【技术实现步骤摘要】
本申请涉及bim管线设计，更具体地说，涉及一种基于bim的三维管道系统设计方法、装置及设备。
技术介绍
1、bim的英文全称是(building information modeling)，即建筑信息模型。bim技术是一种应用于工程设计、智能建造、智慧管理的数据化信息工具，通过参数模型整合各种项目的相关信息。通过bim技术可以对即将施工的建筑和机电设备管线进行三维建模和优化。
2、随着用户对建筑宜居性的要求越来越高，建筑体内的管线系统(包括水、电、风、暖系统中的管道，桥架和风管等设备，业界统称“管综”)也变得越来越复杂，由此对施工单位的施工技术水平与质量提出了更高要求。目前，在设计和建模过程中多采取分系统表达管线的方式，由于系统间各自为政、条块分割，各个管线设计布置时缺乏综合考虑，较难在实际施工前对管道线路进行统一规划和空间合理分配，需要额外耗费大量的人力和时间进行管综系统的优化，本申请旨在通过人工智能算法的辅助下，实现对建筑体内管综系统的快速优化调整，消除碰撞，最终达到降低施工成本的目的。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供了一种基于bim的三维管道系统设计方法、装置及设备，用于解决现有管线设计方法，各个管线设计时缺乏综合考虑，不能对管线进行统一规划和空间合理分配的问题。
2、为实现上述目的，现提出的方案如下：
3、一种基于bim的三维管道系统设计方法，包括：
4、根据用户导入的建筑结构数据生成第一建筑模型；
5、对
6、将第一建筑模型网格化，得到网格建筑模型；
7、分别提取第一建筑模型中各楼层建筑结构部件及承重墙所占空间坐标和尺寸，以及管线参数；
8、根据各建筑结构部件及承重墙所占空间坐标和尺寸，在网格建筑模型中删除各建筑结构部件及承重墙所在空间以及规范要求最低标高以下的空间，得到第二建筑模型；
9、通过三维a*算法和预先设置的成本函数在第二建筑模型中基于碰撞检测报告进行单管线布局，得到目标单管线布局；
10、通过三维a*算法、模拟退火算法和预先设置的成本函数在第二建筑模型中基于碰撞检测报告进行多管线布局，得到目标多管线布局。
11、优选地，所述对第一建筑模型进行碰撞检测，包括：
12、基于第一建筑模型从上到下构建层次树，其中，层次树的每个节点均包含3种包围盒，三种包围盒从内到外依次为obb包围盒、aabb包围盒以及sphere包围盒；
13、通过sphere包围盒和aabb包围盒排除第一建筑模型中不相交的结构模型，结构模型为管线、建筑结构部件中至少一种结构的模型；
14、通过obb包围盒进行相交检测，确定发生碰撞的结构模型；
15、生成碰撞检测报告，其中，碰撞检测报告包括冲突点的空间坐标、碰撞双方的管线长度、出现碰撞的管线的空间坐标和出现碰撞的建筑结构部件的空间坐标中的至少一种。
16、优选地，所述将第一建筑模型网格化，包括：
17、将第一建筑模型的搜索区域转换为节点有向图；
18、基于节点有向图对可通过的节点进行标记，得到网格建筑模型。
19、优选地，所述通过三维a*算法和预先设置的成本函数在第二建筑模型中基于碰撞检测报告进行单管线布局，包括：
20、判断待评估节点集合中是否存在待评估节点；
21、若存在待评估节点，则将待评估节点集合总成本最小的待评估节点更新为当前评估节点；
22、将当前评估节点从待评估节点集合移动到已评估节点集合；
23、在第二建筑模型中检索当前评估节点的相邻节点集合；
24、判断相邻节点集合中各相邻节点是否为不可通过节点或在已评估节点集合中；
25、若不是，则判断各相邻节点是否在待评估节点集合中；
26、若在待评估节点集合中，则查找当前评估节点到各相邻节点的初始路径；
27、判断初始路径的实际成本是否比当前实际成本低；
28、若低，则将当前评估节点作为各相邻节点的父节点，对各相邻节点的实际成本、预估成本和总成本进行更新；
29、判断待评估节点集合中是否存在目标节点；
30、若不存在目标节点，则回溯目标节点的父节点直至初始节点，得到目标单管线布局。
31、优选地，所述判断各相邻节点是否在待评估节点集合中之后，还包括：
32、若不在待评估节点集合，则计算各相邻节点与父节点的实际成本、预估成本和总成本；
33、将各相邻节点的父节点添加到待评估节点集合中，并更新为当前评估节点，并返回执行在第二建筑模型中检索当前评估节点的相邻节点集合的步骤。
