[发明专利]基于图形拓扑的机电综合设计方法

说明书

本发明涉及一种基于图形拓扑的机电综合设计方法。本方法以现有体系下BIM工程模型数据为核心，利用从BIM模型中抽象出的图形拓扑信息结合相应规则算法对工程中机电管线进行自动合理化布置。本发明解决了常规BIM在机电深化设计应用中的局限性，快速完成机电模型的综合深化设计，提高BIM管线综合质量及机电深化设计工作效率。

技术领域

本发明涉及机电设计领域，更具体地，涉及一种基于图形拓扑的机电综合设计方法。

背景技术

建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)是通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，在这里不仅是三维几何形状信息，还包含大量的非几何形状信息，如建筑构件的材料、重量、价格和进度等等。

随着科技的进步与发展，大型的城市综合体一体化建筑、超高层建筑、多元化建筑纷纷涌现。由于这些建筑具有空间结构错综复杂、机电管线数量庞大的特点，给传统的设计人员及施工人员带来了新的挑战。BIM技术的出现，恰好满足了工程技术人员对于复杂建筑物的技术需求。

对于使用管线众多复杂、设备繁多的大型项目，BIM技术应用于设计阶段或深化设计阶段管线综合方面非常广泛，但由于现阶段BIM技术的发展尚未成熟，市面上尚无成熟可用的机电深化辅助方法。现有机电深化插件是基于REVIT二次开发的局部功能性插件，例如实现单根管道翻弯、管道水平调整等功能，无法符合设计逻辑的全局性功能。基于BIM技术的机电管线综合仍然依靠设计师根据大量的管线综合原则及施工经验进行，导致了机电专业建模及管线综合深化设计需要耗费大量的人工时间，耗费人力物力。

因此，有必要对基于BIM技术的机电综合设计方法进行优化，研究一种辅助机电三维设计的基于图形拓扑的机电综合设计方法，解决设计师在机电三维设计中效率难以提高的问题，快速为设计师提供符合要求的管线综合深化设计模型。

发明内容

本发明提供一种基于图形拓扑的机电综合设计方法，可以实现自动进行管线碰撞分析，在数据层面进行多种管综方案的比选、推敲，选择最佳方案对管线进行调整，同时自动生成分析报表，有助于解决传统BIM在机电深化设计应用中的局限性，大大提高BIM管线综合效率与质量，避免返工造成的工期延误及材料浪费的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种基于图形拓扑的机电综合设计方法，包括以下步骤：

步骤A1，对原始BIM模型导入层级规则，形成一级BIM模型；

步骤A2，对所述一级BIM模型基于API的方式，提取所述一级BIM模型的信息，并转换形成图形拓扑信息，并对所述图形拓扑信息中导入图形计算规则，且所述图形计算规则包括层级优先级规则、层内参数规则、上翻次数计算规则和管件计算规则；

步骤A3，利用模拟图形算法，将管件模拟为包围盒，利用上翻图形算法，基于图形拓扑原理，对所述图形拓扑信息中第N层级与第N+1层级产生的碰撞点，结合步骤A2所导入的图形计算规则，计算第N+1层级在碰撞点处所必需的最小“几字形凸起”的高度和长度，进而对管线进行局部上翻处理，以得到上翻处理结果，且N为正整数；

利用管线优化算法，基于图论中图的遍历原理，对于上一步得到的上翻处理结果中可进行路径优化的点，搜索其特征值，进行路径优化，获取优化计算结果；

步骤A4，对于步骤A3中获得的图形拓扑信息优化计算结果，通过API调用的方式，将步骤A3中得到的所述图形拓扑信息计算结构与原始BIM模型中各个构件信息的匹配，将图形拓扑信息计算结果恢复为BIM模型。

在上述方案基础上优选，所述步骤A1中，层级规则为同一层级BIM模型相互不碰撞管线，不同的层级的管线相互不相连，且各个层级BIM模型相互独立。