Generating urban structures: a method for urban planning supported by multi-agent systems and cellular automata

• Autorzy: Koenig R.

Warianty tytułu

PL

Generowanie struktur urbanistycznych: metoda planowania urbanistycznego wspomagana przez systemy wieloagentowe i automaty komórkowe

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This work is based on the concept that the structure of a city can be defined by six basic urban patterns. To enable more complex urban planning as a long-term objective I have developed a simulation method for generating these basic patterns and for combining them to form various structures. The generative process starts with the two-dimensional organization of streets followed by the parceling of the remaining areas. An agent-based diffusion-contact model is the basis of these first two steps. Then, with the help of cellular automata, the sites for building on are defined and a three-dimensional building structure is derived. I illustrate the proposed method by showing how it can be applied to generate possible structures for an urban area in the city of Munich.

PL

Artykuł bazuje na założeniu, że struktura miasta może być zdefiniowana poprzez sześć podstawowych typów układów urbanistycznych. W celu umożliwienia bardziej kompleksowego planowania urbanistycznego, jako cel długoterminowy, Autor opracował metodę symulacyjną do generowania tych podstawowych układów i do przetwarzaniach ich w różne struktury urbanistyczne. Proces generatywny rozpoczyna się od dwuwymiarowej organizacji ulic oraz parcelacji wolnych obszarów. Dla realizacji tych dwóch pierwszych etapów podstawą jest odpowiedni system wieloagentowy. Następnie, z pomocą metody automatów komórkowych, wyznaczane są miejsca posadowienia budynków i tworzona jest przestrzenna struktura zabudowy. Zastosowanie proponowanej metody zostało tu zilustrowane na przykładzie symulacji dla obszaru zurbanizowanego miasta Monachium.

Słowa kluczowe

EN

multi-agent systems; cellular automata; generative design system; diffusion limited aggregation; diffusion-contact model; urban modeling

PL

systemy wieloagentowe (MAS); automat komórkowy; generatywne systemy projektowania; modelowanie urbanistyczne

• Wydawca: Wydawnictwo Uczelniane Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie
• Czasopismo: Przestrzeń i Forma
• Rocznik: 2011
• Tom: nr 16
• Strony: 353--376
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Koenig R.

• Bauhaus-University Weimar, Faculty of Architecture, Chair for Computer Science in Architecture

Bibliografia

• [1] Alexander C., 1965. “A City is not a Tree” Architectural Forum 1 58-62
• [2] Batty M., 2005 Cities and Complexity. Understanding Cities with Cellular Automata: Agent-Based Models, and Fractals (London, MIT Press)
• [3] Batty M., Lonlgey P., 1994 Fractal Cities: A Geometry of Form and Function (London, Academy Press)
• [4] Coates P., Derix C., Simon C., 2003, “Morphogenetic CA” in Proceedings of the Generative Art. Conference, Milan, http://www.generativeart.com/papersga2003/a27.htm
• [5] Coates P., Healy N., Lamb C., Voon W L, 1996, “The use of Cellular Automata to explore bottom up architectonic rules” in Eurographics '96 Eds J Rossignac, F Sillion (Blackwell Publishers)
• [6] Erickson B., Lloyd-Jones T., 1997, “Experiments with settlements aggregation modesl” Environment and Planning B: Planning and Design 24(6) 903-928
• [7] Feldt A., 1972 Community Land Use Game (New York, Free Press)
• [8] Flake W. Gary, 1998 The Computaional Beauty of Nature: Computer Explorations of Fractals, Chaos, Complex Systems, and Adaption (London, MIT Press)
• [9] Goldberg D. E., 1989 Genetic Algorithms in Search, Optimization and Machine Learning (Addison-Wesley, Boston)
• [10] Hillier B., Hanson J., 1984 The social logic of space, Reprinted paperback edition 2003 (Cambridge University Press, Cambridge)
• [11] Hillier B., Leaman A., Stansall P., Bedford M., 1976. “Space syntax” Environment and Planning B: Planning and Design 3(2) 147-185
• [12] Humpert K., 1992 Das Phänomen der Stadt: Berichte aus Forschung und Lehre. Arbeitsbericht des Städtebaulichen Instituts der Universität Stuttgart, Städtebauliches Institut, Stuttgart
• [13] Humpert K., 1997 Einführung in den Städtebau (Kohlhammer, Stuttgart)
• [14] Krawczyk R. J., 2002, “Architectural Interpretation of Cellular Automata” in Proceedings of the Generative Art Conference, Milan, 7.1 - 7.8, http://www.generativeart.com/papersGA2002/7.pdf
• [15] March L., Steadman P., 1971, The Geometry of Environment: An Introduction to Spatial Organization in Design (R.I.B.A. Press, London)
• [16] Mitchell W. J., 1990 The Logic of Architecture: Design, Computation, and Cognition, 6th ed., 1998 (MIT Press, London)
• [17] Portugali J., 2000 Self-Organization and the City (Springer, Berlin)
• [18] Resnick M., 1994 Turtles, termites, and traffic jams: Explorations in massively parallel microworlds (Addison-Wesley, Cambridge)
• [19] Russel S., Norvig P., 2002 Artificial Intelligence: A Modern Approach, 2nd ed. (Prentice-Hall, Englewood Cliffs)
• [20] Schaur E., 1992 Mitteilungen des Instituts für leichte Flächentragwerke: Ungeplante Siedlungen. Non-planned Settlements. IL 39 (Karl Krämer, Stuttgart)
• [21] Schweitzer F., 2003 Brownian Agents and Active Particles: Collective Dynamics in the Natural and Social Sciences: (Springer, Berlin)
• [22] Stiny G., Gips J., 1971, “Shape Grammars and the Generative Specification of Painting and Sculpture” in Proceedings of IFIP Congress 1971, 1460-1465
• [23] Teichmann K., Wilke J., (Eds) 1996 Prozess und Form „Natürlicher Konstruktionen“ (Ernst & Sohn, Berlin)
• [24] Toffoli T., Margolus N., 1987 Cellular Automata Machines: A New Environment for Modeling. (MIT Press, Cambridge)
• [25] Watanabe M. S., 2003, “The Induction Cities. Induction Design Project”, http://www.makotoarchitect. com/idc2000/index.htm (16. Januar 2007)
• [26] Watanabe M. S., 2002 Induction Design: A Method for Evoutiionary Design (Birkhäuser, Basel)
• [27] Wegener M., 2005, “Urban Land-Use Transportation Models” In GIS, Spatial Analysis and Modeling Eds D. Maguire, M. Batty, M. F. Goodchild, (ESRI Press, Redlands, CA) pp 203-220.
• [28] Witten T. A., Sander L. M., 1981, „Diffusion-Limited Aggregation, a Kinetic Critical Phenomenon” Physical Review Letters, 47(19) 1400-1403