遺伝子的アルゴリズムによる建築空間最適化システムの構築人間の流動設定による建築設計手法の確立

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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

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

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

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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。

-4-

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

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

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

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

-20-

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)」

3種 類 の

(genetic operations)を

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

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

-23-

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。

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

-25-

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

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

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

,

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

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

: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

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『

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

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。

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。

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

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

: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

)

)

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 。

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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


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

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・

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

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

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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

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

L

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」

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

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

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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


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

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

□□ ・

:

05 ・

□ ‐‐

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

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 。

平面 が幾世代 に も渡 つて 収束 して いるか 、若 しく

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

↓ 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

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 」

「 ガ ラ ス 」,「 吹 抜 」,「 階 段 」が あ る 。ま た 、各 々

ガ ラス

01

の 要 素 に 対 し、 建 築 平 面 を修 正 す る 際 に 、 可

吹抜    階段

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

■ ■

用 い られ て い る 。 各 要 素 を列 挙 す る と、 可 動

目標 A

FA

の 要 素 に 対 し て 「床 」 は

目標 B

FB

ガラス

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」

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

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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 、

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

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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 。

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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


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

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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

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]){

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;

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]);

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

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

===============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

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

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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

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」

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

-71-

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)。

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

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2点

GAsの

初期段階で ある

が 理 由 と して 挙 げ られ る 。

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代が 生 成 され る

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(PowerMacM「 333 使用 )

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によるプランの修正

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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 。

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

0402考

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

,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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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

83-

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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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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

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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饉 饉 里 躍 暇 朧 邸 耐 吉 漿 総 崚             ヽ ヽ ヽ           L L   箕 9 口 て Ъ ぶ ミ ピ , υ 一 ピ ● ■ 8 μ 6 ■ 8 ■ o 3 β ち ヒ く , L 社 B て 8 5 も b ζ ケ ユ ν ン B B 一 〇 ■ O B E o 3 コ   b 〓 〓 〓 二 〓 2 0 ニ し 占 占 ー ー [ 呂 呂 ト ロ だ だ ツ ⊆ 讐 選 o E β β O o o ´ 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、はtanabe 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

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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食 F R + う だ l 8 . F t ● ^ 一 ■ さ じ Y S > e e . T . [ Ю 昌 だ 5 讐 5 ■ ぢ 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

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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早稲 田大学渡辺仁史研究 室

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1998年 度修 士論文

nt(澪 H 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 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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-94-

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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

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

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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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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早稲田大学渡辺仁史研究 室

1998年 度修士論文

htoshl 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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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 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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-103-

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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


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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早稲田大学渡辺仁史研究案 1998年 度修士論文 樋tosn 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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-107-

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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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早稲 田大学渡辺仁史研究 室

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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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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 工

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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 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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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

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


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

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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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

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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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 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 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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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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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

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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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

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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

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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

参考文献

日本建築学会編 :建 築設計資料集成 3-単 位空間 ,日 本建築学会 吉永良正 :複 雑系 とは何か ,講談社 ル ー ディ・ ラッカ ー :人 工生命研究室 ,ア スキー 出版局 服部桂 :人 工生命 の世界 ,オ ー ム社 スティーブン・ レビー :人 工生命 ,朝 日新聞村 中田宏明 ,米 井健治朗 :ボ クセルオブジェク ト指向による建築計画手法 の提案 ,日 本建築学 会大会学術講演梗概集 ,1996. 小嶋一 浩 :ス ペー スブロ ックの概念 とその実現 メデ ィア ,日 本建築学会大会学術講演梗概集 ,1996. 松下聡 ,岡 崎甚幸 :索 歩行 のモデル化及びそれ による迷路歩行 シミュレーシ ョン ,日 本建築 学会大会学術講演梗概集 ,1991. 松下聡 ,岡 崎甚幸 :迷 路探索歩行 のためのシミュ レーションモデル ,日 本建築学会大会学術 講演梗概集 ,1990. 岡崎甚幸 ,松 下聡 :待 ち時間を考慮 した群集歩行 シミュレーションモデルの研究 ,日 本建築 学会大会学術講演梗概集 ,1989。 岡崎甚幸 ,松 下聡 ,山 口浩幸 :歩 行 シミュ レー シ ョンにおける経路探索 モデル の研究 ,日 本 建築学会大会学術講演梗概集 ,1988. 池 田浩敬 ,橋 詰明子 ,渡 辺仁史 :避 難ポテ ンシャル を用 いた避難安全性評価方法 に関す る研 究 ,日 本建築学会大会学術講演梗概集 ,1985. 岡田光正 ,吉 田勝行 ,柏 原 士郎 ,辻 正矩 ,横 田隆 司 :三 次元 メッシュによる避難 シミュレー ションモデルの高層建築物 へ の適用性 ,日 本建築学会大会学術講演梗概集 ,1983. 阪上公 一 ,青 木義次 :大 規模 モール にお ける滞留人 口分布 モデル ,日 本建築学会 関東支部研 究報告集 ,1994.

