基于DistanceMap在建筑公建卫生间给水大样图的应用方法技术

本发明专利技术提供了一种基于Distance Map在建筑公建卫生间给水大样图的应用方法，它解决了给水管路存在较多弯头等问题，其包括如下步骤：S1：输入建筑给水大样图以及用水端点和管道起点；S2：为每个点建立DistanceMap，叠加合并相邻两个点的DistanceMap，得到两点的曼哈顿距离最短路径，拓展过程到所有点得到路径；S3：输出给水管路图。本发明专利技术具有管路生成效果好、方便用于实际布置等优点。方便用于实际布置等优点。方便用于实际布置等优点。

【技术实现步骤摘要】
基于Distance Map在建筑公建卫生间给水大样图的应用方法


[0001]本专利技术属于建筑设计
，具体涉及一种基于Distance Map在建筑公建卫生间给水大样图的应用方法。

技术介绍

[0002]建筑给水系统是将城镇给水管网或自备水源给水管网的水引入室内，经配水管送至生活、生产和消防用水设备，并满足各用水点对水量、水压和水质要求的冷水供应系统。建筑给排水系统实际上包含两个方面的内容：建筑给水系统和建筑排水系统。建筑给水系统按供水对象和要求可以分为生活给水系统、生产给水系统、消防给水系统和联合给水系统。建筑给水系统主要由引入管、水表节点，给水管网，配水或用水设备以及给水附件五大部分组成。现有的建筑给水大多采用人工设计管路布置，对于卫生间等复杂给水需求的建筑设计效率较低且存在较多疏漏。若采用常规的寻路算法计算管路路径，生成的管线存在较多的弯头，生成的管线路径在斜线方向上存在大量锯齿状的路径，无法用于实际布置。
[0003]为了解决现有技术存在的不足，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种基于斯坦纳树的室内水管布线方法、装置及其系统[202210476690.2]，其包括以下过程：获取户型对象数据和管道的铺设成本数据；根据上述获取的数据主动生成布线带权图；计算水源、水龙头与布线带权图中各节点间的最优路径；在所有已布管道节点与未连入管线的水龙头之间的最优路径中，寻找满足限制条件且新增成本最少的一条并将其并入管道方案中，得到初步水管布线方案；根据初步水管布线方案的节点得到的带权支撑子图；在带权支撑子图上由其最小生成树得到改进水管布线方案；将改进水管布线方案中多余的管道删除得到最终水管布线方案。
[0004]上述方案在一定程度上解决了室内水管自动布线的问题，但是该方案依然存在着诸多不足，例如生成的管线仍然存在大量锯齿的路径、无法用于实际布置等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，管线路径可用于实际布置的基于Distance Map在建筑公建卫生间给水大样图的应用方法。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：本基于Distance Map在建筑公建卫生间给水大样图的应用方法，包括如下步骤：
[0007]S1：输入建筑给水大样图以及用水端点和管道起点；
[0008]S2：为每个点建立DistanceMap，叠加合并相邻两个点的DistanceMap，得到两点的曼哈顿距离最短路径，拓展过程到所有点得到路径；
[0009]S3：输出给水管路图。通过对BFS算法进行改进，通过建立DistanceMap的方式得到所有点的路径，生成的管线路径弯头较少，方便应用于实际给水管线布置。
[0010]在上述的基于Distance Map在建筑公建卫生间给水大样图的应用方法中，步骤S1中的建筑给水打样图包括房间区域、区域坐标系以及障碍物。
[0011]在上述的基于Distance Map在建筑公建卫生间给水大样图的应用方法中，步骤S2包括如下步骤：
[0012]S21：根据输入的空间轮廓和不可通行区域，来对整个房间进行建模；
[0013]S22：建立整个房间的DistanceMap；
[0014]S23：采用合并算法取得所有点共用的最长的管线。通过区域建模对房间区域进行划分，方便后续离散化处理。
[0015]在上述的基于Distance Map在建筑公建卫生间给水大样图的应用方法中，步骤S21将空间划分为网格并采用二维数组进行存储，并在网格上标注可通行区域和不可通行区域，之后在可通行区域内进行距离计算。采用BFS算法可拓展计算完空间内所有可通行点，避免设计疏漏。
[0016]在上述的基于Distance Map在建筑公建卫生间给水大样图的应用方法中，步骤S22对步骤S21得到的二维数组进行操作，从一个点每前进一格路径距离加一，采用BFS不断拓展直到计算完空间内所有可通行点。
[0017]在上述的基于Distance Map在建筑公建卫生间给水大样图的应用方法中，步骤S23中的合并算法对于两个用水端点以及一个管道起点采用如下步骤：
[0018]S231：两个用水端点分别标记为P1和P2，管道起点为Pstart；
