Tip imar yönetmeliğine uygun vaziyet planı üreten bir yapay zeka destek sistemi
An artificial support system to generate proper site plans for the implementation of standardized building and zoning regulation
Yazar: MURAT ÇAĞLAR BAYDOĞAN
Danışman: PROF. DR. SİNAN MERT ŞENER
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Mimari Tasarım Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Mimarlık = Architecture
Dizin: Kent imar planı = Urban reconstruct plan ; Kentsel tasarım = Urban design ; Mimari tasarım = Architectural design ; Yapay zeka = Artificial intelligence

Özet:
Günümüz koşullarında, Türkiye?de Tip İmar Yönetmeliğinin (TİY) kent planlamaya ve mimari tasarıma olan etkileri tartışmaya açık bir konudur. Tip imar yönetmeliğinin Türkiye?deki kentleşmeye olan etkileri, uygulama biçimi, işleyişi, geçerliliği bu tez çalışması kapsamında tartışılmayacaktır. Çalışma günümüzde var olan bu durumun değerlendirilmesini kolaylaştırmak amacındadır. TİY? in ve türevi olan imar planı yönetmeliklerinin tasarımcılara (mimarlar ve şehirciler) getirdiği yükü hafifletmek, hesaplardan kurtarmak, farklı çözüm olasılıklarını görmelerini sağlamak, zaman kaybını azaltmak ve en önemlisi; daha sonra oluşacak yapılaşma şartlarını ve alternatiflerini tasarımcılara göstermek çalışmanın hedefleri kapsamındadır. 
Konutlar için yerleşim planları için tip imar yönetmeliği şartlarında, doğru yerleşimi bulacak, yoğunluk hesaplarını- (E (emsal), Hmax, TAKS ve KAKS hesaplarını) yapabilecek ve sonuçta çıkan kütle büyüklüğü ve kat adedini gösterebilecek bir program ortaya çıkarmak ve çalışırlığını örnek alan üzerinde sınamak tezin bilimsel yöntemini oluşturmaktadır. Ayrıca yukarda sayılan matematiksel problemlerin optimizasyonunu sağlayan program oluşturmak günümüzdeki ?imar?la ilgili durumun pozitif yönde geliştirilmesi için gereklidir. 
Çalışmanın içeriği tasarım, TİY, ve yapay zeka eksenindedir. Tasarım süreci, bu süreçte karşılaşılan güçlükler, TİY?nin getirdiği şartlar ve kısıtlamalar ikinci bölümde yer almaktadır. 
Üçüncü bölümde; mimari tasarımda optimizasyon problemlemi çözümlerine ilişkin temel kavramlar; yapay zeka, sürü zekası, ABC algoritmasına ilişkin bilgiler verilmiştir. 
Optimizasyon (en iyileme) yapan ABC algoritmasının oluşturulma süreci, oluşturulması için gerekli bilgiler ve programın mantığı dördüncü bölümde aktarılmıştır. Program içerisinde yer alan; kurallar, kısıtlamalar, işlemler, fonksiyonlar açıklanmıştır. Diğer bir deyişle; problemin ABC algoritması kullanılarak çözümüne ve oluşturulan programa ilişkin tüm bilgiler bu bölüm içerisinde yer almaktadır.
Oluşturulan programın çıktılarının konvansiyonel sistemlerle üretilmiş vaziyet planları ile karşılaştırılması, çıkan sonuçların değerlendirilmesi, genel sonuçlar ve geleceğe dönük çalışmaların neler olabileceği konusu sonuç ve değerlendirme bölümü içerisinde ele alınmıştır. 
Tip imar yönetmeliği uygulaması üzerine oluşturulan programın üretkenliği (çeşitliliği, farklı alternatiflere ulaşma, matematiksel hesapların doğruluğu) ve hızı konvansiyonel yöntemlere kıyasla daha yüksek bulunmuştur. 
Bilimsel anlamda, Türkiye?de günümüze kadar kentsel ölçekteki alanlara ilişkin sorunların veya olanakların keşfedilmemesi, Türkiye?de hala tartışılan TİY?nin yerleşim alanlarında oluşturduğu durumun korunması/düzeltilmesi/değiştirilmesi üzerine geliştilen fazla çalışma olmaması da TİY üzerine oluşturulan tezin geçerliliğini ve gerekliliğini dikkat çekmektedir. 
Sonuç itibariyle bu tez çalışması, imar sistemi ve kuralları üzerine oluşturulan algoritmanın üretkenlikliğini test etmiştir. Gelecekte, kentsel alan ve imar üzerine daha geniş ölçekte ve teknolojilerin değişmesiyle daha farklı alternatiflerin oluşturulan programa eklenmesi kaçınılmazdır.

