CN113987665A - 一种建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法及装置，涉及建筑设计技术领域。包括：获取预设的建筑结构模型，对预设的管线平面布置初步方案进行预处理，获得管线的平面布置方案；对平面布置方案中的管线参数进行计算，获得空间排布方案；对获得的空间排布方案是否符合要求进行判断，确定初步空间排布方案；对初步空间排布方案是否能够继续优化进行判断；若可以进一步优化，则通过算法对得到的空间排布方案进行优化；若无需进一步优化，则确认最终方案，输出管线的空间排布方案及BIM模型。本发明利用BIM为管线综合设计优化提供帮助，实现管线综合碰撞智能化一键优化，为业主节省成本。

Description

一种建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法及装置

技术领域

本发明涉及建筑设计技术领域，特别是指一种建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法及装置。

背景技术

在建筑工程项目中，各设备系统的管线往往分别由各专业分包完成设计然后进行综合。由于现阶段主要采取二维设计的方式，由各分包方完成的设备系统管线很容易在空间位置上发生碰撞。BIM模型(Building Information Modeling,建筑信息模型)包含建筑的丰富信息，尤其是建筑构件的几何信息，可以有效地对各专业设备系统的管线进行碰撞检测，找出碰撞点以提醒设计人员进行管线的设计优化。

目前实践中尚无科学的方法为设计人员优化管线提供指导，设计人员还是需要依据布线规则和经验进行方案优化。这样虽然能确保避免设计因素导致的所有管线碰撞，却无法保证经碰撞优化后的管线方案在总长度、总用材、施工用时或综合成本等实际指标上是最优的。

发明内容

针对现有技术中无法保证经碰撞优化后的管线方案在总长度、总用材、施工用时或综合成本等实际指标上是最优的问题，本发明提出了一种建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法及装置。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一方面，提供了一种建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法，包括：

S1：获取预设建筑结构模型，对预设的管线平面布置初步方案进行预处理，获得管线的平面布置方案；

S2：对平面布置方案中的管线参数进行计算，获得空间排布方案；

S3：对获得的空间排布方案是否符合要求进行判断，若符合要求，则确定初步空间排布方案；若不符合要求，则返回步骤S2，重新对平面布置方案中的管线参数进行计算；

S4：对初步空间排布方案是否能够继续优化进行判断；若可以进一步优化，则对步骤S2得到的空间排布方案进行优化；若无需进一步优化，则确认最终方案，输出管线的空间排布方案及空间排布方案的BIM模型。

可选地，步骤S1中，获取预设建筑结构模型，对预设的管线平面布置初步方案进行预处理，获得管线的平面布置方案，包括：

S11：获取预设建筑结构模型、预设的管线平面布置初步方案以及管线布设的行业要求；所述管线布设的行业要求包括净距要求；

S12：调整管线平面布置初步方案中各管线间水平距离，水平距离满足净距要求；

S13：调整各平行管线间的顺序，使平行管线之间的水平交点最少，获得管线的平面布置方案。

可选地，步骤S2中，对平面布置方案中的管线参数进行计算，获得空间排布方案，包括：

S21：确定管线布设沿高度的预设最大层数n；管线总数P_m；

S22：根据管线的平面布置方案，确定各管线在同一平面投影上的全部交点Q₁,Q₂,…,Q_x；

S23：对相交于点Q_i处的管线P_i1,P_i2,…,P_ij在各层之间进行排布；其中，P表示管线，P_ij表示在交点Q_i处的管线编号，i=1,2,…,x；j表示在交点Q_i处有j条管线，j≤n；

S24：确定各管线的弯折位置和数量，获得管线的空间排布方案。

可选地，步骤S23中，确定各管线的弯折位置和数量，包括：

若管线P_ij的相邻节点不同层，则使管线P_ij在这两个节点之间弯折一次；若管线P_ij的相邻节点同层，则管线P_ij在这两个节点之间不弯折；根据各节点处的管线排布，确定各管线的弯折位置和数量;其中，管线P_ij包括起点、终点以及管线中间与其他管线的投影交点，共计k个节点；管线P_ij在相邻节点之间最多上下弯折一次。

