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谷歌智慧城市死了,基于机器学习的城市设计工具Delve活了!

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2021-01-05

Delve:

用于城市设计的机器学习工具


由于新冠疫情和经济等情况的影响,Google子公司Sidewalk Labs在去年正式关闭多伦多智慧城市项目计划。


该项目被称为Quayside,旨在将多伦多的滨水区转变为一个智能城市,提供自动驾驶汽车、智能垃圾收集、智能空气质量测量和供热街道等功能。


虽然智慧城市项目计划死掉了,但Alphabet的子公司Sidewalk Labs推出了一款基于云计算和机器学习的城市设计工具Delve,该工具可利用人工智能和机器学习等技术在几分钟内为城市发展创造“数百万种设计的可能性”。


如需获得Delve官网地址,请关注城市数据派微信号,并在微信号中输入“ 0104 ”,即可获得链接,可到Delve官网中联系使用



Delve的特色是什么?


从根源处发现更好的设计

Delve通过云计算和机器学习为城市开发团队赋能,设计出更好、更快并且风险更低的城市。


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打造整体上更好,可构建的设计

从密度、日照、舒适环境、基础设施等方面进行考量。

Delve探索了无尽的可能性,以揭示针对项目的优先级、约束条件和场地环境的最佳选择。


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数分钟而非数月的洞察

需要探索场地的可行性?您有新的设计需要评估?Delve提供即时反馈,并根据您的输入生成数千个新方案选项。


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更少的惊喜+更少的风险=更快的项目

Delve将预算和能源模型与每一个设计相结合,因此每个人都始终在同一个进度上。,在创纪录的时间内,做出由数据驱动的更智能的决策。


“大海捞针”式的比较和发现


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  • 可以查看优先结果评分

  • 一目了然的比较和权衡最主要的选项

  • 可以呈现类似的设计


实时与利益相关者保持一致


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  • 最受欢迎的最有前途的设计

  • 与您的团队讨论

  • 保持远程链接


深度的跨学科

Delve的多元化团队在房地产、科技产品、建筑和许多其他背景方面都拥有数十年的经验,并从在全球50多个城市中的生活和工作中获得见解。



Delve应用案例:

伦敦温布利公园项目


开发商Quintain最近使用Delve在伦敦附近的温布利公园一个占地12英亩的多功能开发项目中,设计了“按需建造”方案。Delve工具创建了24个高性能计划,超出了开发人员在日光,外部空间和房屋单元上的优先级。


伦敦温布利公园由开发商Quintain负责,Quintain执行董事Jason Margrave说到:“Delve在尊重游戏规则和我们设定的目标的基础上,提供了可行性的选择。在整个项目中,它无疑为我们提供了思考的机会。”


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在Quintain中使用Delve

Quintain是一家屡获殊荣的英国和爱尔兰房地产开发商,专注于创造人们喜欢居住的社区。2004年,Quintain获得了在温布利体育场周围开发85英亩土地的开发权。尽管这座体育场是一个曾经举办过奥运会和世界杯的具有历史意义的文化场馆,但它周围的场地并没有得到充分利用。

 

Quintain提出了一个新的温布利公园总体规划包含成千上万的新住宅和就业机会,以及对42英亩的公共空间的提升改造。温布利公园将成为英国最大的多户型住宅,由Quintain Living管理着6000多套住宅。


东北地区的土地

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温布利公园社区85英亩的总体规划效果图


在温布利公园东北的12英亩土地是最后一个被开发的地块。Quintain对这个地块有宏大的目标,需要一个能够满足多种空间和功能要求的设计。2016年和2019年的设计既没有提供足够的住房单元来实现项目的经济指标,也没有满足日照需求。虽然更高的建筑会增加更多的住房单元,但是它们会互相遮挡,并增加更高楼层的成本。


面对一个复杂问题的空间,Quintain求助于Sidewalk Labs的Delve工具来提供做出更好的决策的过程。


在平衡温布利公园生活质量的同时,最大化单位数量

Quintain有限公司应用Sidewalk Labs的生成设计软件Delve来计算,在最大程度减少采光和成本的影响上,提高项目建筑密度,解决了伦敦温布利公园东北地块12英亩土地的混合功能开发的复杂需求。


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通过使用Delve工具, Quintain已经生成、评估和优化了40000个不同的方案。这些方案从不同的方面增加了住房单元的数量(即单元数量),同时在现有基准设计的基础上保障环境质量。在为期8周的研究结束时,Delve提供了24个超过所有预期目标的高性能的方案设计,包括超出了居民在住房单元、可用建筑面积、采光通道、日照时长和对邻居采光影响方面的预期。


基础设计方案与高性能方案的比较

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这个设计作品证实了Delve可以提供多种高性能方案,增加密度、满足监管限制、在具有挑战性的场地上创造一个富有附近居民体验的场所。此外,Sidewalk Labs团队定制了Delve工具来反映项目特定的需求和Quintain的设计原则。


