التصميم الحضري وبرمجيات الحاسوب استخدام برنامج CityCAD في التصميم الحضري وتخطيط المدن وإدارة معلومات البنى التحتية

77

بقلم :د. عماد هاني العلاف

تعتبر عملية تخطيط المدن الحديثة وتصميم المناطق الحضرية عملية مهمة ومعقدة تتضمن خطوات تحضيرية ودراسات مهمة وجوانب عملية تطبيقية مركبة وتحتاج إلى توفير متطلبات هندسية وخدمية متقدمة وتحليل ودراسة تفاصيل البنى التحتية مع وضع مقترحات وسيناريوهات تقدم حلولا ناجعة للمصاعب والعقبات المتعلقة بالعملية وفقراتها ككل.

ومن جهة أخرى، فقد شهد العالم خلال السنوات الماضية نهضة علمية متقدمة تتمثل بتوظيف برمجيات الحاسوب في حقول المعرفة المختلفة ومنها البرمجيات المتخصصة في حقل التصميم والتخطيط الحضري، فقد قدمت الكثير من الشركات المنتجة للبرمجيات عددا من هذه البرامج لغرض استخدامها في حقل التصميم والتخطيط الحضري، ومن هذه البرامج المعروفة والمعتمدة يمكن استخدام , ArcMap, AutoCAD, 3DSMAX, Sketch up وغيرها من البرامج العامة واسعة الاستخدام.

وبالرغم من امكانياتها فأن مثل هذه البرامج لا تقدم الخدمات والمتطلبات الخاصة بحقل التخطيط الحضري إلا في المخططات العامة أو بعض التفاصيل المحددة، عليه، فقد قامت بعض الشركات وكمحاولة لتغطية وسد حاجة المصممين والمخططين والمستخدمين لهذا الحقل المهم بتقديم برامج متخصصة تعمل على تحقيق الحد الأعلى من أهداف عملية التصميم والتخطيط لغرض تسهيل إجراءات وضع المقترحات والبدائل المناسبة وبصورة احترافية وسريعة.

البرمجيات الأبرز الموظفة للتخطيط الحضري وتصميم المدن:

تتوفر حاليا عددا من البرامج المتخصصة في حقل التخطيط الحضري وتصميم المدن وتحليل المعلومات المتعلقة بها، تختلف في الهدف الرئيسي من إنشائها، كما تتباين في إمكانياتها وقدرتها على توفير الأوامر والمزايا التي يحتاجها المصمم أو المستخدم. وبصورة عامة يمكن تقسيمها إلى قسمين رئيسيين؛ القسم الأول برمجيات عامة تقدم خدمات محددة كإنشاء شبكة الطرقات وحركة المرور وما يتعلق بها كبرنامج UC-win Road أو البرمجيات الخاصة بالتحاليل البيئية أو المعلوماتية كبرنامج UrbaWind وبرامج إنشاء والتعامل مع المجسمات ثلاثية الأبعاد الخاصة بالمناطق الحضرية كبرنامج TownScope . اما القسم الثاني فيوفر معظم ما سبق في برنامج واحد، ومن أبرزها برنامج Autodesk Infrastructure Design Suite  وبرنامج CityCAD .

سيتم ادناه التعريف بإمكانيات ومزايا برنامج CityCAD باعتباره أحد البرامج المهمة في حقل تصميم المدن وتخطيط المناطق الحضرية وإدارة المعلومات المتعلقة بها، والجدول-1 يوضح بعضا من توجهات وأهداف المصممين والبرمجيات التي توفر إمكانيات تحقيقها.

