ ル四方毎 )
早稲 田大学渡辺仁史研究室 ― XCVi
―
1998年 度修士論文
htosh watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
Archに おける 流動 シミュレー シ ョン Ce‖
□
::□
回コ
ロ ロ ロ
::□
ロコ
ロ ロ ロ
STκ HON
[01-01]
平面 図 マ トリクス
X
18
□ □ □ ■ 日
Y12 Z 2 発 生 人数
□ FFf LF百 ¬ 日 □ EE 「 田 ■ 饂 ■■ 口 ■ 饉 ヨ 鳳 □ ■ ■■■ ■■ ■ l_ .1.
_
.
■ 目 饉 ■出 ■日 申 目 籠 饉 ■ ■日■ 燿目 層 ■ ■ ■ ■ ■■■ ■ ■ 曰 ■ 口■ ■■ ■園 ■
rifjrl,fi'frr:r.E'E'E-
:
A 50 B 50 計算 ス テ ップ数
:
最終流動分布 (step=200)
200
SOURCE: 00-01 A lF ロ
1[::Il[[:]:│││:││ロ
B lF
左右 の階段廻 りに吹き抜けを 上下 ともども一体化 して付け た
A+B lF シミュ レー シ ョン結果 考察 と問題点 ≒
‐
minABlF
JL摯
.minAB2F
流動分布 は前モデル とさほ ど 変化 はなか った
累積通過人数分布 (3
3セ ル四方 毎 )
早稲 田大学渡 辺仁 史研 究 室 ― XCIX―
1998年 度修 士 論文
hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴリズムによる建築空間最適化 システムの構 築 Ce‖
Archに おける
流動 シミュレーシ ョン
□
::□
ロコ
ロ ロ ロ
STATION [02]
平面 図 マ トリクス
X 18 Y12 Z 2 発 生 人数
□ □ □ ■ ■ :
A 50 B 50 計算 ステ ップ数
EL~巳
耐
□ □ □
■■ヨ■■■■顧■■口■■■■■■目 ■■■■■■■自■■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■
r.rt;r:fi,ffi.E] n.n'
:
最終流動分布 (step=200)
200
SOURCE: 01 A lF
目標点
B lF
A上 の 吹き抜 け を増
やす ことで 、目標点Aに 対 す る視認性 を高 めた
A+B lF
A+B2F
シ ミュ レー シ ョン結 果 考 察 と問題 点 間違 った 目標 点 にた ど り着 く ケースは減少 したが、正 しい目 標 にたどり着 く人数 もあわせて 減少 して しまった
≒
血
nABlF
累積通過人数分布 (3
3セ ル四方毎 )
早稲田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修 士 論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空 間最適化システム の構築
Archに おける 流動シミュレーシ ョン Ce‖
□
l:□
□ □
STATION [02-01]
平面図 マ トリクス
X
18
□ 口 □ ■ 踏
Y12 Z 2 発生人数
:
A 50 B 50 計算 ス テ ップ数
tlrrn|Elrrntr trtr 田目 暉 ■ 轟 ■ 田 ■ ■■ ■目 ■ ■ ■■■目 ■■ ■ ■ 自 口 ■ 目目 墨 ■■ ■ 日■ ■薔■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■■ 撮■ ■■ ■ ■■出
lffi.n:rrn
tr ELH
壺 ■ ■ ■薔 口 ■ ■ ■■ ■■ ■ ■ ■薔□■ 目 ■ ■ ■ ■ 轟 騒 甕■ 目 ■■ ■ ■■ ■■■ 薗 饉 ■ 搬 腰 戴 懸 覇 饉顧 ■薔 目 ■ ■■騒ヨ
:
最終流動分布 (step=200)
200
SOURCE: 01-01
吹き抜けを上下とも繋げ、
A lF
A2F
B lF
B2F
階への可視領域を増やす
A+B lF
'■
‐
A+B2F
シミュ レー シ ョン結 果 考察 と問題点 与
面
nABl
minAB2F
前 モ デ ル とさほ ど変 化 はな か った
累積通過 人数分布 (3
― Ci―
3セ ル四方毎 )
早稲田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修 士 論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構築
Archに おける 流動シミュレーシ ョン Ce‖
□
11□
□田
□ □ □
::□
ロコ
ロ ロ ロ
ATION [03]
「
平面図 マ トリクス
X
18
□ □ □ ■ ロ
Y12 Z 2 発 生人数
t1ffrldrur rrrrrntlrnil:r
:
A 50 B 50 計算 ス テ ップ数
EIE]
i
ffn n
:
最終流動分布 (step=200)
200
SOURCE: 02
黎 L JllL譴
B lF
モ デル 02に おけるプランに
姜 =.B2F
変化 させる
A+B lF
A+B2F
シ ミュ レー シ ョン結 果 考 察 と 問題 点 誤 って逆の目標にた どり着 く人 数が増加 して しまったが、交錯 数や各オブジェク トヘ の到達数 はバ ランス良 く最適 に近 い
与
血
nABI
毎