可选地，根据管线布设的行业要求对所述空间排布方案进行检查判断。

可选地，若可以进一步优化，则对步骤S2得到的空间排布方案进行优化，包括：

通过遗传算法，对步骤S2中得到的空间排布方案进行优化，调整空间排布方案，得到优化方案。

可选地，若可以进一步优化，则对步骤S2得到的空间排布方案进行优化，包括：

采用最速下降法，对步骤S2得到的空间排布方案进行优化，调整空间排布方案，得到优化方案。

可选地，优化的目标包括使管线布设的成本最低、净高最大或管线最整齐。

可选地，输出管线的空间排布方案以及空间排布方案的BIM模型，包括：成本、各管线弯折情况、管线层数以及管线层高度的信息。

一方面，提供了一种建筑设备系统管线碰撞去除的优化装置，装置包括：

预处理模块，用于获取预设建筑结构模型，对预设的管线平面布置初步方案进行预处理，获得管线的平面布置方案；

管线参数计算模块，用于对平面布置方案中的管线参数进行计算，获得空间布置方案；

初步排布判断模块，用于对获得的空间排布方案是否符合要求进行判断，若符合要求，则确定初步空间排布方案；若不符合要求，则重新对平面布置方案中的管线参数进行计算；

优化输出模块，用于对初步空间排布方案是否能够继续优化进行判断；若可以进一步优化，则对得到的空间排布方案进行优化；若无需进一步优化，则确认最终方案，输出管线的空间排布方案及空间排布方案的BIM模型。

一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现上述建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法。

一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现上述建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法。

本发明实施例的上述技术方案至少具有如下有益效果：

上述方案中，本发明提出了一种基于BIM的建筑设备系统管线碰撞去除的优化算法，由于BIM模型包含了建筑的丰富信息，尤其是BIM模型中设备系统管线的几何数据和成本数据，可以用于管线的定量化碰撞优化分析；利用BIM为管线综合设计优化提供帮助，实现管线综合碰撞智能化一键优化，为业主节省成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法流程图；

图2是本发明实施例提供的一种建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法流程图；

图3是本发明实施例提供的一种建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法的管线平面布置预处理的示例图；

图4是本发明实施例提供的一种建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法的管线平面布置方案图；

图5是本发明实施例提供的一种建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法的管线空间排布方案图；

图6是本发明实施例提供的一种建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法的最速下降法第一次优化图；

图7是本发明实施例提供的一种建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法的最速下降法第二次优化图；

图8是本发明实施例提供的一种建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法的最速下降法第三次优化图；

图9是本发明实施例提供的一种建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法的BIM模型图；

图10是本发明实施例提供的一种建筑设备系统管线碰撞去除的优化装置的装置框图；

图11是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明实施例提供了一种建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法，该方法可以由电子设备实现，该电子设备可以是终端或服务器。如图1所示的建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法流程图，该方法的处理流程可以包括如下的步骤：

S101：获取预设建筑结构模型，对预设的管线平面布置初步方案进行预处理，获得管线的平面布置方案；

S102：对平面布置方案中的管线参数进行计算，获得空间排布方案；

S103：对获得的空间排布方案是否符合要求进行判断，若符合要求，则确定初步空间排布方案；若不符合要求，则返回步骤S102，重新对平面布置方案中的管线参数进行计算；

S104：对初步空间排布方案是否能够继续优化进行判断；若可以进一步优化，则对步骤S102得到的空间排布方案进行优化；若无需进一步优化，则确认最终方案，输出管线的空间排布方案及空间排布方案的BIM模型。

可选地，步骤S101中，获取预设建筑结构模型，对预设的管线平面布置初步方案进行预处理，获得管线的平面布置方案，包括：

S111：获取预设建筑结构模型、预设的管线平面布置初步方案以及管线布设的行业要求；所述管线布设的行业要求包括净距要求；

S112：调整管线平面布置初步方案中各管线间水平距离，水平距离满足净距要求；

S113：调整各平行管线间的顺序，使平行管线之间的水平交点最少，获得管线的平面布置方案。

可选地，步骤S102中，对平面布置方案中的管线参数进行计算，获得空间排布方案，包括：

S121：确定管线布设沿高度的预设最大层数n；管线总数P_m；

S122：根据管线的平面布置方案，确定各管线在同一平面投影上的全部交点Q₁,Q₂,…,Q_x；

S123：对相交于点Q_i处的管线P_i1,P_i2,…,P_ij在各层之间进行排布；其中，P表示管线，P_ij表示在交点Q_i处的管线编号，i=1,2,…,x；j表示在交点Q_i处有j条管线，j≤n；