Abstract:
In Turkey, the effects of the Standardised Building and Zoning Regulation (SBZR) on the urban planning and architectural design have been very arguable recently. The questionable aspects of the SBZR (its effects on urbanisation, way of practise, mechanism, effectiveness etc.) are left out of the framework of the thesis; instead, providing an easier way to evaluation of current situation is the main goal of the thesis.
With the computers and technological advances designers can collect data easily, able to operate them without leeway and offer their designs. Nowadays computer programs are beyond being a helpful tool in designing process, have a major role on developing designing alternatives. In architectural design process computer programs have a supporting role in designing in several ways. If it is considered that the design process is a complex process it?s obvious that computer technologies and programs contribute ?designing? in terms of time. 

The effects of the Standardized Building and Zoning Regulation (SBZR) on the urban planning and architectural design have been very arguable recently based on current building conditions in Turkey. The effects of the Standardized Building and Zoning Regulation to the urbanization, its mode of application, and validity are not within the scope of this study. The questionable aspects of the SBZR (its effects on urbanization, way of practice, mechanism, effectiveness etc.) are left out of the framework of the thesis; instead, providing an easier way to evaluation of current situation is the main goal of the study. The designed algorithm would provide a vision for practical results of Standardized Building and Zoning Regulation through manipulations on the parameters, contribute to the end product and accelerate the design-calculation processes. The method of the study is to design the software which finds the right place for placements of enclave plans which is according with SBZR, makes density calculations- (E(emsal, Hmax, FSI, GSI calculations) and presents the resulted block size and the number of storeys. 

Design is a problem with many inputs. In architectural design, there are a lot of data areas which provides input for building shape formation.

Architectural design is; unimaginable without objective criteria such as environment criteria, user requests, zoning regulations, density, building type, building class (m2-based), largeness of the mass and placement effects the decisions. Because of this it becomes necessary for a system which supports the site plan decisions. In taking placement decisions process (when starting the design), designer inputs, criteria and working with a support system has transparent for data it will be possible for getting successful results.
In this study the main goal is to design the software on site-plan placements. Guide are for island scale, on the area to be used as a residential area, site plan of spatial organization, placement and depending zone regulations on the area, the algorithm has been developed to produce appropriate solutions. When making architectural designs the most difficult problem is site-plan decisions, with this software purposes to help designers with alternative site plan decisions.

With the software prepared by this study, the goals are;

-	Directing designers with the mass largeness,

-	Providing advice to suitable mass calculations, E (emsal) (density regulations), Hmax  (height zoning), KAKS and TAKS which is a very time-consuming process.

-	Showing the area calculation, elevation and similar calculations which must be written on placement plan.

-	Helping the designer to see plan alternatives.

-	Showing different site plan schemas in a short time.

-	With the program making mass placement or planning in an order, obtaining two-dimensional suggestions in a short time

-	Suggesting suitable placement order and storey heights to the designers

-	Making changes easily in distances between units and neighbors
The thesis aims to ease planning and design process determined by the SBZR and other regulations, to get rid of quantitative works, to see alternative solutions, to reduce time looses, and the most importantly to present the building and constructing instructions and alternative solutions for new buildings to the designers.
To do this, designing and operating a computer programme that is expected
-to define the suitable location in the plot,
-to determine the dimensions and the number of storeys due to the building limitations of the SBZR (maximum size of the building on ground level, maximum size of construction, maximum height etc.) and
-finally to show the building proposals with the size and heights
is targeted for the situation plans of housing areas in urban settlements. A programme that necessitates the optimising of the mathematical problems mentioned above is needed to improve the current problematic situation of the building and construction area.
Design, SBZR and artificial inteligence are the main contents of the thesis. Design process, the difficulties that are faced in design process and the instructions and limitations of the SBZR take place in 2nd chapter. The 3rd chapter consist of the knowledge on artificial intelligence, swarm intelligence, ABC Algorithm that are the basic concepts of optimising problem-solving in architectural design. In 4th Chapter, the generation process of artificial inteligence that is able to optimism, the necessary information and the logic of the programme are given together with rules, limitations, progress and functions of the programme. In other words, all information about solution of the problem and the proposed programme using the ABC algorithm is provided in this chapter.
The thesis is concluded with;
-the comparison of the outputs of the proposed a programme to the situation plans produced by conventional systems,
-evaluation of results,
-formulating the results and
-arguing about the further studies
in last chapter.
According to the comparison, the productivity (variety, reaching more alternatives, accuracy of the mathematical operations) of the algorithm based on the SBZR is found higher than the conventional methods. 
In scientific manner, by means of the facts that the problems and potentials of the urban areas have not been analysed and discovered enough and there is not satisfactory researches on protecting/correcting/changing the situation of the housing areas mainly shaped by SBZR, the demand for and validity of the thesis is approved.
This thesis tests the productivity of the artificial inteligence mainly formed according to the building and construction system and its instructions. In the future, It is obvious that new options and alternatives will be improved for this programme by the innovations in technologies focusing on larger-scale urban and development problems.