Методика численного определения объемно-планировочных характеристик системы объектов среды обитания

• Автор: Степанов, Павел Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Петрозаводск
• Количество страниц: 111 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.
1. Обзор работ но методам оценки объемнопланировочных характеристик системы объектов среды обитания.

1.1. Методика оценки регулярности.

1.2. Методика определения замкнутос ти пространства.

1.3. Методика расчета инсоляции.

1.4. Вопросы комфортности визуальной среды обитания.

1.5. Проблема комплексного оценивания с использованием отдельных методик

1.6. Существующие программные реализации

1.7. Применение современных информационных технологий и математических методов для решения задачи

1.8. Выводы по главе 1

2. Математические модели для определения объемнопланировочных характеристик замкнутости и инсоляции систем объектов среды обитания
2.1. Постановка задачи
2.2. Математическая модель для определения показателя замкнутости
2.3. Математическая модель для определения степени инсоляции
2.4. Применение методов и алгоритмов случайного поиска для решения рассматриваемой задачи.
2.4.1 .Применение адаптивного метода случайного поиска
2.4.2. Применение метода Розенброка.
2.5. Предлагаемый алгоритм определения координат объектов среды обитания.
2.6. Выводы по главе 2
3. Программный комплекс для определения объемнопланировочных характеристик системы объектов среды обитания
3.1. Реализация программного комплекса
3.1.1. Модульная структура программного комплекса.
3.1.2. Методика подготовки исходных данных
3.2. Расчет объемнопланировочных харак теристик системы объектов с использованием программного комплекса
3.2.1. Регулярность.
3.2.2. Замкнутость
3.2.3. Инсоляция
3.2.4. Построение графиков
3.3. Выводы по главе 3
4. Решение модельных задач и примеры использования программного комплекса с использованием разработанного алгоритма.
4.1. Расчет характеристик по объекту Кинерма
4.1.1. Расчет показателей регулярности поселения Кинерма
4.1.2. Расчет степени замкнутости поселения Кинерма.
4.1.3. Инсоляция поселения Кинерма
4.2. Расчет характеристик объекта Рубчсйла
4.2.1. Расчет показателей регулярности для деревни Рубчсйла
4.2.2. Расчет степени замкнутости для деревни Рубчейла
4.2.3. Инсоляция домов деревни Рубчейла.
4.3. Оценка оптимальности расположения домов с учетом степени замкнутости пространства на примере деревни Корза.
4.4. Об 0раничениях и области применения разработанного.
алгоритма
4.5. Выводы по главе 4.
Заключение
Список литературы


В этой связи появляется проблема автоматизации обработки таких данных. С учетом изложенного является актуальной разработка математической модели расчета указанных объемно-планировочных характеристик и алгоритмов для численной реализации методик определения объемно-планировочных характеристик систем архитектурно-строительных объектов. Построить математическую модель для определения показателей замкнутости и инсоляции. Разработать численный алгоритм решения поставленных задач объемно-планировочного моделирования систем архитектурно-строительных объектов. Реализовать предложенный алгоритм в виде программного комплекса с использованием ГИС-техпологий. Методы исследования. Использованы численные методы условной оптимизации, аппарат аналитической геометрии. При разработке программного комплекса использовались технологии проектирования информационных систем, в том числе современные ГИС-технологии, методы объектно-ориентированного программирования, методы создания реляционных баз данных. Научная новизна. Математическая модель расчета показателя замкнутости формализует и уточняет описанную ранее общую методика для вычисления данного показателя. Формализована методика для расчета степени инсоляции. Уточнены и математически описаны понятия типов объектов, разработано аналитическое выражение для расчета отклонения объекта от направления на север. Использование подобного класса алгоритмов для решения задачи поиска объемно-планировочных характеристик системы объектов среды обитания осуществлено впервые. П пактнческая значимость. Исследования объемно-планировочных структур традиционных сельских поселений Русского Севера», выполненной в РЦНИТ Петрозаводского государственного университета, были использованы разработанные алгоритмы и методики определения количественных оценок объемно-планировочных характеристик системы объектов среды обитания. В работе дана оценка достоверности полученных результатов путем решения модельных задач и проверки согласованности результатов расчета с бытующими представлениями комфортности среды обитания. Математическая модель для численного определения характеристик замкнутости и инсоляции. Эвристический алгоритм поиска оптимального положения объектов архитектурно-строительных систем с учетом объемно-планировочных характеристик. Программный комплекс, использующий ГИС-технологии и реализующий указанный алгоритм. Апробация работы. Результаты диссертационного исследования были представлены на следующих симпозиумах: VII Всероссийский симпозиум по прикладной и промышленной математике, Йошкар-Ола, - декабря г. VIII Всероссийский симпозиум но прикладной и промышленной математике, Сочи-Адпер, сентября - 7 октября г. IX Всероссийский симпозиум по прикладной и промышленной математике, Кисловодск, I- 8 мая г. Публикации. По результатам выполненного исследования опубликовано 7 работ, в том числе одна статья и тезисы трех докладов в журналах, указанных в перечне ВАК. Струїсгупа и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и списка литературы. В первой главе проведен обзор научных работ, проводимых в области анализа архитектурно-строительных систем среды обитания. Описаны основные методики оценки объемно-планировочных характеристик; основные задачи, решаемые в настоящее время посредствам ГИС. Сформулирована задача разработки математической модели. Во второй главе предложена разработанная математическая модель расчета основных объемно-планировочных характеристик. Предложена задача оптимизации, позволяющая найти наиболее комфортное расположение объектов системы с точки зрения объемно-планировочных характеристик. Проанализированы известные алгоритмы поиска решения, приведен адаптированный алгоритм решения оптимизационной задачи. В третьей главе представлено описание программного комплекса на основе ГИС-технологий, позволяющего решить поставленные выше задачи. В четвертой главе решены модельные задачи расчета некоторых объемно-планировочных характеристик системы среды обитания. Указаны ограничения разработанного ироіраммного комплекса и области его применения.