9博体育APP体育场看台参数化设计方法、系统、电子设备及存储介质pdf本发明公开了一种体育场看台参数化设计方法、系统、电子设备及存储介质，属于计算机辅助建筑设计领域。该方法包括：S1、在参数化平台中设置设计参数；S2、基于设计参数，依照绘图法求出看台剖面；S3、以剖面线按照看台内边线进行放样得到形态模型；按疏散规范进行观众座位布置，求出疏散通道与疏散口，得到座位布置；S4、精确分析每一个座位点的视线、将各种看台信息汇总至出图模块，进行二维图纸绘制和加工。本发明可用于体育场馆建筑设计的方案阶段，通过多样的参数选项覆盖体育场馆的大部分设计定制，快速获得满
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 113886923 A (43)申请公布日 2022.01.04 (21)申请号 2.4 (22)申请日 2021.10.09 (71)申请人 中南建筑设计院股份有限公司 地址 430071 湖北省武汉市武昌区中南二 路 (72)发明人 张慎辜文飞尹鹏飞孟凡凯 孟仲永 (74)专利代理机构 湖北武汉永嘉专利代理有限 公司 42102 代理人 钟锋黄帅 (51)Int.Cl. G06F 30/13 (2020.01) G06F 30/20 (2020.01) 权利要求书2页 说明书5页 附图6页 (54)发明名称 体育场看台参数化设计方法、系统、电子设 备及存储介质 (57)摘要 本发明公开了一种体育场看台参数化设计 方法、系统、电子设备及存储介质，属于计算机辅 助建筑设计领域。该方法包括：S1、在参数化平台 中设置设计参数；S2、基于设计参数，依照绘图法 求出看台剖面；S3、以剖面线按照看台内边线进 行放样得到形态模型；按疏散规范进行观众座位 布置，求出疏散通道与疏散口，得到座位布置； S4、精确分析每一个座位点的视线、 将各种看台信息汇总至出图模块，进行二维图纸 绘制和加工。本发明可用于体育场馆建筑设计的 方案阶段，通过多样的参数选项覆盖体育场馆的 A 大部分设计定制，快速获得满足设计规范要求的 3 看台建筑方案，并能结合各种性能分析模拟，提 2 9 6 供一定的深化能力，有利于方案和设计深化工作 8 8 3 的开展。 1 1 N C CN 113886923 A 权利要求书 1/2页 1.一种基于视线分析的体育场看台参数化设计方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、在参数化平台中设置设计参数，设计参数包括体育场功能、场地尺寸、看台观众座 位尺寸、设计看台视线升高差以及规范数据； S2、基于设计参数，依照绘图法求出看台剖面； S3、以剖面线按照看台内边线进行放样得到形态模型；按疏散规范进行观众座位布置， 求出疏散通道与疏散口，得到座位布置； S4、精确分析每一个座位点的视线、将各种看台信息汇总至出图模块，使用Rhino或者CAD进行二维图纸绘制和加工。 2.根据权利要求1所述的基于视线分析的体育场看台参数化设计方法，其特征在于，设 计参数分为可变类型和常数类型；可变类型的参数进行编组处理，通过看台层数的变化，增 加或者减少可调整的参数数量；常数类型给定默认值，通过构建参数的格式化，用以在设计 流程里快速生成和修改看台模型。 3.根据权利要求1所述的基于视线分析的体育场看台参数化设计方法，其特征在于，步 骤S2包括：指定一个初始台阶高度和高度增量，设定后一个台阶高度等于前一个台阶高度 加上增量的n次整数倍，如果满足剖面视线设计规则，则返回当前台阶高度，如果不满足规 则，则进行迭代直至满足规则并返回台阶高度；完成剖面视线设计后，得到全部台阶高度数 值，并生成满足剖面视线设计规则的剖面分析图。 4.根据权利要求3所述的基于视线分析的体育场看台参数化设计方法，其特征在于，剖 面视线设计规则包括视线升高差，视线升高差为视线与前一个台阶视高之间的竖直高 差，视线升高差标准由比赛场地与性质决定。 5.