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室内空间布局的智能演化算法设计

室内空间布局的智能演化算法设计

作者：梁邦闽南师范大学

学位级别：硕士

现实生活中大量的应用问题都可当成优化问题来解决,演化算法一直是解决此类问题的有效方法之一。按优化目标是否能用数学函数明确表达,可将优化问题划分为显性优化问题和隐性优化问题。对于显性目标优化问题,演化算法表现出强大的优势,... 详细信息

现实生活中大量的应用问题都可当成优化问题来解决,演化算法一直是解决此类问题的有效方法之一。按优化目标是否能用数学函数明确表达,可将优化问题划分为显性优化问题和隐性优化问题。对于显性目标优化问题,演化算法表现出强大的优势,不要求目标函数满足连续、可微等限制条件。然而对于隐性优化问题,传统的演化算法就显得力不从心,这类问题的优化目标一般取决于用户的主观偏好、艺术修养、人生经验等多种因素,难以用明确的函数形式表示。在住宅设计领域,传统的中式室内空间布局问题就是典型的隐性优化问题。房地产作为近几十年发展最迅速的行业,相应的住宅设计在市场上的需求量也在逐年攀升,而室内空间布局设计的个性化需求也越来越复杂。室内空间布局设计及室内场景模型除了应用在建筑设计领域,也逐渐被应用到游戏开发、虚拟现实等领域。虽然市场需求的大幅提升,但传统的室内空间布局的设计流程却专业且复杂,设计过程中存在大量低效率的工作,无法高效满足庞大市场群体的需求,以及个性化需求。针对隐性优化问题的难点,在演化算法中引入“人机交互模式”,通过人工评估策略取代了难以量化的函数设计工作,用户可以根据自己的偏好、经验和知识对算法生成的种群个体进行评估,被选择的个体有更高的概率将自己的基因特征保留下来,经过大数量的迭代之后,最终生成满意目标解。本文的研究工作主要分为以下几个方面:(1)提出了交互式遗传算法在室内布局的应用模型。引用了经典的演化算法——遗传算法作为模型支撑,将给定建筑物的边界以及用户的要求作为设计约束,自动生成室内空间布局,毫无专业基础的普通用户也可以参与设计流程,摆脱传统设计方法中用户参与度不足的缺陷。该算法的主要思想是:用多个矩形组合的多边形表示室内空间布局中的房间单元,并将布局设计中的约束和规则转化成为对相关房间单元的约束,根据相关规则设计约束函数以及空间因素与遗传编码的对应模型,通过用户交互界面,完成从输入参数到生成最终目标解的整套操作流程。设计方法不仅可用于住宅建筑的室内空间布局设计,还可以拓展应用到大规模场景的空间布局,如写字楼、购物中心、超市等。(2)提出适用于室内房屋设计的差分进化算法的交互式算法框架。“人机交互”模式的缺点是用户通过交互的方式参与算法的多次迭代后容易陷入疲劳状态,评测结果会严重失真影响最终结果,而演化算法最终解的品质又与迭代次数呈正相关,导致陷入矛盾状态。室内布局设计中,用户对专业涉及的图纸辨识度不高,使用评分的交互方式进行评价时,进一步加剧了用户疲劳。针对这一缺陷,引入差分进化算法替代遗传算法,改变用户评估方式,以两两选择的操作方式取代了打分操作,从而缓解了用户的疲劳,针对传统的启发式算法容易陷入局部最优的特点,引入了“回溯策略”,通过逐层返回的策略帮助算法返回上层路线,从而跳出局部最优状态。最后模拟实验表明,相较于遗传算法,差分进化算法在减轻用户疲劳和加快算法收敛上都有优势。(3)引入反向学习策略提出了两段式的室内布局设计方法。为提高室内布局设计方法针对不同需求人群的可用性,将设计方式分为两个阶段进行,即先定位功能空间位置,再生成周围区域的墙体约束。并且采取了客厅优先定位原则,待确定了客厅的位置,其余的功能性区域就可以通过与客厅或者区域与区域的相邻关系随机生成。该方法能够突破功能区域的数量和位置限制,满足用户多样性的需求。同时由于新方法去掉了大量的硬性约束,增加了随机因素,另外,在算法中引入了反向学习策略,该方法通过寻找对立点,能够基于原始的数据范围扩大搜索空间,优化数据查找范围以寻求更优解,提高收敛速度。实验表明,加入了反向学习策略之后,扩大解空间的搜索范围有助于更快的达到生成最终解的目的。