S124：确定各管线的弯折位置和数量，获得管线的空间排布方案。

可选地，步骤S123中，确定各管线的弯折位置和数量，包括：

若管线P_ij的相邻节点不同层，则使管线P_ij在这两个节点之间弯折一次；若管线P_ij的相邻节点同层，则管线P_ij在这两个节点之间不弯折；根据各节点处的管线排布，确定各管线的弯折位置和数量;

其中，管线P_ij包括起点、终点以及其他管线的投影与本管线的交点，共计k个节点；管线P_ij在相邻节点之间最多上下弯折一次。

可选地，根据管线布设的行业要求对所述空间排布方案进行检查判断。

可选地，步骤S104中，若可以进一步优化，则对步骤S102得到的空间排布方案进行优化，包括：

通过遗传算法，对步骤S102中得到的空间排布方案进行优化，调整空间排布方案，得到优化方案。

可选地，若可以进一步优化，则对步骤S102得到的空间排布方案进行优化，包括：

采用最速下降法，对步骤S102中得到的空间排布方案进行优化，调整空间排布方案，得到优化方案。

可选地，优化的目标包括使管线布设的成本最低、净高最大或管线最整齐。

可选地，输出管线的空间排布方案以及空间排布方案的BIM模型，包括：成本、各管线弯折情况、管线层数以及管线层高度的信息。

本发明实施例中，提出了一种基于BIM的建筑设备系统管线碰撞去除的优化算法，由于BIM模型包含了建筑的丰富信息，尤其是BIM模型中设备系统管线的几何数据和成本数据，可以用于管线的定量化碰撞优化分析；利用BIM为管线综合设计优化提供帮助，实现管线综合碰撞智能化一键优化，为业主节省成本。

本发明实施例提供了一种建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法，该方法可以由电子设备实现，该电子设备可以是终端或服务器。如图2所示的建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法流程图，该方法的处理流程可以包括如下的步骤：

S201：获取预设建筑结构模型、预设的管线平面布置初步方案以及管线布设的行业要求；管线布设的行业要求包括净距要求。

一种可行的实施方式中，获取需布设管线的建筑结构模型和初步给出的管线平面布置初步方案，同时还需要输入不同类型、直径的管线成本信息，还需要获取不同类型和直径的管线成本以及布设要求。

其中，管线成本信息可以包括每米造价、管线每弯折一次成本；布设要求为行业规范，可以包括：保温层厚度、管线净距要求、允许走的指定标高以及管线弯折的特殊要求，如虹吸雨水管线只允许下弯。

S202：调整管线平面布置初步方案中各管线间水平距离，使得水平距离满足净距要求；

S203：调整各平行管线间的顺序，使平行管线之间的水平交点最少，获得管线的平面布置方案。

一种可行的实施方式中，如图3所示，表示了一个简单平面方案的预处理过程。对于管线平面布置初步方案，在工程中一般由设计师快速根据需求给定，较为容易，该方案未考虑空间高度分布和上下反弯。所以需要对初步方案进行预处理，通过调整各管线间水平距离，以及各平行管线间的顺序，得到一个水平交点最少的平面布置方案。

在本发明实施例中，对于平面方案的预处理的坐标表示如图4所示。

S204：确定管线布设沿高度的预设最大层数n；管线总数P_m；

S205：根据管线的平面布置方案，确定各管线在同一平面投影上的全部交点Q₁,Q₂,…,Q_x。

一种可行的实施方式中，由于各个管线分为n层的空间排布状态，所以各个管线的平面投影即为所有层级的管线相对于同一平面的投影。

S206：对相交于点Q_i处的管线P_i1,P_i2,…,P_ij在各层之间进行排布；其中，P表示管线，P_ij表示在交点Q_i处的管线编号，i=1,2,…x；j表示在交点Q_i处有j条管线，j≤n；