累積通過人数分布 (3
― C‖ ―
‐
minAB2F
3セ ル四方毎)
早稲 田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修士論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズム による建築空間最適化システム の構築 Ce‖
Archに おける
流動シミュレー シ ョン
□ 卸
]:□
ロコ
ロ ロ ロ
ON [10-01]
平面図 マ トリク ス
X
18
□ □ □ ■ ■ 艶
Y12 Z 2 発生人数
:
A 50 B 50 計算 ス テ ップ数
:
最終流動分布 (st∞ =200)
200
SOURCE: A lF
ロ ロ
目標点
B lF
A上 の吹き抜 け を増
JIL聾
卜
_B2F
やす ことで 、日標点Aに 対す る視認性 を高めた
A+B2F
A+B lF シ ミ ュ レー シ ョ ン結 果 考 察 と問 題 点 発 生点 を左 上 隅 に変 え た が 、 B
毒
面
nABI
理曇 ・血 nAB2F
に関 して誤 って 日標 Aに 到達す
累積通過人数分布 (3
る人数 が増 加 して しま った
― C‖ :―
3セ ル四方毎)
早稲田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修士論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構 築
Archに おける 流動 シミュレーシ ョン Ce‖
□
ATION [13]
「
平面 図 マ トリクス
X
18
□ □ □ ■ 静
Y12 Z 2 発 生 人数
:
A 50 B 50 計 算 ス テ ップ数
Ef rrH□
巨 巳 匡 □ □
.nilr:fi ninln'fi
:
最終流動分布 (step=200)
200
SOURCE: 02 二 理
磐量蟄
'A lF
B lF
吹 き抜 け の形状 を変 えた
亀
A2F
犠
B2F
A+B2F
AttB lF シ ミュ レー シ ョン結 果 考察 と問題点 吹き抜 けを上下 のみ に繋 いだ
与
が、目標 Bに た どり着 く 流動
Aが 増加 した
血
nABl
姜曇‐ 耐nAB2F
累積通過人数分布 (3
― C:V―
3セ ル四方毎)
早稲 田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修 士論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システムの構 築 Ce‖
Archに おける
流動 シミュレーシ ョン
□ 卸
::□
□ □ □ □ 口
ON [23]
平面図 マ トリクス
X
18
□ □ □ ■ ■ 国
Y12 Z 2 発 生 人数
:
d,EErfn trErh n n
A 50 B 50 計 算 ス テ ップ数
:
最終 流動分布 (step=200)
200
SOURCE: 02 亀
A lF
A2F
毎
B lF
視線が良 く通 るよ うなかたち に吹 き抜 けを変化 させた
11:ll単 ぃ A+B lF
A+B2F
シ ミ ュ レー シ ョン結果 考察 と問題 点 上 階か らの見通 しが良くなった せいか、誤 って逆の 目標に到達 する人数が非常に増加 した
毎
血
nABI
礎曇 ・mnAB2F
累積通過 人数分布 (3
3セ ル 四方毎 )
早稲田大学渡辺仁史研究室
1998年 度修士論文
ntOshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化システムの構築
Cel:Archに おける 流動 シミュレーシ ョン
□
::□
ロコ ロ ロ ロ
:]ロ
ロコ
STATION [33]
ロ ロ ロ
平面 図 マ トリクス
X 18 Y12 Z 2 発生人数
□ □ □ ■ ■ 繁
:
LLi:l口 L Ef
□ 日L:●
1:口
E■ 回ロコ.ロ ョ ロ:[ユ
A 50 B 50 計算 ス テ ップ数
:
最終流動分布 (step=200)
200
三
J量 聾 L"A lF
B lF
吹き抜けを増やす ことに努め た
A+B2F
AttB lF シ ミュ レー シ ョン結 果 考 察 と問題 点 目標 B上 の左右 の吹き抜 けを一 つに繋げたが、交錯が増 え、逆
≒
面
nABll
籠摯‐ 血nAB2F
の 目標に到達するケース も増加 して しまった
累積 通過 人数分布 (3
3セ ル 四方毎 )
早稲 田大学渡 辺仁史研究 室 ― CV:―
1998年 度修 士 論文
ntOshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化システム の構築
資料
/■
CellArch について CellArch動 作環境 OS
cPu
7.1以 3MB 1 68020以 1低 32768色 以上
割 り当てメモ リ グラフィ. ツク その他
上 PowerPC604e以 上推奨
上
詰めるだけ推奨 16777216色 以上推奨
QuiCkTime 必須
CellArchの 使い方 設定ファ´ イル (テ キス ト)を 、CellArchに Drag&Dropし て 起動 して くだ さい。直接立ちあげるとすぐさま終了 します。 `
(こ れはパグではな く仕様です )