المزايا الرئيسية لبرنامج CityCAD :                   

 CityCAD هو برنامج تصميم وتخطيط المواقع والمناطق الحضرية بمساعدة الحاسوب ولمساحات من 1 إلى أكثر من 200 هكتار. وعلى النقيض من أدوات برمجيات الـ CAD الأخرى فقد تم إنشاء CityCAD خصيصا لاحتياجات تصميم المدن والتخطيط المتكامل مع إمكانية تحليل شامل للمدن الكبيرة في مراحل التصميم الأولى، إذ يسهل كثيرا عملية وضع المسودات والرسم الأولي وتحليل المخططات الأساسية Master plans للمناطق الحضرية، ويساهم في تحسين إنتاج مشاريع تصميم وتخطيط وتنمية المدن.

يعمل البرنامج على اختصار وقت وجهد فريق العمل ويوفر وقتا أكثر لعملية تحسين التصميم، إذ يجعل من السهل توصيل الأفكار معقدة التصميم في عمليات إعداد وتصميم المخططات الأساسية للمدن، ويقوم البرنامج بالكشف عن الأخطاء وبشكل مسبق وتوضيح اثر سوء قرار المخطط الذي قد يؤدي إلى سوء صرف أو الهدر والزيادة في الكلف في مرحلة مبكرة، كما يمّكن من استيراد خرائط مخططات الأساس ورسم المخططات الخاصة بالمصمم، مع إمكانية تصدير النموذج في صيغ وبيانات تتعامل مع البرمجيات الهندسية المختلفة لغرض إجراء التحليلات الأكثر تفصيلا في وقت لاحق أثناء عملية التصميم. وبالرغم من الحقيقة التي تقول انه لا يمكن أن يقوم برنامج حاسوبي أبدا باتخاذ القرارات حول الحكم على البدائل والمقترحات المتعلقة بالتصاميم والسيناريوهات، إلا انه هناك مجموعة من الطرق التي يمكن أن يقوم البرنامج برفع مستوى هذه التصاميم للأغراض المطلوبة منها.

الهدف الرئيسي

البرمجيات

Visual Communication Google Sketchup

AutoCAD

 3DSMAX

Google Earth

Google MapsComputerizing Urban DesignGeographical Information System (GIS) Pedestrian ModelingDepthmap

 Simwalk

 Legion

PERS

PAXPORTNoise MappingCadnaA

Mithra

Lima

PredictorThermal and Wind Analysis (CFD) ENVI-met

TownScope

Flovent (CFD)

Fluent (CFD)

EcotectCity Information ModelingCityCAD

City Engine

GISUrban Design & Virtual EnvironmentCryEngine

Unreal Engine

جدول-1  نماذج من برمجيات التصميم الحضري وتخطيط المدن

بداية البرنامج: ‘By Design’ 

في عام 2000 قامت الحكومة البريطانية بنشر تقرير حول التصميم الحضري وتخطيط المدن (By Design – Urban Design in the Planning System – Towards Better Practice)، والذي قدم عددا من الإرشادات والتوجيهات حول التصميم الحضري الجيد والكفوء، مع توصيف للاحتياجات الضرورية لهذا الحقل متضمنا أهداف المتخصصين فيه، الاستمرارية والانغلاق، صفات ونوعية المجتمع، شبكة الحركة وتسهيلاتها، الوضوحية، التكيف والتنوع، وغيرها. كما اشتمل التقرير على معلومات عن جوانب التطوير والتي من الضروري أخذها بالاعتبار كالهيكل الحضري العام، وتصميم الفضاءات الخارجية، والكثافة وعمليات الدمج،  والكتل والارتفاعات.

001

002

شكل-1 الواجهة الرئيسية لبرنامج CityCAD

وكضرورة ملحة لمثل هذه العوامل المهمة تم إنتاج البرنامج عام 2005 من قبل شركة Holistic City Ltd الواقعة في لندن-انكلترا، كوسيلة تسهل على المصممين والمخططين عملية وضع المسودات الأولية والمقارنة بين البدائل المتعلقة بالمخططات والتصاميم الحضرية المتنوعة والمختلفة، شكل-2.  وقد سبق ظهور البرنامج بشكله الحالي عدد من المراحل المتعاقبة، إذ ابتدأت الشركة ببرنامج صغير الحجم (قابل للتحميل المجاني حاليا من موقع الشركة) يدعى Streetscape يتعامل مع مقاطع ومخططات الشوارع المختلفة. وفي عام 2012 قامت الشركة بإضافة تحديث مهم إلى البرنامج بتوفيرها حزمة نمذجة معلومات المدينة CIM (City Information Modeling) أسوة ببرمجيات نمذجة معلومات المباني BIM .

