一种基于最小生成树的室内强电回路布线方法及其系统技术方案

本发明专利技术涉及建筑室内家装设计技术领域，解决了目前室内强电回路布线设计效率低以及线路长度过长的技术问题，涉及一种基于最小生成树的室内强电回路布线方法，包括以下过程：S1、根据户型对象数据和各类线路费数据用建立布线网络；S2、计算电箱与各插座、插座与插座间的最优路径；S3、构建电箱和各插座间的距离网络；S4、计算距离网络的最小生成树；还涉及一种基于最小生成树的室内强电回路布线系统，包括：布线网络建立模块，所述布线网络建立模块用于根据户型对象数据和各类线路费数据用建立布线网络。本发明专利技术能够提供节省材料的强电回路布线方案，并且提高室内家装设计效率。并且提高室内家装设计效率。并且提高室内家装设计效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于最小生成树的室内强电回路布线方法及其系统


[0001]本专利技术涉及建筑室内家装设计
，尤其涉及一种基于最小生成树的室内强电回路布线方法及其系统。

技术介绍

[0002]电路设计是现代建筑室内家装设计中必不可少的过程，它为建筑内的电路布置提供具体方案。传统的强电回路设计大多依赖于人工，通过计算电箱、插座之间的距离，从电箱开始依次连接最近的未连线插座，完成强电回路设计。由于这种设计方法采用了贪心的策略，并且其生成设计方案隐式地具有不必要的限制条件，因而其设计的电路线路长度过长，同时也耗费人力时间，设计效率较低。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于最小生成树的室内强电回路布线方法及其系统，解决了目前室内强电回路布线设计效率低以及线路长度过长的技术问题，本专利技术能够提供节省材料的强电回路布线方案，并且提高室内家装设计效率。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种基于最小生成树的室内强电回路布线方法，包括以下过程：
[0005]S1、根据户型对象数据和各类线路费数据用建立布线网络；
[0006]S2、计算电箱与各插座、插座与插座间的最优路径；
[0007]S3、构建电箱和各插座间的距离网络；
[0008]S4、计算距离网络的最小生成树；
[0009]S5、根据最小生成树中各边对应的电箱与各插座间或插座与插座间的线路导出强电回路布线方案。
[0010]进一步地，在步骤S2中，计算最优路径包括以下步骤：
[0011]S21、根据最优路径的定义设计边集上的代价函数α；
[0012]S22、使用布线网络上的最优路径搜索算法，获得从起点A到每个节点v的最优路径对应的总成本d(v)、直线段数b(v)、前继集合f(v)；
[0013]S23、根据最优路径上各节点的总成本d(v)、直线段数b(v)和前继集合f(v)，采用回溯法获得使代价函数α取值最低的最优路径。
[0014]进一步地，在步骤S23中，采用回溯法获得最小的最优路径包括以下步骤：
[0015]S231、根据d(B)、b(B)、f(B)的计算结果值确定AB间的最小的最优路径的解空间树；
[0016]S232、以深度优先方式搜索上述的解空间树获得AB间的最优路径。
[0017]进一步地，在步骤S233中，深度优先方式为递归回溯或者迭代回溯，搜索解空间树过程中采用剪枝函数避免无效搜索。
[0018]进一步地，在步骤S22中，最优路径搜索算法为广度优先搜索或者动态规划算法。
[0019]进一步地，在步骤S3中，构建电箱和各插座间的距离网络包括以下过程：
[0020]S31、将电箱和所有插座对应的坐标点构成的集合作为距离网络的节点集为S；
[0021]S32、节点集S中任意两不同节点构成的节点对为v，v
′
，节点对v，v
′
对应于距离网络中的一条边为边集为2
S
；
[0022]S33、根据节点集S和边集2
S
构建距离网络；
[0023]其中，距离网络任意一条边vv
′
上的成本函数为P
vv
′
为布线网络中连接v和v
′
的最优路径。
[0024]进一步地，在步骤S4中，采用Prim算法计算距离网络的最小生成树。
[0025]进一步地，在步骤S5中，导出强电回路布线方案的方法包括以下步骤：
[0026]S51、将距离网络的最小生成树中的每一条边中相应的最优路径，对应着沿该最优路径依次连接两个节点，其中包含火线、零线、地线各一根的一条线管；
[0027]S52、按照上述对应关系，由距离网络的最小生成树的边集导出所有线管和电线的布置路径，得到该强电回路的布线方案。
[0028]本专利技术还提供了一种应用于上述室内强电回路布线方法的系统，具体的方案内容为：
