(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211058388.1 (22)申请日 2022.08.31 (71)申请人 扬州工业职业 技术学院 地址 225000 江苏省扬州市华扬西路19 9号 (72)发明人 王昕明　钱靓　薛莹莹　 (74)专利代理 机构 南京源点知识产权代理有限 公司 32545 专利代理师 罗超　黄启兵 (51)Int.Cl. G06F 30/18(2020.01) G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/06(2020.01) G06F 113/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于BIM管综优化设计的智能排布方法 及系统 (57)摘要 本发明提供了一种基于BIM管综优化设计的 智能排布方法及系统， 涉及机电管综排布技术领 域， 以BIM管 综优化设计目标为基准构建BIM管 综 优化时的调整原则， 基于机电管线排布空间特征 构建管线排布空间约束条件， 判断当下管线排布 方案是否满足管线排布空间约束条件， 若不满 足， 基于调整原则进行方案调整获取预设个数的 候选排布方案； 构建成本目标函数进行方案筛 选， 获取成本最低的排布方案， 解决了现有技术 中管线排布方案的检测方法由于分析流程不够 严谨， 缺少对比方案的辅助优化， 使得最终确定 的管线排布方案精准度补足， 可能存在一定的潜 在性运行风险， 后期需进行返工调整的技术问 题， 实现了 机电管线的实际贴合 性精准排布。 权利要求书3页 说明书10页 附图2页 CN 115358034 A 2022.11.18 CN 115358034 A 1.一种基于BIM管综优化设计的智能排布方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获得BIM管综优化设计目标， 基于所述BIM管综优化设计目标构建BIM管综优化时的调 整原则； 获得机电管线排布空间特征， 基于所述机电管线排布空间特征， 构建管线排布空间约 束条件； 获得当下管线排布方案， 判断所述当下管线排布方案是否满足所述管线排布 空间约束 条件； 当不满足时， 基于所述BIM管综优化时的调整原则对所述当下管线排布方案进行调整， 并利用所述管线排布空间约束条件 对调整方案进行判断， 得到预设个数的候选排布方案； 构建成本目标函数， 基于所述成本目标函数从所述候选排布方案 中筛选出成本最低的 排布方案作为 最终输出排布方案 。 2.如权利 要求1所述的方法， 其特征在于， 基于所述BIM管综优化设计目标构建BIM管综 优化时的调整原则， 包括： 基于所述BIM管综优化设计目标进行目标参数构成分析， 确定目标描述 参数； 分别对各BIM管综优化设计目标对应的所述目标描述参数进行特征提取， 获得目标参 数特征； 根据各BIM管综优化设计目标的目标值及对应的目标参数特征， 构建各目标适应度函 数； 基于所有目标适应度函数， 获得 所述BIM管综优化时的调整原则。 3.如权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述获得机电管线排布空间特 征， 包括： 通过BIM模型读取机电管线排布位置； 根据所述机电管线排布位置进行 连接空间标注， 确定标注位置； 基于标注位置， 通过BIM模型进行 标注位置空间结构、 标注位置空间尺寸 提取； 根据所述标注位置空间结构、 所述标注位置空间尺寸进行结构空间特征、 尺寸空间特 征提取， 获得 所述机电管线排布空间特 征。 4.如权利要求3所述的方法， 其特征在于， 基于所述机电管线排布空间特征， 构建管线 排布空间约束条件， 包括： 根据所述结构空间特征进行约束特征提取， 获得结构空间约束特征与布线方案的约束 关系； 根据所述尺寸空间特征进行约束特征提取， 获得尺寸空间约束特征与布线方案的约束 关系； 获得历史布线方案信息集， 对所述历史布线方案信息集进行结构空间约束特征、 尺寸 空间约束特 征进行约束影响占比分析， 确定约束特 征影响权 重； 根据所述约束特征影响权重、 所述结构空间约束特征与布线方案的约束关系、 尺寸空 间约束特 征与布线方案的约束关系， 构建所述管线排布空间约束条件。 5.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 基于所述BIM管综优化时的调整原则对所述 当下管线排布方案进行调整， 并利用所述管线排布空间约束条件对调整方案进行判断， 得 到预设个数的候选排布方案， 包括： 基于所述BIM管综优化时的调整原则， 利用各调整原则分别对所述当下管线排布方案权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115358034 A 2进行调整组合， 获得调整方案集； 利用所述管线排布 空间约束条件对所述调整方案集进行判断， 获得满足约束条件排布 方案； 判断所述满足约束条件排布方案是否满足预设个数； 当满足时， 将所述满足约束条件排布方案作为所述 候选排布方案 。 6.如权利要求5所述的方法， 其特征在于， 判断所述满足约束条件排布方案是否满足预 设个数， 之后包括： 当不满足时， 若所述满足约束条件排布方案的数量小于所述预设个数， 将所述满足约 束条件排布方案输入BIM模型进 行方案模拟， 根据方案模拟画 面、 基于所述管线排布空间约 束条件进行布线方案参数调整， 获得模拟调整方案加入所述满足约束条件排布方案； 若加入所述模拟调 整方案后的满足约束条件排布方案仍未满足所述预设个数时， 则按 照当前数量的满足约束条件排布方案作为所述 候选排布方案 。 7.如权利要求6所述的方法， 其特 征在于， 所述方法还 包括： 若所述满足约束条件排布方案的数量大于所述预设个数时， 利用寻优算法， 按照所述 预设个数对所述满足约束条件排布方案进行寻优计算， 确定满足预设个数 的寻优方案， 作 为所述候选排布方案 。 8.如权利要求7所述的方法， 其特征在于， 所述利用寻优算法， 按照所述预设个数对所 述满足约束条件排布方案进行寻优计算， 确定满足预设个数的寻优方案， 包括： 从所述满足约束条件排布方案中随机选择两个方案， 利用BIM管综优化时的调整原则 进行适应度评价， 获得两个方案分别的适应度； 选择适应度高的方案作为第 一寻优方案， 再从剩余满足约束条件排布方案 中随机选择 一个方案， 与第一寻优方案进行适应度评价， 选择适应度高的为当前最优方案， 不断迭代， 若第一寻优方案作为当前最优次数超出预设数量时， 加入判别公式 进行概率 判别， 其中， 第一 寻优方案适应度为 w1、 当前比对方案适应度为 w2， e为自然对数、 k 为常数； 若P大于[0,1)区间的随机数， 则将当前比对方案作 为当前最优策略， 若否， 则将第一寻 优方案作为当前最优方案； 重复迭代， 直到达到寻优停止条件时， 从所有当前最优方案中筛选预设个数的方案作 为所述候选排布方案 。 9.一种基于BIM管综优化设计的智能排布系统， 其特 征在于， 所述系统包括： 原则构建模块， 所述原则构建模块用于获得BIM管综优化设计目标， 基于所述BIM管综 优化设计目标构建BIM管综优化时的调整原则； 约束条件构建模块， 所述约束条件构建模块用于获得机电管线排布空间特征， 基于所 述机电管线排布空间特 征， 构建管线排布空间约束条件； 方案判断模块， 所述方案判断模块用于获得当下管线排布方案， 判断所述当下管线排 布方案是否满足所述管线排布空间约束条件； 方案调整模块， 所述方案调整模块用于当不满足时， 基于所述BIM管综优化时的调整原 则对所述当下管线排布方案进 行调整， 并利用所述管线排布空间约束 条件对调整方案进 行 判断， 得到预设个数的候选排布方案； 方案筛选模块， 所述方案筛选模块用于构建成本目标函数， 基于所述成本目标函数从权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115358034 A 3