遺伝的アルゴリズムを用いた橋梁景観設計支援システムの開発

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05555127
• Research Institution: Kansai University
• Principal Investigator: 古田 均 関西大学, 総合情報学部, 教授 (70109031)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宇都宮 智昭 京都大学, 工学部, 助手 (10211773) ; 杉浦 邦征 京都大学, 工学部, 助教授 (70216307) ; 秋山 孝正 岐阜大学, 工学部, 助教授 (70159341) ; 杉戸 真太 岐阜大学, 工学部, 助教授 (60115863) ; 馬野 元秀 大阪大学, 基礎工学部, 助教授 (10131616)
• Keywords: 橋梁 / 構造設計 / 景観設計 / 遺伝的アルゴリズム / コンピュータグラフィックス / ファジィ理論

Research Abstract

本研究では,橋梁景観設計を技術者が容易に検討するための景観設計支援システムの開発を目的としている.本システムでは,遺伝的アルゴリズムのもつ,離散量が扱え,評価関数が明確でなくても最適解が見いだせるという特徴を利用することにより,設計者の嗜好を十分に生かせるシステムを構築する.本年度は最終年度にあたるので,本研究の目的である橋梁の景観設計支援システムのプロトタイプを完成した.具体的には,遺伝的アルゴリズムとファジィ推論を用いて景観設計の代替案を作成し,コンピュータグラフィックスを用いてその評価を設計者が行えるようにし,さらにその代替案が設計者の意志に未だそぐわない場合には,多目的計画法の一手法である満足化トレードオフ法を援用し,対話的に設計者の満足する解を見いだすようになっている.本システムを斜張橋の景観設計に適用し,以下の結論を得た.
1.本研究で作成した斜張橋の景観設計支援システムにより,設計者は設計のコンセプトを表す言葉を複数個入力するだけで、そのコンセプトに合致した景観案をコンピュータグラフィックス画像による情報として得ることができる.また,対話型のシステムとしたことで,設計者はCG画像を見ながら逐次入力データを変更することで満足のいく景観案を作成することが可能である.
2.本システムでは遺伝的アルゴリズムを用いることで,広域的な探索を行い,すべての組み合わせの中で最適な案,もしくはそれに近い案を探索することが可能である.また,遺伝的アルゴリズムのパラメータを調整して局所最適解に陥りやすくすることで,初期値を変化させることにより最適とはいえないまでも,設計者のイメージをある程度満たしていると考えられる局所最適解を積極的に利用することにより,数多くの代替案を作成することができる.

Research Products

• [Publications] 古田 均他: "橋梁の景観設計へのニューラルネットワークの応用" 第3回システム最適化に関するシンポジウム講演論文集. 141-146 (1993)
• [Publications] H.Furuta et al.: "Application of the Genetic Algorithm to Aesthetic Design of Dam Structures" Neural Network and Combinatorial Optimization in Civil and Struc.Eng.101-108 (1993)
• [Publications] 古田 均他: "ファジィ理論とGAを用いた構造物の景観設計支援システム" 第10回ファジィシステムシンポジウム講演論文集. 57-60 (1994)