Hideaki MIYARIIONO,Sho SASAKI:Silnulating hva Flows by an lmproved Cellular Automata NrethOd,Computer&Geoscience Feb,1996. 渡辺俊 ,渡 辺仁史 :オ ブジェク ト指向 による知的行動モデル の研究 ,日 本建築学会電子計算 早稲 田大学渡 辺 仁史研究 室 ―vi―

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

機利用 シンポ ジウム ,1988. 渡 辺仁史 ,池 原義郎 ,中 島高史 ,宇 土正浩 ,中 村 良三 ,位 寄和久 :メ ッ シュ 。オ ー トマ トンに よ る行動 シミュ レー シ ョン ,日 本建築 学会電子 計算機利用 シ ンポ ジウム ,1980。 中村 良三 ,池 原義郎 ,中 島高史 ,宇 土正浩 ,渡 辺仁史 ,位 寄和久 :ネ ッ トワー クオ ー トマ トン モ デル による行動 シミュ レー シ ョン ,日 本建築 学会電子 計算機利用 シンポ ジウム ,1980. 渡 辺仁史 ,池 原義郎 ,中 島高史 ,宇 土正浩 ,中 村 良三 ,位 寄和久 :メ ッシュ・ オ ー トマ トンに よ る避 難行動 モ デル ,日 本建築 学会電子 計算機利 用 シ ンポ ジウム ,1980. 渡 辺仁史 ,池 原義郎 ,中 島高史 ,中 村 良三 ,位 寄和久 :建 築 計画 と行 動 シミュ レー シ ョン ,日 本建築学会電子 計算機利用 シンポ ジ ウム ,1979. 安藤 幸三 ,外 波 山祐 司 ,渡 辺仁史 :宇 宙博覧会 の観客 流動 シ ミュ レー シ ョン ,日 本建築 学 会 電子 計算機利用 シ ンポ ジウム ,1979. 山辺友 一 郎 ,河 村 廣 ,谷 明勲 :人 工生 命 の手法 を用 い た立体 構成 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. 澁 澤重志 ,河 村廣 ,谷 明勲 :セ ル オ ー トマ トンを用 いた 都市類型構造 の 形成 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. 村 岡直人 ,青 木義次

:GAに よる平 面形状 の最適化 ,日 本建築 学会情報 システム 利用技術 シ ン

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

C/C++プ ログラミング ,株 式会社 プ レンテ ィスホール出版 ,1998.12 ジェー ムス・ゴス リン ,フ ランク・イ ェリン :」 ava APIア プ リケー ション・ プ ログラミング・ イ ンタフェース Vol.1-コ ア・ パ ッケー ジ ー,ア ジソン・ ウェス レイ・ パ ブ リッシャー ズ・ ジャパ ン株式会社 ,1997.02 ジェームス・ゴス リン ,フ ランク・イ ェリン :Java APIア プリケー ション・ プ ログラミング・ イ ンタフェー ス Vol.2-ウ ィン ドウ・ ツールキ ッ トおよびアプ レッ ト ー,ア ジソン・ ウェス レイ 。パブ リッシャー ズ 。ジャパ ン株式会社 ,1996.12 吉 田弘 一郎

:■

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

:」

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

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

,「

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

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::~

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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-

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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 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

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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 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

-

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

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

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

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;

(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++

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 )

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]):

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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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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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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;

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‐ )

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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1998年 度修士論文

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 );

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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

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

[1]

l

流動 Bが 上手 く上階に配

入れ替 えた

なっている

[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

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

::::::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

え たが 、 階段 のそ ば に留 まって奥まで到達 しない

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

.

,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

選 :=‐

B2F

A+B lF

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

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

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―

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

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

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 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

nABl

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

■嘱 ゴ暮

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

変形 は中断 して他 を試す

nABI

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

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

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

B2F

A+B lF

A+B2F

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‐

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

■■■■■■■■ ■

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

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

B lF

した

シ ミュ レー シ ョン結果

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

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

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

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

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

A lF

B lF

JttL AIBlF

シ ミュ レー シ ョン結果 考察 と問題点 畢

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

A lF

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

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

□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

A lF

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

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

B lF

¨

B2F

A+B lF

A+B2F

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

A2F

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

A2F

B lF

B2F

A+B lF

AIB 2F

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

いA lF い

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

nABl

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

A lF

B lF

A+B lF

B2F

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

生初期 にお いて 目標点 ABは あ ま り近 くされて いな い

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

nABI

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

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

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

□ □ □

■■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

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

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

nABI

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

_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

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

A2F

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

が、目標 Bに た どり着 く 流動

Aが 増加 した

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

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

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

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

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

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

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

― CX:―

早稲田大学渡辺仁史研究室 1998年 度修 士 論文 hitoshi watanabe laboratory 1998


こ 一


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