定义问题

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Delve解决了城市设计和开发的多维度的优化问题。首先,通过使用机器学习和计算设计,Delve提供了成千上万个设计候选方案。其次,Delve评估了这些不同的方案可能对关键指标和生活质量指标产生的多重影响。最后,Delve软件识别并评价出具有最佳性能的设计方案,并为每个方案提供详细的分析,提供给使用者。


来自Delve的3D效果图,展示了物理设计限制和Quintain的现有基准。


Delve将复杂的项目需求转化为优化问题。定义问题涉及到确定项目中的考虑因素和复杂性。一个典型的问题集包括:

  • 投入:将会变化或探索的物理设计和开发计划策略

  • 限制条件:验收必须满足的要求

  • 优化结果:表示成功的关键绩效指标

  • 标准:提供比较基础的基准设计


在与Quintain沟通协商后,Sidewalk Labs团队将这个问题定义为:

  • 投入:构建概念图、方案组合、街道网格配置和开放空间

  • 限制条件:提供3.5英亩的开放空间,遵守最大高度限制

  • 优化结果:住宅单元数量、建筑日照、地面层日照、邻近建筑日照、建筑成本和价值

  • 设计标准:Quintain从2016年到2019年的先前设计选项


在确定了问题后,sidewalks lab团队和Quintain准备应用Delve。


建立东北地块的土地利用模式

在启动会议和收到关键文件后,Sidewalk Labs团队将Quintain的场地信息,如现状公园、街道形状,以及需要的项目和建筑面积分别输入Delve。在项目开始的两周内,Delve工具在网站提供了几百个可在网站界面中查看的设计候选方案。


Sidewalk Labs团队和Quintain为了获得更好的单位效益、更高的性能以及控制造价进一步定制化的改进模型。在与Quintain密切合作的过程中,Sidewalk Labs开发并增加了几个新功能到Delve中,包括公寓布局、日照和项目造价模型。


生成公寓布局


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高性能设计方案中的一个公寓布局的例子


Quintain希望增加东北地区的住宅单元数量。虽然之前的计划设想的公寓数量为2400套,但Quintain相信该地块的密度可能更高。然而,要确保设计包含足够的单元,需要人工计算时间。


为了准确评估新设计的单位住宅单元,Sidewalk Labs团队增设公寓布局功能来解决此问题。输入所需单元组合和最小建筑面积,Delve自动将每一层划分为单独的单元。这样Quintain就可以了解设计是否提供了足够的单元,以及这些单元如何分配。


评估日照

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高性能设计方案中日照性能情况的一个例子


Quintain还希望为居民提供充足的日照,这是建筑内部体验质量的关键。更高的密度往往会导致临近高楼互相遮挡,从而阻挡太阳光摄入建筑内部。Quintain想要满足由垂直能见度(VSC)度量定义的日光射入的最佳效果。


Vertical Sky Component(VSC)测量从窗户的中心点到可以看见的天空,但不包括直射光线(例如.使用CIE阴天)。窗户达到27%或者更高的水平则被认为是提供良好的日光。VSC通常是从模型建筑物的外部查看,尤其适合在拥挤的城市环境中使用。


Sidewalk Labs团队在Delve中定制了模拟以测量VSC。结合公寓布局来深入评估每个单元的采光。Quintain可以看到高性能和低性能的区域,为建筑设计和立面改造提供反馈意见。


计算项目成本和价值

增加建筑高度可能会增加建筑成本。因此,为了更好地评估项目成本收益状况,Sidewalk Labs团队将成本和价值模型汇合一个电子表格。Quintain提供了项目和单元的价格,这与Delve的物理设计的特定元素有关。然后Delve可以基于建筑高度,建筑面积,景观和开放空间的数量评估方案的可行性(成本,收益和净利润)。


优化并分析成果

到合作的最后一周,Delve已经为东北地区提供了超过40000个方案。所有方案汇合在一份报告中作为最终交付成果与Quintain团队共享。在所有的研究中,24种方案在住房单元数量、日照、地面层日照时长和邻近建筑日照的影响等方面的性能均超过了Quintain之前的设计。


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案例研究中提出的高性能设计方案的比较


通过确定基地的关键物理设计策略,Delve的设计方案能够超越基准性能,包括将场地不规则形状的部分开发成高利用价值的庭院,使用更多规则的矩形体块增加日照摄入,并在特定位置增加建筑高度以限制对邻近开发的影响。


Quintain收到了为东北地区提供了多种设计方案,满足了挑战性宏大目标和复杂的设计要求。Delve允许在设计可能性和满足性能的基础上进行多维度方案探索,事实证明Quintain项目可以在保证环境质量的同时实现更高的效益。

 

Quintain获得了东北地区工地的多种设计方案,这些方案满足了具有挑战性的目标和复杂的要求。Delve允许在可能的设计选择和性能的许多方面探索成千上万的选择,并向Quintain表示,该项目可以在保持环境质量的同时实现更高的产量。




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