[0019]S232：采用步骤S22的方法计算三个点的Distance Map，并将三个Distance Map相加，得到Dcombined＝D1+D2+Dstart；
[0020]S233：Dcombined上每一个点的数值就是该点到的各点的最短距离之合，数值最小的点为要求连接的两条管线的最佳交汇点，分别求取该点到三点的最短路径，首尾连接后总管线长度最短。上述合并算法是针对两个用水端点，可快速得到最优管线路径。
[0021]在上述的基于Distance Map在建筑公建卫生间给水大样图的应用方法中，S23中的合并算法对于多个用水端点采用如下步骤：
[0022]S234：将所有用水点添加到一个列表，采用步骤S231至步骤S232的方法计算列表里所有点两两之间的最佳交汇点；
[0023]S235：找到距离管道起点最远的汇合点，记为一个新的虚拟点Pnew并将其对应的两点从列表中去掉，计算出两点的最短路径；
[0024]S236：用新的虚拟点Pnew作为两点的代表加入列表与其他点计算；
[0025]S237：重复步骤S235以及步骤S236直到列表中只剩一个点，计算该点到管道起点的最短路径。多个用水端点采用合并算法可得到较为合理的管线路径，经过后处理后即可直接用于实际布置。
[0026]在上述的基于Distance Map在建筑公建卫生间给水大样图的应用方法中，步骤S23根据用水端点所在的房间的墙分组，每组抽出一个虚拟点位当做用水端点参与管线计算。
[0027]在上述的基于Distance Map在建筑公建卫生间给水大样图的应用方法中，步骤S23采用最短路径算法找出可能的虚拟点位。通过预处理步骤增强整体算法的可用性。
[0028]在上述的基于Distance Map在建筑公建卫生间给水大样图的应用方法中，步骤S3包括如下步骤：
[0029]S31：通过对空间离散化处理得到网格线，网格内的点变为网格左上角的点，完成
连接后将管线与真实用水端点连接；
[0030]S32：遍历一遍所有的管道，记录所有连接点、转折点以及用水端点，然后记录所有点之间的连接情况，同时记录所有最长边；
[0031]S33：对于所有穿过点的最长边，视在其上点的数量进行不同的处理；如果只有一个用水端点，则将该边连接到实际的用水端点；如果有多个用水端点，则计算该边穿过哪一点时到其余用水端点的总距离最短；
[0032]S34：如果其余用水端点到该边的距离小于阀值，则视为精度问题带来的误差，这些用水端点实际上位于一条边上；如果大于阀值，则连接一条边该用水端点上。通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Distance Map在建筑公建卫生间给水大样图的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：输入建筑给水大样图以及用水端点和管道起点；S2：为每个点建立DistanceMap，叠加合并相邻两个点的DistanceMap，得到两点的曼哈顿距离最短路径，拓展过程到所有点得到路径；S3：输出给水管路图。2.根据权利要求1所述的基于Distance Map在建筑公建卫生间给水大样图的应用方法，其特征在于，所述的步骤S1中的建筑给水打样图包括房间区域、区域坐标系以及障碍物。3.根据权利要求1所述的基于Distance Map在建筑公建卫生间给水大样图的应用方法，其特征在于，所述的步骤S2包括如下步骤：S21：根据输入的空间轮廓和不可通行区域，来对整个房间进行建模；S22：建立整个房间的DistanceMap；S23：采用合并算法取得所有点共用的最长的管线。4.根据权利要求3所述的基于Distance Map在建筑公建卫生间给水大样图的应用方法，其特征在于，所述的步骤S21将空间划分为网格并采用二维数组进行存储，并在网格上标注可通行区域和不可通行区域，之后在可通行区域内进行距离计算。5.根据权利要求4所述的基于Distance Map在建筑公建卫生间给水大样图的应用方法，其特征在于，所述的步骤S22对步骤S21得到的二维数组进行操作，从一个点每前进一格路径距离加一，采用BFS不断拓展直到计算完空间内所有可通行点。6.根据权利要求5所述的基于Distance Map在建筑公建卫生间给水大样图的应用方法，其特征在于，所述的步骤S23中的合并算法对于两个用水端点以及一个管道起点采用如下步骤：S231：两个用水端点分别标记为P1和P2，管道起点为Pstart；S232：采用步骤S22的方法计算三个点的Distance Map，并将三个Distance Map相加，得到Dcombined＝D1+D2+Dstart；S233：Dcombined上每一个点的数值就是该点到的各点的最短距离之合...

【专利技术属性】
技术研发人员：张珣若，王文广，
申请(专利权)人：上海天华建筑设计有限公司，
类型：发明
国别省市：