003

شكل-2 تحديد خاصية الاستمرارية والانغلاق من خلال شروع المصمم برسم الشوارع والفضاءات

ومن أهم مزايا البرنامج تعامله مع ملفات برمجيات الرسم بالحاسوب مع إمكانية تصدير الملفات واستيرادها منها كبرنامج AutoCAD or Microstation وبشكل خاص برمجيات GIS (Geographic Information System).

إن أهمية البرنامج تكمن في قدرته على إنشاء مجسمات ثلاثية الأبعاد مبسطة وبصورة سريعة للمناطق الحضرية مع سهولة إمكانية فحص خيارات التصميم المنجز. ويمكّن البرنامج المستخدم من إنشاء أكثر من نموذج مجسم إذ يقوم البرنامج بتقدير وتخمين وإدارة معلومات كبيرة جدا تتعلق بعملية التخطيط والتصميم، تتضمن: حسابات مساحة الأرض، نسبة عدد الوحدات السكنية، الكثافة السكانية، نسبة ومساحة مناطق وقوف السيارات والدراجات، استخدام الأرض، مساحة المناطق المفتوحة وغيرها. كما يمكن تضليل وتلوين أجزاء المجسم حسب المتغيرات المتعددة، فعلى سبيل المثال يمكن تضليل الطرق حسب كثافتها أو درجة وصوليتها، مما يعمل على تسهيل عملية تحديد وتصنيف شبكة الحركة بأنواعها ضمن المخطط الأساس، شكل-3.

004

شكل-3 تحديد وتعريف المسارات قليلة الكثافة من خلال التدرج اللوني

يساعد البرنامج في تحقيق أعلى معايير الاستدامة للتصميم والجودة وتحسين المعيشة، ويعمل على تقليل التكاليف وتحسين الإنتاجية. ويمكن تلقيم الافتراضات والمعايير المسبقة الاتفاق بين المطورين وسلطات التخطيط المختلفة، كمتطلبات مواقف السيارات، توليد رحلة المركبات، الملكية وحجم الدور السكنية وغيرها مع إمكانية إدارة وتحديث المعلومات آليا بالتزامن مع عملية التفحص واستكشاف خيارات التصميم. يوفر البرنامج أيضا إمكانية حساب افتراضات الكلفة ومقدار أهمية العنصر وتحديد معدلاتها بالمتر المربع أو نسبة إلى الوحدة الواحدة، والتي تستخدم لتوفير المعلومات الخاصة بمساهمات وتدخلات عملية التخطيط، إذ يمكن مثلا حساب وفحص تأثير مستويات مختلفة من ضرائب البنى التحتية العامة، شكل-4.

005

شكل-4 إمكانية مناقشة مختلف الكلف والقيم ضمن المخطط الأساس

ويمكن إضافة الكلف والقيم في كثير من المتغيرات ضمن البرنامج كمقدار استخدام الطاقة، وانبعاث الغازات والكربون، والتي تساهم في عمليات الحسابات البيئية كتقييم تأثير عملية فرض الضرائب عن الانبعاثات الكربونية المستقبلية مثلا.

