Optimization of architectural layout by the improved genetic algorithm

Abstract

In this paper we consider architectural layout problem that seeks to determine the layout of Units based on lighting, heating, available sizes and other objectives and constraints. For a conceptual design of architectural layout we present an approach based on evolutionary search method known as the genetic algorithms (GAs). However, the rate of convergence of GAs is often not good enough at their current stage. For this reason, the improved genetic algorithm is proposed. We have analysed and compared the performance of standard and improved genetic algorithm for architectural layout problem solutions and presented the results of performance.

Architektūrinio patalpų išdėstymo uždavinio optimizavimas taikant pagerintą genetinį algoritmą

Santrauka. Architektūrinio patalpų išdėstymo tikslas – rasti kiekvienos patalpos parametrus, formą bei patalpų konfigūraciją, kurie minimizuotų bendrą plotą ir tenkintų visus apribojimus. Įvertinti ir kiti architektūriniai kriterijai, tokie kaip apšvietimo ir šildymo sąnaudų mažinimas. Toks uždavinys priklauso kombinatorinių uždavinių klasei, kuriems spręsti dažniausiai taikomi genetiniai algoritmai. Genetiniai algoritmai, skirtingai negu kiti optimizavimo metodai, pasižymi globaliu ieškojimo būdu ir gebėjimu operuoti visa sprendinių populiacija. Tačiau genetinių algoritmų efektyvumas ir konvergavimo greitis nėra pakankami. Siekiant pagerinti genetinį algoritmą, siūloma taikyti evoliucinį krypties operatorių, kuris nesiremia informacija apie gradientų skaičiavimus. Taip sumažinamos laiko sąnaudos, reikalingos optimaliam patalpų išdėstymo uždavinio sprendiniui rasti, ir pagerėja optimalaus sprendinio kokybė.

Raktiniai žodžiai: architektūrinis patalpų išdėstymas, kambarių išdėstymas, konceptualus projektavimas, optimizavimas, genetiniai algoritmai.

First Published Online: 14 Oct 2010

Keyword : architectural design, floorplanning, layout, conceptual design, optimization, genetic algorithms