設定ファイルの書き方は、付属のサンプル設定 ファイルを 見てください。 無事立ち上が った ら、適当にボタンを押 して くだ さい。 適当に見て楽 しめます。 "Quit"の ボタ ンを押すと終 了 します。
CellArchプ ログラムにつ いて
:
CellArchは C++言 語を使 って書かれています。理 由は実行速度であ り、それ以外の理由はあ りません。 」avoへ の移植は、 シミュレーション本体の部分はメモ リ割 り付けとクラス生成部分 さえ気をつけれ ば楽なはずです。
CellArchは おおまか に、 ・Machintoshア プ リケ ーシ ョンと して最低限の機能 をする部分 ・ シミュ レーシ ョン本体を記述 してある部分 ・ シミュレーションによって使われるサー ビス部分 に分かれ ます。 Developmentフ ォルダの中に、CodeWarriorで の開発環境が入っています。 プログラムソースは、その中の PrOgramSourcesの 中にあ ります。 以下 にそのファイルの説明を します。 シミュレーシ ョン部分だけを追いたい場合は、YCell cPと YMatrixS cpを 辿 ってください。 舞●●マ ックアプ リケ ーシ ョンとしての コアな部分 Drag&Dropア プ リケーシ ョンをつ くる際のテ ンプ レー ト的部分で、流用できます。 engine.cp ィベ ン トル ープを回 し、アップルイベン トを受理する一番 コアな部分
main cp
ィベ ン トがあった場 合 に engine cpか ら呼ばれる部分。ただ し処理の中身は main2 cpに 流 し
Main.h
上記の関数で定義 されている関数群が宣言されています。
ます。
絆ネネcellArchア プ リケーションと しての部分
main2.cp common h
common.cp
モーダルダイアログ を出 してユーザインターフェースの全ての処理を そこでや って しまう極悪プログラムの核心。
cellArchで グローノウレな
2直
#defineや enumの 設定 線が交差するか ど うかの判定ルーチ ンだけが入 ってますね。 こりゃ。
CellArchシ ミュ レーシ ョンの部分
― CV‖ ―
早稲田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修士論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化システム の構築
資料
この部分は、一つ一つのセリレを記述する YCellク ラスと、セルを囲う YMatrixク ラスから な ります。一つのセルでの変数の設定などは YCellク ラス に記述されています。それ以外の 大部分は YMatrixク ラス に記述 してあ ります。 YCell.h YCell.cp
YMatrix.h
YMatrix.cp YMatrix2 cp YMatrtx3.cp YMatrix4.cp
YMatrix5.cp YFloor.h
YFloor.cp
YCellク ラスの定義 YCellク ラスのク ラス関数の定義
YMatrixク
ラスの定嶺
YMatrixク ラスのクラス関数は以下の 5フ ァイルにわかれています。 内部的に使 う低 レベルルーチン、及び画面描画ル ーチ ン 歩行距離を計算するルーチ ン 可視/不 可視を計算するルーチ ン テキス トファイル を読み初期化する生成ルーチン、及びテキス トファイル書き出 しルーチン シミュレーションの一番 コアな 部分
YFloorク
ラスの定義 一つの 階 に含まれるデータを格納 します。 YMatrtxは YFloorの 配列を持ち、YFloorは 自分の階のセルクラスの配列、および 階段、AB、 壁、吹き抜 けの連結 リス トを持つ、 という構造 にな つてます。 単なる「入れ物」 なので大 したクラス関数はあ りません。
‐●●その他サー ビス部分 以下のクラスは、クラス定義の .hフ ァイメ レと、クラス関数定義の .cpフ ァイルを持ちます。 YCel■ istク ラス
YWallク ラス
YHallク ラス YRectク ラス TOkent2erク ラス VE」
unkク ラス
VEMovieク ラス
Aセ
ルや Bセ ル、階段セルの位置 は マ トリックスクラスの中で連結 リス ト として保持 され ます。これはその リス トのアイテムを記述 してるクラス。 上同様、壁の連結 リス トを保持するための リス トアイテムを記述するクラス。 上同様、吹き抜 けの連絡 リス トを保持するための リス トアイテム記述するクラス。 浮動小数点値で矩形 を記述するだけのクラス。 テキス トファイルを読み込んで、 1語 づつ単語を切 り出すクラス。 ゴミの見張 り番 QuickTimeム ー ビーを作成 する時に使 うクラス
~CV:‖ ―
早稲田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修士論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築 空間最適化 システムの構築
CellArch
資料
DotaText
#
# # #
'riか ら改行までの部分はコメン トです。 1行 に長いコメン トを書 くとバグるので こ―や って複数行に分けてくれ
#
#
マ トリックスの大き さ
Size
16, 9, 2
# 発生セル Appearance ■
.
