Стихийное развитие города на сегодняшний день является одной из важнейших проблем архитектуры. Его организм растет, изменяется, развивается, подчиняясь закону времени. На развитие города влияет множество факторов (экологических, экономических, социальных, политических и т.д.), которые отражаются на городской структуре, характере и типе застройки. Возникает необходимость совмещения жилых функций с активно развивающимися общественными, административными и деловыми. Особенно остро этот вопрос стоит в центральных районах города.
В крупных городах и мегаполисах процесс развития и приобретения новых функций достигает невероятных размеров и протекает с огромной скоростью (рис.1.). В результате происходящих метаморфоз город превращается в огромный неповоротливый организм, где заполнение основано на синтетических отношениях, то есть представляет собой искусственное соединение разностилевой и разнохарактерной застройки с букетом хаотично расположенных функций, соответственно, со сложной транспортной инфраструктурой, не справляющейся с автомобильным потоком и требующей серьезных изменений, реорганизации. Последнее становится одним из главных вопросов в современном городе.
Вследствие нерационального расположения объектов, выполняющих основные городские функции, большое количество различных направлений многократно пересекают друг друга, создавая трудности доступа и перемещения по «телу» города (пробки), что отрицательно сказывается на внутренней организации города, на окружающей среде и на здоровье (физическом и психологическом) людей. Логичное расположение функций по структуре города может стать решением транспортной проблемы, катализатором внутреннего развития, направленного на рациональное использование площадей города.
Возрастает потребность в многофункциональной архитектуре, появляются новые типы зданий (рис.2.). Сочетание множества функций в одном объеме создает новые требования и ставит новые вопросы перед проектировщиком. В связи с этим архитектор зачастую проектирует «вслепую», поскольку условия задачи достаточно абстрактны и не дают возможности получения верного решения.
Существует потребность в создании оптимальной модели пространства города с учетом всех функций, необходимых для комфортного проживания, отдыха и работы любого горожанина, их взаимосвязей и рационального расположения, удобства использования, доступности (табл.1.).
Город можно представить в виде сложной многослойной трехмерной матрицы, представляющей собой структурированный код, содержащий информацию о функциях города, его величине, структуре, высотности застройки, плотности – другими словами код города аналогичен ДНК человека. Слоями матрицы являются существующие сферы города (например: инженерные сети, транспорт, жилой фонд и т.д.). Снимая слой за слоем, выделяя элемент за элементом, можно установить иерархию и взаимосвязь между ними. Иначе это действие можно охарактеризовать как переход от решения сложной задачи к набору простых, то есть рекурсия. Элементы города, как клетки живого организма, имеют постоянный состав, разное качество они приобретают благодаря коэффициентам, характеризующим градообразующее, градоформирующее значение, способность к дальнейшему развитию, внутреннюю структуру и т.д.
Оптимальная модель структуры города делает возможным корректирование среды на любом уровне развития. Этот метод способен выявить проблемы города и приблизить его к «идеальному городу».