关键词：室内布局交互式演化算法反向学习回溯策略

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基于蚁群径向基函数网络的地下水预测模型

计算机工程与应用 2010年第2期46卷 224-226页

作者：曹邦兴广州大学松田学院广州511370

提出了一种基于蚁群算法的径向基函数神经网络,用它来进行地下水位预测,既具有神经网络广泛映射能力,又具有蚁群算法全局寻优、分布式计算等特点。实验表明,蚁群算法与径向基函数神经网络相融合能达到良好的预测效果。

关键词：蚁群算法径向基函数网络地下水位预测

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关于义务教育质量公平的思考

陕西师范大学学报（哲学社会科学版） 2008年第4期37卷 119-123页

作者：许邦兴陇南师范高等专科学校甘肃成县742500

义务教育质量公平,是指适龄儿童、少年在接受义务教育的过程中,通过公正、平等地享受教育内部资源而达到的理想化效果,它是义务教育公平的高级阶段。义务教育质量公平具有非歧视性、全面性、主体性、差异性四大特点。要通过进一步完善... 详细信息

义务教育质量公平,是指适龄儿童、少年在接受义务教育的过程中,通过公正、平等地享受教育内部资源而达到的理想化效果,它是义务教育公平的高级阶段。义务教育质量公平具有非歧视性、全面性、主体性、差异性四大特点。要通过进一步完善政府教育制度、牢固树立"质量公平"观念、建立有利于教育质量公平的质量评价标准、进一步推进课程改革、加强师资队伍建设、改革课堂教学模式等措施来实现义务教育质量公平。

关键词：义务教育教育质量教育公平

神秘魔幻白鹿原——《白鹿原》与《百年孤独》的魔幻现实主义创作手法比较

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广西民族大学学报（哲学社会科学版） 2002年第z1期24卷 147-151页

作者：梁福兴桂林民族师范学校

虽然《白鹿原》没有采用《百年孤独》那种由将来回忆过去的时空倒流式情节结构方式 ,也没有模仿《百年孤独》那种离奇怪诞的语言叙事方法 ,但是它以其宏大的历史视角 ,纷繁的情节内容 ,典型的人物性格 ,冥冥中牵制着人物命运的历史文化... 详细信息

虽然《白鹿原》没有采用《百年孤独》那种由将来回忆过去的时空倒流式情节结构方式 ,也没有模仿《百年孤独》那种离奇怪诞的语言叙事方法 ,但是它以其宏大的历史视角 ,纷繁的情节内容 ,典型的人物性格 ,冥冥中牵制着人物命运的历史文化重压 ,神秘的白鹿精灵 ,可怖的白狼幻影 ,怪异的鬼魂哀号 ,诡谲的乡贤预言等使整个作品充满了魔幻神秘色彩 ,在相当程度上与《百年孤独》的魔幻现实主义有着惊人的相似之处 ,被看成是中华民族的一部秘史。

关键词：魔幻现实主义生命意识神秘文化性意识人格精神

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滇中高原湖区乡村聚落空间演化及驱动因素

水土保持研究 2025年第2期 387-395页

作者：王绍邦李志英龙晔杨柳丁晓焰云南大学建筑与规划学院

[目的]探析滇中高原湖区乡村聚落空间格局演化机理，以期为区域乡村发展和空间治理提供参考。[方法]运用基于Ripley′s K函数确定带宽的核密度估计、Voronoi图变异系数、景观指数、热点分析等方法，分析了1995—2020年乡村聚落空间格局... 详细信息

[目的]探析滇中高原湖区乡村聚落空间格局演化机理，以期为区域乡村发展和空间治理提供参考。[方法]运用基于Ripley′s K函数确定带宽的核密度估计、Voronoi图变异系数、景观指数、热点分析等方法，分析了1995—2020年乡村聚落空间格局演化特征，进而运用最优参数地理探测器分析了其驱动因素。[结果](1)滇中高原湖区乡村聚落空间格局总体上呈现“数量增加—用地扩张—局部收缩”的演化特征；(2)地形是湖区乡村聚落空间分布的主导因素，社会经济多因子复合作用持续驱动聚落空间演化，形成与城镇化进程相关联的阶段性特征；(3)城镇化中后期，各湖泊区域乡村聚落空间分异愈发增强，集聚与收缩现象并存。[结论]乡村振兴背景下，需结合各湖泊区域发展趋势引导乡村功能专业化转型，加强乡村建设用地集约利用、耕地保护和生态修复，探索人口收缩区域的村庄布局和用地优化。

关键词：乡村聚落空间演化驱动因素最优参数地理探测器滇中高原湖区