一种可行的实施方式中，每层最多只允许布设1条管线，则共有

种排布方案；对所有管线交点均进行上述排布，总共可生成

种避免碰撞的管线空间排布方案。

S207：确定各管线的弯折位置和数量，获得管线的空间排布方案。

一种可行的实施方式中，如图5所示，在系统中输入管线的平面布置方案，对平面布置方案进行参数计算，生成的符合布设要求、避免碰撞的管线空间排布方案，其中，交点后的括号内为此交点处管线的排布关系，记录顺序为从下层到上层。

在实际应用中，在实际应用中，管线数量一般较多，且为保证对空间的最大利用率，管线布设层数一般会远小于管线数量，因此排布时无法做到每层只有一条管线，需要对管线进行弯折，实现管线的空间排布。若管线P_ij的相邻节点不同层，则使管线P_ij在这两个节点之间弯折一次；若管线P_ij的相邻节点同层，则管线P_ij在这两个节点之间不弯折；根据各节点处的管线排布，确定各管线的弯折位置和数量;

其中，管线P_ij包括起点、终点以及其他管线的投影与本管线的交点，共计k个节点；管线P_ij在相邻节点之间最多上下弯折一次。

S208：对获得的空间排布方案是否符合要求进行判断，若符合要求，则确定初步空间排布方案；若不符合要求，则返回步骤S204，重新对平面布置方案中的管线参数进行计算。

一种可行的实施方式中，根据管线布设的行业要求对所述空间排布方案进行检查判断。在具体的建筑系统管线排布上，需要对应不同的行业要求规范，为常用的技术手段，此处不做赘述。

S209：对初步空间排布方案是否能够继续优化进行判断；若可以进一步优化，则对步骤S207得到的空间排布方案进行优化；若无需进一步优化，则确认最终方案，输出管线的空间排布方案及空间排布方案的BIM模型。

一种可行的实施方式中，优化过程可以采用多种优化方法，例如，可以采用遗传算法或最速下降法进行优化，下面分别对这两种方法进行介绍：

（1）优化过程可以采用最速下降法，即采用步骤S207中生成的一种空间排布方案，对该方案沿不同方向进行单一改变，即分别改变不同交点处的管线排布，每个方案相比原方案仅改变一个交点处的管线排布；比较改变后各方案的优化目标，选取最优的一种作为下次改变的初始方案，这样进行若干次迭代直至再进行任意改变也无法使目标更优。为避免得到的方案仅为局部最优解，可同时选取不同的初始方案分别按照上述方案进行迭代，对各最终方案进行对比，得到最优方案。其中，优化的目标包括使管线布设的成本最低、净高最大或管线最整齐。

如图6所示，采用最速下降法按照总成本最低的优化目标，在图5方案的基础上进行一次优化得到管线空间排布方案。此时n=2，m=7。图中标出的交点为本次和下次优化改变管线排布顺序的交点，Q₁₄为本次优化改变管线排布顺序的交点，Q₉为下次优化改变管线排布顺序的交点。

如图7所示，采用最速下降法按照总成本最低的优化目标，在图6方案的基础上进行一次优化得到管线空间排布方案，图中标出的交点为本次和下次优化改变管线排布顺序的交点，Q₉为本次优化改变管线排布顺序的交点，Q₁₈为下次优化改变管线排布顺序的交点。

如图8所示，采用最速下降法按照总成本最低的优化目标，在图7方案的基础上进行一次优化得到管线空间排布方案，图中标出的交点为本次优化改变管线排布顺序的交点，Q₁₈为本次优化改变管线排布顺序的交点。

（2）优化过程还可以采用遗传算法，即采用步骤S207中生成的一种空间排布方案，对该方案进行若干种随机突变，即随机改变某几个交点处的管线排布顺序，比较突变后各方案的优化目标，选取最优的一种作为下次随机突变的初始方案，这样进行若干次迭代直至随机突变方案不能再使目标更优，可得到最终的优化方案。