根据权利要求1所述的基于视线分析的体育场看台参数化设计方法，其特征在于，步 骤S3包括：将内边线以剖面信息偏移出全部看台台阶边线后编组，用双线成面的方式分别 建立台阶踢面和踏面处的曲面； 将台阶踢面内侧线偏移至人坐视平面点处，进行数据编组处理得到台阶线数据组9博体育官网，对 看台最外侧线进行切割，切割依据根据规范要求的两疏散纵走道间预定人数计算，切割操 作应去掉走道的宽度； 在布置疏散纵走道时，加入疏散口布置，平均布置疏散口上下半区的疏散人数，以保证 疏散效果； 将切割点投影至台阶线数据组中的每一根线，再对每根切割线进行按座椅长度等分， 以求出看台座位布局。 6.根据权利要求5所述的基于视线分析的体育场看台参数化设计方法，其特征在于，步 骤S4包括：收集看台台阶线数据组、看台座位布局的点数据组，将每一个点按照绘图法对场 地实际观察点进行视线质量分析，得到全局真实数据，并加以染色处理，形成图表分析。 7.根据权利要求1所述的基于视线分析的体育场看台参数化设计方法，其特征在于，步 骤S5包括：调用Rhino或CAD的绘图指令，按照绘图习惯进行出图加工，输出每层看台平面图 和指定方向的剖面图及视线.一种基于视线分析的体育场看台参数化设计系统，其特征在于，包括： 设置参数模块，用于在参数化平台中设置设计参数，设计参数包括体育场功能、场地尺 寸、看台观众座位尺寸、设计看台视线升高差以及规范数据； 2 2 CN 113886923 A 权利要求书 2/2页 视线设计模块，用于基于设计参数，依照绘图法求出看台剖面； 形态生成模块，用于以剖面线按照看台内边线进行放样得到形态模型；按疏散规范进 行观众座位布置，求出疏散通道与疏散口，得到座位布置； 视线分析模块，用于精确分析每一个座位点的视线质量状况； 自动绘制模块，用于将各种看台信息汇总至出图模块，使用Rhino或者CAD进行二维图 纸绘制和加工。 9.一种电子设备，其特征在于，包括一个或多个处理器以及存储器； 一个或多个程序被存储在存储器中并被配置为由一个或多个处理器执行，一个或多个 程序配置用于执行权利要求1‑7中任一项所述的基于视线分析的体育场看台参数化设计方 法。 10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，计算机可读存储介质中存储有程序代码， 其中，在程序代码运行时执行权利要求1‑7中任一项所述的基于视线分析的体育场看台参 数化设计方法。 3 3 CN 113886923 A 说明书 1/5页 体育场看台参数化设计方法、系统、电子设备及存储介质 技术领域 [0001] 本发明属于计算机辅助建筑设计技术领域，具体涉及一种体育场看台参数化设计 方法、系统、电子设备及存储介质。 背景技术 [0002] 随着数字化技术更多的用于设计，设计师面临的体育场馆的设计要求不断提高。 在体育建筑设计的过程中，由于很多设计项在规范层面互相制约，导致多数局部的小修改 会导致整个体育场馆面临重新复核的问题。由于现代体育建筑设计中，围绕舒适度的 性能分析将越来越细致，这些分析产生的修改会让体育场馆的整体变动十分频繁。但是体 育场馆的细节较多，对体育场馆重复调整的工作需消耗大量的时间和精力，且难以保证质 量。 发明内容 [0003] 针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种体育场看台参数化设计方法、系统、 电子设备及存储介质，用以解决体育建筑设计标准变高、设计周期更短、重复调整导致的时 间精力及设计质量跟不上的这一问题。 [0004] 为实现上述目的，本发明提供了一种基于视线分析的体育场看台参数化设计方 法，包括以下步骤： [0005] S1、在参数化平台中设置设计参数，设计参数包括体育场功能、场地尺寸、看台观 众座位尺寸、设计看台视线升高差以及规范数据； [0006] S2、基于设计参数，依照绘图法求出看台剖面； [0007] S3、以剖面线按照看台内边线进行放样得到形态模型；按疏散规范进行观众座位 布置，求出疏散通道与疏散口，得到座位布置； [0008] S4、精确分析每一个座位点的视线、将各种看台信息汇总至出图模块，使用Rhino或者CAD进行二维图纸绘制和加 工。 [0010] 在一些可选的实施方案中，设计参数分为可变类型和常数类型；可变类型的参数 进行编组处理，通过看台层数的变化，增加或者减少可调整的参数数量；常数类型给定默认 值，通过构建参数的格式化，用以在设计流程里快速生成和修改看台模型。 [0011] 在一些可选的实施方案中，步骤S2包括：指定一个初始台阶高度和高度增量，设定 后一个台阶高度等于前一个台阶高度加上增量的n次整数倍，如果满足剖面视线设计规则， 则返回当前台阶高度，如果不满足规则，则进行迭代直至满足规则并返回台阶高度；完成剖 面视线设计后，得到全部台阶高度数值，并生成满足剖面视线设计规则的剖面分析图。 [0012] 在一些可选的实施方案中，剖面视线设计规则包括视线升高差，视线升高差为视 线与前一个台阶视高之间的竖直高差，视线升高差标准由比赛场地与性质决定。 [0013] 在一些可选的实施方案中，步骤S3包括：将内边线以剖面信息偏移出全部看台台 4 4 CN 113886923 A 说明书 2/5页 阶边线后编组，用双线成面的方式分别建立台阶踢面和踏面处的曲面； [0014] 将台阶踢面内侧线偏移至人坐视平面点处，进行数据编组处理得到台阶线数据 组，对看台最外侧线进行切割，切割依据根据规范要求的两疏散纵走道间预定人数计算，切 割操作应去掉走道的宽度； [0015] 在布置疏散纵走道时，加入疏散口布置，平均布置疏散口上下半区的疏散人数，以 保证疏散效果； [0016] 将切割点投影至台阶线数据组中的每一根线，再对每根切割线进行按座椅长度等 分，以求出看台座位布局。 [0017] 在一些可选的实施方案中，步骤S4包括：收集看台台阶线数据组、看台座位布局的 点数据组，将每一个点按照绘图法对场地实际观察点进行视线质量分析，得到全局真实数 据，并加以染色处理，形成图表分析。 [0018] 在一些可选的实施方案中，步骤S5包括：调用Rhino或CAD的绘图指令，按照绘图习 惯进行出图加工，输出每层看台平面图和指定方向的剖面图及视线] 一种基于视线分析的体育场看台参数化设计系统，包括： [0020] 设置参数模块，用于在参数化平台中设置设计参数，设计参数包括体育场功能、场 地尺寸、看台观众座位尺寸、设计看台视线升高差以及规范数据； [0021] 视线设计模块，用于基于设计参数，依照绘图法求出看台剖面； [0022] 形态生成模块，用于以剖面线按照看台内边线进行放样得到形态模型；按疏散规 范进行观众座位布置，求出疏散通道与疏散口，得到座位布置； [0023] 视线分析模块，用于精确分析每一个座位点的视线] 自动绘制模块，用于将各种看台信息汇总至出图模块，使用Rhino或者CAD进行二 维图纸绘制和加工。 [0025] 一种电子设备，包括一个或多个处理器以及存储器； [0026] 一个或多个程序被存储在存储器中并被配置为由一个或多个处理器执行，一个或 多个程序配置用于执行上述的基于视线分析的体育场看台参数化设计方法。 [0027] 一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有程序代码，其中，在程序 代码运行时执行上述的基于视线分析的体育场看台参数化设计方法。 [0028] 本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果： [0029] 本发明可用于体育场馆建筑设计的方案阶段，通过多样的参数选项覆盖体育场馆 的大部分设计定制，快速获得满足设计规范要求的看台建筑方案，并能结合各种性能分析 模拟，提供一定的深化能力，有利于方案和设计深化工作的开展。 附图说明 [0030] 图1是本发明实施例的体育场看台参数化设计方法流程图； [0031] 图2是建筑设计资料集给出的视线是本发明实施例的一种参数模块输入面板示意图； [0033] 图4是本发明实施例的视线是本发明实施例的形态生成流程示意图； [0035] 图6是在图4基础上的形态生成功能中的座位布置示意图； 5 5 CN 113886923 A 说明书 3/5页 [0036] 图7是本发明实施例的视线分析流程示意图。 具体实施方式 [0037] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要 彼此之间未构成冲突就可以相互组合。 [0038] 本发明实施例的基于视线分析的体育场看台参数化设计方法，如图1所示，包括以 下步骤： [0039] 1)在Grasshopper等参数化平台中集中设置设计参数，设计参数包括体育场功能、 场地尺寸、看台观众座位尺寸、设计看台视线升高差(以下简称设计C值，详见图2，X表示首 排至视点水平距离，d表示排深，C表示视线升高差，h表示中国平均坐视高度h＝ 1150mm，后排座位的视线越过前排座位头顶的交点与前排座位视点之间的高度差，即 为后排座位的视线升高差)以及常见规范数据等。 [0040] 设置设计参数由设置参数模块完成，具体如下： [0041] 设置参数模块，将常见参数分为可变类型和常数类型，并通过面板收集整合。可变 类型的参数进行编组处理，通过看台层数的变化，增加或者减少可调整的参数数量；可变参 数包括看台的层数、每层台阶级数、每级台阶高度和宽度、每层台阶与下一层台阶之间的高 差、设计C值等参数。常数类型给定默认值，通过构建常见参数的格式化，用以在设计流程里 快速生成和修改看台模型。 [0042] 2)将参数传递至视线设计模块，按照绘图法求出看台剖面。 [0043] 按照绘图法求出看台剖面由视线设计模块完成，具体如下： [0044] 视线设计模块，使用建筑设计规范和资料集里提供的视线设计方法：绘图法，采用 C#编写的循环语句进行计算机自动作图。在使用绘图法时，考虑到装配式工艺，将台阶高度 和高度增量取整到设计和施工允许范围，具体方法为：指定一个初始台阶高度/高度增量 (默认为300毫米/5毫米)，在程序进行求解后一个台阶高度值循环时进行验证，设定后一个 台阶高度等于前一个台阶高度加上增量的n次整数倍，如果满足剖面视线设计规则(视线升 高差：视线与前一个台阶视高之间的竖直高差，视线升高差标准由比赛场地与性质决 定)，则返回当前台阶高度，如果不满足规则，则进行n+1迭代直至满足规则并返回台阶高 度。最终完成剖面视线设计，并得到全部台阶高度等数值，通过调用Rhino和Grasshopper命 令自动绘制剖面分析图。 [0045] 在迭代设计过程中，输出的台阶高度信息可以进行人工干预，调整细节之后以列 表的形式加入输入端，程序会以新的台阶高度信息重新生成满足剖面视线设计规则的剖面 分析图。 [0046] 3)将看台剖面传递至形态生成模块，以剖面线按照看台内边线进行放样得到形态 模型；按疏散规范进行观众座位布置，求出疏散通道与疏散口，得到座位布置。 [0047] 形态模型和座位布置，由形态生成模块完成，具体如下： [0048] 形态生成模块，采取将内边线以剖面信息偏移出全部看台台阶边线后编组，用双 线成面的方式分别建立台阶踢面和踏面处的曲面。 6 6 CN 113886923 A 说明书 4/5页 [0049] 将台阶踢面内侧线偏移至人坐视平面点处，进行数据编组处理得到台阶线数据 组，对台阶线数据组最后一根线(看台最外侧线)进行切割，切割依据根据规范要求的两疏 散纵走道间40人计算，切割操作应去掉走道的宽度。在布置疏散纵走道时，加入疏散口布 置，平均布置疏散口上下半区的疏散人数，以保证疏散效果。将切割点投影至台阶线数据组 中的每一根线，再对每根切割线进行按座椅长度等分，以此方式求出看台座位布局。 [0050] 4)将观众座位布置数据传递至视线分析模块，精确分析每一个座位点的视线] 分析视线质量由视线分析模块完成，具体如下： [0052] 视线分析模块，收集看台台阶线数据组、看台座位布局的点数据组，将每一个点按 照绘图法对场地实际观察点进行视线质量分析，得到全局真实数据，并加以染色处理，形成 图表分析。该视线分析结果比资料集中采用的5点取样‑剖面分析方法的准确度和全面性更 高。 [0053] 5)将各种看台信息汇总，使用Rhino或者CAD进行二维图纸绘制和加工。 [0054] 使用Rhino或者CAD进行二维图纸加工由自动绘制模块完成，具体如下： [0055] 自动绘制模块，收集步骤1)至步骤3)中的数据，调用Rhino或CAD的绘图指令，按照 绘图习惯进行出图加工，输出每层看台平面图和指定方向的剖面图及视线] 本实施例利用rhino+grasshopper参数化平台处理设计流程，用C#整理数据源和 处理循环。以输入的看台内场轮廓线和外围轮廓线作为已知参数，看台的层数、每层台阶级 数、每级台阶高度和宽度、每层台阶与下一层台阶之间的高差、设计C值等参数作为可变参 数，建立数字化模型，便于设计阶段的修改和调整，对数据源的编组将使得参数调整更方便 易用。