34、优选地，所述通过三维a*算法、模拟退火算法和预先设置的成本函数在第二建筑模型中基于碰撞检测报告进行多管线布局，得到目标多管线布局，包括：
35、将模拟退火参数进行初始化；
36、基于碰撞检测报告确定发生碰撞的各管线之间的初始连接顺序；
37、基于初始连接顺序，通过三维a*算法在第二建筑模型中确定从初始节点到目标节点的第一管线路径；
38、随机生成碰撞的各管线之间的随机连接顺序；
39、基于随机连接顺序，通过三维a*算法在第二建筑模型中确定从初始节点到目标节点的第二管线路径；
40、通过预先设置的成本函数分别计算第一管线路径和第二管线路径的管线路由成本，得到第一路由成本和第二路由成本；
41、将第一路由成本和第二路由成本中管线路由成本低的作为初始路由成本；
42、判断初始路由成本是否不高于预设成本；
43、若不高于预设成本，则将初始路由成本作为最新路由成本修改模拟退火参数，得到当前温度；
44、判断当前温度是否不高于预设最低温度；
45、若不高于预设最低温度，则将初始路由成本为目标路由成本，目标路由成本对应的管线路径为目标多管线路径。
46、优选地，所述判断当前温度是否不高于预设最低温度之后，还包括：
47、若低于预设最低温度，则返回执行随机生成碰撞的各管线之间的随机连接顺序的步骤。
48、优选地，所述判断初始路由成本是否不高于预设成本之后，还包括：
49、若高于预设成本，则判断初始路由成本是否符合metropolis循环标准；
50、若不符合，则将初始路由成本作为原路由成本修改模拟退火参数，得到当前温度，并执行所述判断当前温度是否不高于预设最低温度的步骤。
51、一种基于bim的三维管道系统设计装置，包括：
52、模型生成单元，用于根据用户导入的建筑结构数据生成第一建筑模型；
53、碰撞单元，用于对第一建筑模型进行碰撞检测，得到碰撞检测报告；
54、网格单元，用本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于BIM的三维管道系统设计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于BIM的三维管道系统设计方法，其特征在于，所述对第一建筑模型进行碰撞检测，包括：
3.根据权利要求1所述的基于BIM的三维管道系统设计方法，其特征在于，所述将第一建筑模型网格化，包括：
4.根据权利要求3所述的基于BIM的三维管道系统设计方法，其特征在于，所述通过三维A*算法和预先设置的成本函数在第二建筑模型中基于碰撞检测报告进行单管线布局，包括：
5.根据权利要求4所述的基于BIM的三维管道系统设计方法，其特征在于，所述判断各相邻节点是否在待评估节点集合中之后，还包括：
6.根据权利要求3所述的基于BIM的三维管道系统设计方法，其特征在于，所述通过三维A*算法、模拟退火算法和预先设置的成本函数在第二建筑模型中基于碰撞检测报告进行多管线布局，得到目标多管线布局，包括：
7.根据权利要求6所述的基于BIM的三维管道系统设计方法，其特征在于，所述判断当前温度是否不高于预设最低温度之后，还包括：
8.根据权利要求7
9.一种基于BIM的三维管道系统设计装置，其特征在于，包括：
10.一种基于BIM的三维管道系统设计设备，其特征在于，包括：存储器和处理器；
...【技术特征摘要】
1.一种基于bim的三维管道系统设计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于bim的三维管道系统设计方法，其特征在于，所述对第一建筑模型进行碰撞检测，包括：
3.根据权利要求1所述的基于bim的三维管道系统设计方法，其特征在于，所述将第一建筑模型网格化，包括：
4.根据权利要求3所述的基于bim的三维管道系统设计方法，其特征在于，所述通过三维a*算法和预先设置的成本函数在第二建筑模型中基于碰撞检测报告进行单管线布局，包括：
5.根据权利要求4所述的基于bim的三维管道系统设计方法，其特征在于，所述判断各相邻节点是否在待评估节点集合中之后，还包括：
6....
【专利技术属性】
技术研发人员：邓瑞君，李晓亮，倪斌，罗巍，王骏，周云，
申请(专利权)人：北华航天工业学院，
类型：发明
国别省市：
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