Page 227 - 建筑结构设计理论及实践研究

第六章 建筑设计智能化技术 ◆

现了超越人工的最小重量的桁架设计。就桁架形状设计方面，Watson 等则将自
动设计算法集成在计算机设计组件中，通过集成拓扑优化和结构优化两方面实现
对桁架的生成设计。该方法可以产生大量的潜在设计方案以供筛选。Danhaive 为
屋顶几何体提供了一种自动生成的空间桁架设计方法。研究人员通过性能驱动算

法采样获得较高质量的样本，用于 VAE 的训练。该方法借助 VAE 实现了桁架高
维设计空间的生成，可以在不同的性能要求下完成生成任务。研究最终以上述算
法为核心提供了可视化的设计手段。
（四）基于生成式 AI 的施工组织设计

施工组织方案的设计和决策过程受到多要素的约束，涉及多方面内容，仅
凭人进行讨论和决策主观性不确定性高。随着技术进步在一些人工智能算法的协
助下有所改观，但仍有很多不足。复杂因素需要更高级的算法进行处理，生成式
AI 就是一个很好的选择。生成式 AI 算法在施工组织设计中的运用主要体现在现

场的布局设计和路线规划两个方面。就布局设计而言，生成式 AI 也可以根据有
关对象的空间关系和约束进行场地规划的布局设计，其依据为 3D 布局所需的语
义知识。Wei 等结合 BIM 开发了一种针对模块化结构的自动布局方法，该方法
在场地设计规则和参数的约束条件下完成功能区以及塔吊的布置。在场地的整体

布局规划基础上，各种设备的布置也是智慧工地建设的重要环节之一。Tran 等
提出了自动化生成传感器布置方案的技术，为这一问题提供了解决途径。该技术
可以结合已有场地的相关参数，生成满足条件的摄像头布置方案。生成式 AI 的
应用也为现场路径规划问题的解决提供了可靠的技术路线。一种可能的方法就是

直接生成轨迹，如蔡英凤等提出的一种基于自动生成技术的行车轨迹生成方法。
该方法直接返回轨迹结果，结果的准确性有待提高。另一种思路则可以将生成式
AI 与已有路径规划算法相结合，如 Ma 等提出的“CGAN+RRT”方法。该方法
构建一个 U-net 核心的生成器网络，训练后可推理路径经过不同区域的概率。之

后利用 RRT 技术在高概率区域生成一条具体的移动路径。与前一种方法相比，
这种方法大大提高了计算结果的准确性；而与传统的路径规划方法相比又节省
了大量的演算时间。除现场布局和路径规划外，生成式 AI 也有着协助现场进行
调配设计和资源管理规划的潜力。对于传统的建筑工地场景，罗彩清等设计了

一种依靠生成式 AI 进行资源调度的方案；在当前与 BIM 相结合的发展趋势下，
工地庞大的信息数据可以借助生成式 AI 的技术进行管理，采集到的图像信息可

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