006

شكل-5 مجاميع المعلومات وخصائص وتفاصيل العناصر

إمكانية التعاون وتبادل المعلومات، شفافية وتفاهم أكثر وأخطاء وسوء فهم اقل:

نظرا لاعتبار عملية التصميم والتخطيط الحضري عملية سياسية أكثر مما هي عملية تقنية، فان البرنامج وفر إمكانات متفردة يمكنها أداء دورا حاسما في تقليص حالات عدم الفهم والاتفاق وتساعد على إيجاد الحل التصميمي المقبول لدى الأطراف ضمن مجتمع معين. وبما أن جميع المخططات في البرنامج تنجز بالبعد الثالث، فهي تساعد المشاركون على فهم تأثير أي مقترح بصورة مباشرة.  تسمح عملية التحليل الآنية بعمل مقارنات ومناقشات للخيارات المطروحة والقائمة على افتراضات مسبقة الاتفاق، مثل هذه النتائج ستكون معلومات تصميمية سريعة وشاملة ومتاحة وشفافة، تساهم في فهم القضايا المطروحة.

007

شكل-6 إضافة رسومات إلى التصميم الحضري: كالأسهم، Isovists، العلامات الموضعية -لوصف واستكشاف مفاهيم التصميم

إمكانية البرنامج الإحصائية:

يقوم البرنامج بجملة من العمليات الإحصائية المتعلقة بالمناطق الحضرية، فعلى سبيل المثال، يمكن حساب معدل المسافة بين المسكن والفضاءات الخضراء أو المراكز الخدمية أو مواقف النقل العام أو الخدمات الصحية الأقرب في المنطقة. كما يمكن حساب عدد الأشخاص المقيمين ضمن منطقة تبعد 5 دقائق مشيا مثلا عن محطة الحافلات وذلك لاستخدامها في تطوير خدمات النقل العام، كما يمكن حساب خصائص التصميم الحضري كالواجهات الفاعلة للمباني، أو مخططات رسومية توضيحية لحلقة الساعات اليومية (24) ضمن النسيج الحضري، أو تحديد عدد المساكن نسبة إلى مداخل المنطقة وغيرها.

هل بإمكان البرنامج التعويض بالحكم عن وجود المصمم؟

تعتبر ضغوطات عملية التصميم والتخطيط الحضري عملية إبداعية تتطلب الاستجابة إلى طبيعة وخصائص المكان والتي تستصعب إمكانية توظيف القواعد والقوانين العامة في كل الحالات، مثل هذه الأسباب تستوجب وجود المصممين كمسئولين وبشكل دائمي في عملية التصميم. يمكن للبرنامج أن يتعامل مع المشاكل المنطقية المحددة بصورة واضحة. ونادرا ما تكون متطلبات عملية التخطيط لمنطقة محددة واضحة المعالم، وعلى الأغلب ما تكون خلافية وقد تعتمد على الآراء أكثر من اعتمادها على الحقائق الموضوعية. وعادة ما تتطلب المقترحات التخطيطية تحضيرها وتقديمها ومناقشتها وبدرجة عالية من الاهتمام للاحتياجات المحلية. وفي النهاية، فإن توليد وتصميم مخطط أساس ليس هو الغرض الأساسي من البرنامج بقدر ما هو توفير إمكانية تحليل المقترحات والبدائل وتعزيز معلومات التصميم بالتغذية للمعلومات المتعلقة ذات الصلة.

المصادر:

  • Helmut Bott University of Stuttgart, Toward designing the sustainable city of the future, Urban Design Institute Digital planning systems 2010
  • Aswin Indraprastha, Computer Applications in Urban Design, UTM, Johor Baru, Malaysia, 2012
  • Christian Derix MSc, Digital masterplanning: computing urban design DiplArch, Computational Design and Research, Aedas Architects, London, UK; 2012
  • Holistic city website: http://www.holisticcity.co.uk
  • The business social network website: http://www.sunzu.com/

ملحق صور توضيحية تفصيلية عن البرنامج:

008

009

د. عماد هاني العلاف *                          

* مدرس، قسم الهندسة المعمارية، كلية الهندسة، جامعة الموصل

إقرأ ايضًا