Olimpik havuz plan  şeması tasarımında genetik algoritmaya dayalı bir model
Olympic pool plan design of a scheme based on genetic algorithm to model
Yazar: KADİR ÇALIŞIR
Danışman: DR. HAKAN TONG
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilişim Ana Bilim Dalı / Mimari Tasarımda Bilişim Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
İnsan genetiğinin çözümlenmesiyle birlikte biyoloji ve genetik alanında oluşan gelişmeler, beraberinde farklı disiplinleri de etkilemiştir. Bu disiplinlerden biri de mimarlık alanı olmuştur. Genetik mimarlık diye adlandırılan bu yaklaşım, mimari yapıların tasarım sürecini etkileyen kararların, gerçekte yaşayan bir canlı organizmanın gelişim sürecine benzer şekilde geliştiğinin öngörülmesidir. Genetik mimarlık yaklaşımı doğadaki evrimi örnek alarak bilgisayar ortamına aktarılan genetik bilgiler ve bu bilgilere dayanarak kullanılan algoritmalar ile yeni mimari plan kurgularının üretilmesi mümkün olmaktadır. Bu tez kapsamında yapılan çalışmadaki yazılımlar  Darwin'in evrim teorisinden esinlenerek oluşturulan evrimsel hesaplama tekniklerinden biri olan genetik algoritma yöntemi kullanılarak,   bilgisayar ortamında genetik algoritmaya dayalı olimpik ve yarı olimpik yüzme havuzu plan şeması geliştirilecektir.   
Olimpik ve yarı olimpik yüzme havuzlarının yerleşim planlarının daha etkin ve verimli kullanımı, onların tasarımına ve yerleşik düzendeki akış ilişkilerine bağlıdır. Bu ve benzeri tesislerin yerleşimindeki akış ilişkileri ve tasarım problemleri çözüm gerektiren problemlerdir. Bir arama ve optimizasyon yöntemi olan genetik algoritmaya dayalı yüzme havuzu salonlarının yerleşim planlarını oluşturmak için çalışma kapsamında öncelikle genetik algoritma kavramı hakkında bilgi verilmiştir. Genetik algoritmalarla ilgili mevcut literatür araştırması yapılmış ve çeşitli uygulama alanları incelenmiştir. Aynı zamanda genetik algoritmanın çalışma adımları,  parametre seçimi ve fonksiyon optimizasyonunun mimari alandaki etkinliği, örnekler verilerek çalışma kapsamında belirtilmiştir. Bu çalışmalarda yeni bir tasarım oluşturmak ya da var olan bir tasarım iyileştirilirken seçilen parametre değerleri ile sonuca gitmek yerine genetik algoritma kullanılarak tasarımın her bir parçasını ele alıp iyileştirme sürecinin nasıl yapıldığı incelenmiştir. 
Tezin üçüncü bölümünde, olimpik ve yarı olimpik yüzme havuzları plan şemaları ve mekansal özellikleri araştırılmış, mevcut yapıların planları şematik hale getirilerek elde edilen verilerle çalışma kapsamında oluşturulacak model için örnek teşkil edilmiştir.
Son bölümde önerilen modelin öncelikle akış şeması çıkarılmış, bu şemadaki adımlar takip edilerek bilgisayar ortamında modelin arayüzü oluşturulmuştur. Kullanıcı arayüzü kullanarak öncelikle yüzme havuzlarının mimari plan kurgusunun yapılacağı arazi seçimi için Google Map'ten yararlanılması öngörülmüştür. Arayüz programına Google map'in entegre edilmesinin iki ana sebebi vardır. Kullanıcının, modeli oluşturacağı alanı daha kolay belirleyebilmesi öncelikli sebebtir. Hem görsel olarak çalışma alanını görebilmekte, hem de belirlediği alanın koordinatları modele, doğru ve sağlıklı bir şekilde aktarılabilmektedir. Diğer sebeb ise, plan kurgusu oluşturulurken giriş akslarını belirlemektir. Kullanıcı uydu görüntüsü üzerinde ulaşım noktası ya da aksını daha kolay  belirleyebilmektedir. 