[0029]一种基于最小生成树的室内强电回路布线系统，包括：
[0030]布线网络建立模块，所述布线网络建立模块用于根据户型对象数据和各类线路费数据用建立布线网络；
[0031]最优路径计算模块，所述最优路径计算模块用于计算电箱与各插座、插座与插座间的最优路径；
[0032]距离网络构建模块，所述距离网络构建模块用于构建电箱和各插座间的距离网络；
[0033]最小生成树计算模块，所述最小生成树计算模块用于计算距离网络的最小生成树；
[0034]强电回路布线方案导出模块，所述强电回路布线方案导出模块用于根据最小生成树中各边对应的电箱与各插座间或插座与插座间的线路导出强电回路布线方案。
[0035]借由上述技术方案，本专利技术提供了一种基于最小生成树的室内强电回路布线方法及其系统，至少具备以下有益效果：
[0036]1、本专利技术通过建立布线网络后使用最优路径生成算法和最小生成树算法得到强电回路布线方案，可以使得产生的布线方案既满足强电回路铺设规范，又在全局意义下具有较小的材料成本，相比于传统的强电回路设计方法具有更低的材料消耗和更高的设计效率。
[0037]2、本专利技术能够提供节省材料的强电回路布线方案，并且提高室内家装设计效率。
附图说明
[0038]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0039]图1为本专利技术室内强电回路布线方法的流程图；
[0040]图2为本专利技术建立布线网络样例的原理示意图；
[0041]图3为本专利技术计算图上两节点间最优路径算法实现原理的示意图；
[0042]图4为本专利技术构建电箱和各插座间的距离网络的原理示意图；
[0043]图5为本专利技术由距离网络中的最小生成树导出布线方案的方法示意图；
[0044]图6为本专利技术计算最优路径的流程图；
[0045]图7为本专利技术采用回溯法获得最小的最优路径的流程图；
[0046]图8为本专利技术构建电箱和各插座间的距离网络的流程图；
[0047]图9为本专利技术导出强电回路布线方案的方法的流程图；
[0048]图10为本专利技术室内强电回路布线系统的原理框图。
[0049]图中：100、布线网络建立模块；200、最优路径计算模块；300、距离网络构建模块；400、最小生成树计算模块；500、强电回路布线方案导出模块。
具体实施方式
[0050]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
[0051]本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于最小生成树的室内强电回路布线方法，其特征在于，包括以下过程：S1、根据户型对象数据和各类线路费数据用建立布线网络；S2、计算电箱与各插座、插座与插座间的最优路径；S3、构建电箱和各插座间的距离网络；S4、计算距离网络的最小生成树；S5、根据最小生成树中各边对应的电箱与各插座间或插座与插座间的线路导出强电回路布线方案。2.根据权利要求1所述的室内强电回路布线方法，其特征在于：在步骤S2中，计算最优路径包括以下步骤：S21、根据最优路径的定义设计边集上的代价函数α；S22、使用布线网络上的最优路径搜索算法，获得从起点A到每个节点v的最优路径对应的总成本d(v)、直线段数b(v)、前继集合f(v)；S23、根据最优路径上各节点的总成本d(v)、直线段数b(v)和前继集合f(v)，采用回溯法获得使代价函数α取值最低的最优路径。3.根据权利要求2所述的室内强电回路布线方法，其特征在于：在步骤S23中，采用回溯法获得最小的最优路径包括以下步骤：S231、根据d(B)、b(B)、f(B)的计算结果值确定AB间的最小的最优路径的解空间树；S232、以深度优先方式搜索上述的解空间树获得AB间的最优路径。4.根据权利要求3所述的室内强电回路布线方法，其特征在于：在步骤S233中，深度优先方式为递归回溯或者迭代回溯，搜索解空间树过程中采用剪枝函数避免无效搜索。5.根据权利要求2所述的室内强电回路布线方法，其特征在于：在步骤S22中，最优路径搜索算法为广度优先搜索或者动态规划算法。6.根据权利要求1所述的室内强电回路布线方法，其特征在于：在步骤S3中，构建电箱和各插座间的距离网络包括以下过程：S31、将电箱和所有插座对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋艳枝，邱安东，
申请(专利权)人：合肥黎曼信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：