Appearo● ce 0
5
lは 発生セル分だけ書 く
0
1
0.5
100
Appeqrsnce
0 5
O
0
0.5
1
tun
*
種別
#
A・
#
B‐ 1
#
N暉 2
#
X
O.O
o.0
WBAcopa, W8Bcapa WOver O.0
o.o
1.0 1.0
WPB ■0,o
WDnum
O.o
0.0
WDtota1
0.0
0.0
o.0
, #
#
10.0
WEnu■
0.0
0.0
WEtOta1
0.0
0.0
人で打 ち止め
(Page2)WAAcapa, IABcap。
wAAover,
,
■ABover, WBAover, WBBover
(Plgeo)WDsA, WDsB
#
WOnA,WIDn3
以 下 同様
10.0
WS● lf■
1.0
1.0
Wother‖
0.0
0.0
WEsho"tN
l.0
1.0
WEnumN
O.0
0.0
WEtotal‖
0.0
0,0
ch‖ N
2.0
#
(page4D WselfNA,WselfNB以 下同様
各 種 指 数係 数
KPDShort KPDlon
5.0 l.0
KPDTota1 KPEShort
5.0 5.0
5.0
KpENum KPETota1
l.0 5.0
5.0
許容量
5.0 1.0 5.0 1.0
それぞれ 2 2
Aと 3と 2 2
‖
(POgeO)Cop● A,tapaB,c9p● ‖
以 下 同様
2
残留傾 向 Aと O.2
#
階段の昇り障りにかかるペナルティ歩行距離
Bと
#
2
Stay
Stairup
o.0
lo.0
WEshort
#
の発生確率で
0.0 0.0
Wllshort
Copa CapoOver
人
Z
0.O
0.O
IPA
#
Y
各種菫み係数
WCapo
″
Step毎 に
座標
・O
N 0.2
2.0
早稲 田大学渡辺仁史研究室 ―cix―
1998年 度修士論文
ntosh watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化 システム の構築 Sta■
資料
rDown
# #
最大 歩 行 距 離 、最 大可 視距 離 だ け ど、現在 は 自動 で算 出す るの で この値 は無 視 され る
MaxD
25.0
MaxE
25.0
#
1ス
テ ップ に何 人 動 くか
MoveAB
l
MoveN
l
#
■タ ー ン何 ス テ ップか
NumStepsOf■ Turn 500
#
歩行 距 離 を算 出す る時 に計 算 を打 ち止 め にす る距 離
PeriodWalkDistance
#
20
可視 距 離 を 表示 す る 時 に、 白にな る距 離 (計 算 には 関係 ナ シ )
ForVis■ bleDistance
20
Structure
ffffffffffffffff ffffffffffffffff ffssffffffffffff ffffffffffffffff ffffffffffffffff wwwwffffffffffff ffffffffffffssff ffffffffffffffff ffffffffffffffff ffffbffffffbffff ffffffffffffffff hhsshhffhhhhsshh hhhhhhffhhhhhhhh hhhhhhffhhhhhhhh hhhhhhffhhhhhhhh hhhhhhffhhhhsshh ffffffffffffffff ffff● ffffffaffff Dat● A
O,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 早稲 田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修 士論文 hitoshl watanabe laboratory 1998
遺伝的アル ゴ リズムによる建築空間最適化システムの構築
資料
DataB
O,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,o O,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,o O,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
DataN
O,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,o O,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,o,o,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,o O,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,o
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早稲田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修 士 論文 hitoshi watanabe laboratory 1998
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