可用于体育场馆建筑设计的方案阶段，通过多样的参数选项覆盖体育场馆的大部分 设计定制，目的在于快速获得满足设计规范要求的看台建筑方案，并能结合各种性能分析 模拟，提供一定的深化能力，改变现有的“因为投标时间太短而套用往常项目平面”的设计 模式，有利于方案和设计深化工作的开展。 [0057] 图1是设计方法的流程示意图，是基于Rhino+Grasshopper参数化平台、利用C#进 行二次开发的体育建筑智能设计工具集软件(以下记为“eclipse”)针对体育场馆看台的参 数化设计方法，包括以下步骤： [0058] S1：利用eclipse提供的设置参数模块输入面板，如图3所示，定义设计参数(包括 体育场功能、场地尺寸、看台观众座位尺寸、设计C值以及常见规范数据等)，通过点击面板 左侧加减号，增加或减少看台层数，通过双击面板，修改具体参数数值； [0059] S2：利用eclipse的视线设计模块，输入设置参数模块的数据信息，定义看台的起 始点坐标、设计看台剖面与跑道交点坐标，通过C#二次开发定义视线与视点求值函数的迭 代运算，并调用Rhino的绘制函数生成矢量线条，得到看台剖面与视线：利用eclipse的形态生成模块，输入看台剖面相关数据及看台内边线，用双线 成面的方式分别建立台阶踢面和踏面处的曲面。如图5所示；根据疏散规范通过C#二次开发 定义座位布置函数的迭代运算，自动布置座位，如图6所示； [0061] S4：利用eclipse的视线分析模块，精确分析每一个座位点的视线质量状况，可得 到观赛区范围内任意识别物点到所有看台视点的C值分布和视距分布情况，如图7所示； [0062] S5：利用eclipse的自动绘制模块，调用Rhino或CAD的绘图指令，输出每层看台平 7 7 CN 113886923 A 说明书 5/5页 面图和指定方向的剖面图及视线] 本发明还提供一种用于实现上述体育场看台参数化设计方法的基于Rhino+ Grasshopper的视线分析的体育场看台参数化设计系统，包括： [0064] 设置参数模块，用于在参数化平台中设置设计参数，设计参数包括体育场功能、场 地尺寸、看台观众座位尺寸、设计C值以及规范数据； [0065] 视线设计模块，用于基于设计参数，依照绘图法求出看台剖面； [0066] 形态生成模块，用于以剖面线按照看台内边线进行放样得到形态模型；按疏散规 范进行观众座位布置，求出疏散通道与疏散口，得到座位布置； [0067] 视线分析模块，用于精确分析每一个座位点的视线] 自动绘制模块，用于将各种看台信息汇总至出图模块，使用Rhino或者CAD进行二 维图纸绘制和加工。 [0069] 本发明还提供一种电子设备，包括一个或多个处理器以及存储器；一个或多个程 序被存储在存储器中并被配置为由一个或多个处理器执行，一个或多个程序配置用于执行 上述的基于视线分析的体育场看台参数化设计方法。 [0070] 本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有程序代 码，其中，在程序代码运行时执行上述的基于视线分析的体育场看台参数化设计方法。 [0071] 需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个步骤/部件拆分为更多步 骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件， 以实现本发明的目的。 [0072] 本领域的技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制 本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本 发明的保护范围之内。 8 8 CN 113886923 A 说明书附图 1/6页 图1 9 9 CN 113886923 A 说明书附图 2/6页 图2 图3 10 10 CN 113886923 A 说明书附图 3/6页 图4 11 11 CN 113886923 A 说明书附图 4/6页 图5 12 12 CN 113886923 A 说明书附图 5/6页 图6 13 13 CN 113886923 A 说明书附图 6/6页 图7 14 14
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