(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221084346 6.2 (22)申请日 2022.07.18 (71)申请人 广西大学 地址 530000 广西壮 族自治区南宁市西乡 塘区大学东路10 0号 (72)发明人 吴杰　池烽　韦玉姣　代英杰　 崔欣　麦耀文　 (74)专利代理 机构 四川力久律师事务所 512 21 专利代理师 刘童笛 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种鼓楼参数化 生成的目标性能优化方法 (57)摘要 本发明关于一种鼓楼参数化生成的目标性 能优化方法， 通过设立用材方量、 模数化率为关 键性能指标， 建立目标性能计算公式， 运用遗传 算法对生 成鼓楼模型进行方案寻优， 自动获取鼓 楼目标性能优选方案集。 权利要求书3页 说明书19页 附图17页 CN 115481459 A 2022.12.16 CN 115481459 A 1.一种鼓楼参数化 生成的目标性能优化方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤一、 优化目标设定， 包括模数化 率和用材 方量； 步骤二、 目标性能计算； 设鼓楼的模数化率为C， 符合模数倍数的N为N ’， 数量为n ’， 总的N值数量为n， 则推出模 数化率基本计算公式： n'＝card{N ’1， N'2， N'3， ...， N’n} C＝n'/n×100％ 在构建鼓楼模数化率优化函数的时候， 将所有构件尺寸的模数化率按照平均比例权重 进行分布计算后再 取总数： 式中， i′0、 i′1分别指鼓楼圆截面构件截面直径符合模数化的构件数量和构件长度符合 模数化的构件数量； j′0、 j’1、 j′2分别指鼓楼矩形截面构件宽度符合模数化的构件数量、 截面 高度符合模数 化的构件数量以及构件长度符合模数化的构件数量； i和j分别指所有的横向构件数量和竖向构件数量； 0.2是不同的构件尺寸在总模数化 率上的平均分配权 重指数； 将构件分为竖向构件和横向构件， 对不同构件种类 计算体积； 将鼓楼建筑结构中所有构件种类 体积求总和： 其中i为构件种类序号， V、 V ’分别指代横向构件与竖向构件体积， n为鼓楼模型中构件 种类的序号数量， n取横竖向构件种类序号中的最大值； 步骤三、 优化 算法运用； 用户输入一组设计参数集， 云端服务器接收以上参数并自动生成鼓楼初始化模型， 同 时记录由步骤二得到的初始化模型信息； 服务器云端自动 提取与优化指标存在 关联性的参变量作为方案寻优的基因池， 构建个 体基因与优化目标的适应度函数， 对选取案例进行多目标优化； 基于方案计算与优化模块， 按照优化流程对目标建筑进行迭代循环， 算法自动重复该 步骤， 遍历 被选入基因池的所有变化参数范围， 通过调整个体基因对象和数量、 优化设置参 数等进一 步提高优化 性能， 直到满足优化设计要求。 2.根据权利要求1所述的鼓楼参数化生成的目标性 能优化方法， 其特征在于， 步骤一包 括： D1、 模数化 率： 鼓楼模数化率包括构架模数化率， 鼓楼构架包括柱、 枋、 梁， 计算鼓楼模数化率的技术 步骤如下： D11、 确定传统营建尺寸每寸单位长度d， 统一 转化成公制单位m m， 数值为正整数； D12、 采用瓜柱 径作为基本模数 单元D， 不同层檐数量采用不同瓜柱 径；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115481459 A 2D13、 确定基本模数单元D， 从而根据不同的模数倍数关系得出鼓楼的主柱间距、 主副柱 间距、 竖向构件的高度和横向构件的长度； D14、 建筑和构件的尺度根据鼓楼的形态变化所对应的模数倍数N也会发生变化， 当符 合模数倍数的N 值数量越多， 鼓楼的模数化 率越高。 3.根据权利要求2所述的鼓楼参数化生成的目标性 能优化方法， 其特征在于， 步骤一还 包括： D2、 用材 方量 对不同构件按照种类名称进行树形数据结构分支， 以便于提取相应构件种类数据， 计 算同种类构件下 的构件数量、 每构件尺寸和体积以及所有同种构件的体积方量之和， 最后 将所有构件种类 体积方量 求和得出鼓楼总的构架用材。 4.根据权利要求1所述的鼓楼参数化生成的目标性能优化方法， 其特征在于， 步骤二 中， 对不同构件种类 计算体积的方法包括： E211、 圆截面构件包括主柱、 瓜柱、 吊柱、 檩条， 对于圆截面构件， 通过圆柱体求体积公 式V＝ πr2h得出， 其中r为圆截面半径， h为圆截面构件的长度或高度； E212、 矩形截面构件指建筑结构中的横 向构件， 包括穿、 枋、 梁， 对于矩形截面构件， 采 用长方体的体积公式V＝abh求出， 其中a和b指代截面的宽和高， 通过截面面积乘上构件的 长度h从而得 出横向构件体积。 5.根据权利要求1所述的鼓楼参数化生成的目标性能优化方法， 其特征在于， 步骤三 中， 运用S PEA2遗传算法对选取案例进行多目标优化。 6.根据权利要求1 ‑5任一项所述的鼓楼参数化生成的目标性能优化方法， 其特征在于， 步骤三还包括： 分析优化结果， 确定优选方案， 输出优选方案模型、 技术图纸、 建筑与构件信 息报表。 7.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 该程序被处理器执 行时实现如权利要求1 ‑6任一项所述的鼓楼参数化 生成的目标性能优化方法。 8.一种电子设备， 其特 征在于， 包括： 存储器， 其上存 储有计算机程序； 处理器， 用于执行所述存储器 中的所述程序， 以实现如权利要求1 ‑6任一项所述的鼓楼 参数化生成的目标性能优化方法。 9.一种基于云平台的鼓楼参数化模型交 互方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤一、 用户通过 账号获取访问云端服 务器权限； 步骤二、 由云端服务器向用户提供鼓楼设计参数项， 用户通过输入一组鼓楼设计参数 范围， 云端服务器接 收用户输入的参数信息开启鼓楼自动生成模块， 为用户提供一组鼓楼 备选方案， 用户通过云端服务器线上浏览备选方案信息， 备选方案信息包括各方案的多视 角三维效果图； 步骤三、 云端服务器利用如权利要求1 ‑6任一项所述的一种鼓楼参数化生成的目标性 能优化方法； 云端服务器内置了鼓楼性能指标自动优化模块， 运用算法自动调节用户所输入的一组 鼓楼设计参数范围， 在开启鼓楼参数化模型自动生成功能的同时， 对鼓楼目标性能进行全 局寻优， 获取每个生成方案的构件模数化率和构架用材方量， 并筛选出每代鼓楼目标性能 前沿解方案集， 包括单目标性能最优方案和多目标性能权衡的最优方案；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115481459 A 3