Programın arayüzü ASP .NET ortamında hazırlanmıştır. Modelin uygulanabilmesi için öncelikle harita üzerinde belirlenen sınırların ölçüleri veri tabanına aktarılmakta ve belirlenen ölçüler içerisinde program arazi ölçülerini, havuz tipini ve seyirci sayısı gibi belirlenen kısıtlarla tasarımcıya en uygun yüzme havuzu yerleşim planını ve boyutlarını sunmaktadır. Geliştirilen model ile gelecekte tasarlanacak olimpik  havuzların plan şemalarının daha sağlıklı ve daha hızlı bir şekilde üretilmesi sağlanacaktır.

Abstract:
With the disintegration of human genetics, the development of biology and genetic has effected along different disciplines. Architecture has been one of these disciplines. Instead of inanimate structure called genetic architecture aproach, it prescribed of architectural structures as living organism in reality. With the aproach of genetic architecture it has been possible to produce  new architectural forms  by taking example of evolution in nature, transferred genetic information to computer and using algorithms based on this information. The  software in the scope of work in this thesis used one of the evolutionary computation teqniques inspired by the Darwinian evolutionary genetic algorithm method. The relationship of genetic and genetic science will be explored in architecture within the scope of the natural sciences, olympic and semi-olympic swimming pool fiction architectural plans will be developed on computer.
To use more effectively and efficiently the settlement plans olympic and semi- olympic pools, depends on the flow relationship in their design and layout. The flow relationship of this and similar facilies residential and design problems are needed to be solved problems. In the work is given about the concept of genetic algorithm as priority to create the layout of the pool hall on genetic algorithm which based on a search and optimization methods. The research about the genetic algorithm has been made on the available literature and various applications of genetic algorithms were investigated. At the same time a solution example of the genetic algorithm process steps, choice of parameters and functional optimization given in the work.
At chapter two, have been utilized to provide constraint satisfaction problems under the work of thesis. Many problems in artificial intelligence can be modeled as constraint satisfaction problems. Therefore, the development of efficent solution methods for CPS's is a significant research problem. About constraint satisfaction problems, some algorithms have been reviewing to solve CPS and applied to the application problem.
Also in section two, it mentioned about the application of genetic algorithms in architectural desing.
As will be discussed extensively in the study, the genetic algorithm especially soultion space in large, transitory and in complex type of problems work according to the rules of probability simply due to the need of objective function seen successful results. Thus, much shorter in period of time they achive solution by making research. Based on the nature of evolution and genetic algorithms are used and transferred to a computer, it is possible to implement this process in the creation of architectural form. Genetic algorithm optimization problem solution are mentioned in the work of  Bentley and Wakefield in the design of solid objects using a genetic algorithm in 1995 and lastly in the M. Thakur and M. Kumari genetic algorithm using single-storey residential model application has been examined.
In the third section, olympic size swimming pool outlines the design criteria and examples that have been made will be given. Particularly planning the top venues in swimming pool, Here rather than being big or small the gym, good design and usable the space is very important for athletes and spectators. Also consideration of the first thing in the architectural planning stage of construction is to plan wet area. In this sport centers widely information are given about the criteria of location  on the dreassing area, toilet and wet areas which knows as shower parts. Location  must be made determining before the determination of constract  sports facilities. These criteria can be determined by technical and socio-cultural aspects of the assessment. The swimming pool facilities whether is a huge potential in this branch, is it a sufficient land for the audience capacity, will have international competition  or not, if it is then internaiton norms should be done, criteria such as making design according to the climatic conditions in the region are important factors to determine the location of the plant construction. Fiction plans of swimming pools created with this obtained information.
Finally, in this thesis, the model proposed first issued flowchart, after that following the steps in this scheme was created in computer interface models. The user interface is primarily to benefit from using Google Map to do the architectural plans for the selection of land intended layout pool. The integration of the Google map interface program has two main reasons. Firstly, the user can select the area to be easier to create the model, both can visually see the work area, as well as determine the coordinates of the area where the model can be transferred to the right and healthy way. Another one is created layout plans to determine the input shaft. So that users satellite access point on the image or can determine the axle easier. The program prepared in the .NET programming console, primarily borders set on the map trafferred to the database . The program will provide the most suitable alternatives to specified layout constrains such as the land measurements and number of spectators. The obtained results will provide better layout plans and rapid editing facilities to build a swimming pool in the future.