当完成优化后，即可进行空间排布方案以及空间排布方案的BIM模型的输出。其中，输出管线的空间排布方案以及空间排布方案的BIM模型，包括：成本、各管线弯折情况、管线层数以及管线层高度的信息。如图9所示，为采用本发明提出算法得到的管线排布方案的BIM模型。其中，BIM模型具有可视化、协调性、模拟性、优化性以及可出图性的特点，是一个建设项目的物理和功能特性的数字表达。

本发明实施例中，由于BIM模型包含了建筑的丰富信息，尤其是BIM模型中设备系统管线的几何数据和成本数据，则可以用于管线的定量化碰撞优化分析；本发明利用BIM为管线综合设计优化提供帮助，实现管线综合碰撞智能化一键优化，为业主节省成本。

图10是根据一示例性实施例示出的一种建筑设备系统管线碰撞去除的优化装置框图。参照图10，该装置300包括：

预处理模块310，用于获取预设建筑结构模型，对预设的管线平面布置初步方案进行预处理，获得管线的平面布置方案；

管线参数计算模块320，用于对平面布置方案中的管线参数进行计算，获得空间布置方案；

初步排布判断模块330，用于对获得的空间排布方案是否符合要求进行判断，若符合要求，则确定初步空间排布方案；若不符合要求，则重新对平面布置方案中的管线参数进行计算；

优化输出模块340，用于对初步空间排布方案是否能够继续优化进行判断；若可以进一步优化，则对得到的空间排布方案进行优化；若无需进一步优化，则确认最终方案，输出管线的空间排布方案及BIM模型。

可选地，预处理模块310，还用于获取预设建筑结构模型、预设的管线平面布置初步方案以及管线布设的行业要求；所述管线布设的行业要求包括净距要求；

调整管线平面布置初步方案中各管线间水平距离，水平距离满足净距要求；

调整各平行管线间的顺序，使平行管线之间的水平交点最少，获得管线的平面布置方案。

可选地，管线参数计算模块320，还用于确定管线布设沿高度的预设最大层数n；管线总数P_m；

根据管线的平面布置方案，确定各管线在同一平面投影上的全部交点Q₁,Q₂,…,Q_x；

对相交于点Q_i处的管线P_i1,P_i2,…,P_ij在各层之间进行排布；其中，P表示管线，P_ij表示在交点Q_i处的管线编号，i=1,2,…,x；j表示在交点Q_i处有j条管线，j≤n；

确定各管线的弯折位置和数量，获得管线的空间排布方案。

可选地，管线参数计算模块320，还用于若管线P_ij的相邻节点不同层，则使管线P_ij在这两个节点之间弯折一次；若管线P_ij的相邻节点同层，则管线P_ij在这两个节点之间不弯折；根据各节点处的管线排布，确定各管线的弯折位置和数量;

其中，管线P_ij包括起点、终点以及其他管线的投影与本管线的交点，共计k个节点；管线P_ij在相邻节点之间最多上下弯折一次。

可选地，初步排布判断模块330，还用于根据管线布设的行业要求对所述空间排布方案进行检查判断。

可选地，优化输出模块340，还用于通过遗传算法，对得到的空间排布方案进行优化，调整空间排布方案，得到优化方案。

可选地，优化输出模块340，还用于采用最速下降法，对得到的空间排布方案进行优化，调整空间排布方案，得到优化方案。

可选地，优化的目标包括使管线布设的成本最低、净高最大或管线最整齐。

可选地，输出管线的空间排布方案以及BIM模型，包括：成本、各管线弯折情况、管线层数以及管线层高度的信息。

本发明实施例中，提出了一种基于BIM的建筑设备系统管线碰撞去除的优化算法，由于BIM模型包含了建筑的丰富信息，尤其是BIM模型中设备系统管线的几何数据和成本数据，可以用于管线的定量化碰撞优化分析；利用BIM为管线综合设计优化提供帮助，实现管线综合碰撞智能化一键优化，为业主节省成本。

图11是本发明实施例提供的一种电子设备400的结构示意图，该电子设备400可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器（centralprocessing units，CPU）401和一个或一个以上的存储器402，其中，所述存储器402中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器401加载并执行以实现下述建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法的步骤：

S1：获取预设建筑结构模型，对预设的管线平面布置初步方案进行预处理，获得管线的平面布置方案；

S2：对平面布置方案中的管线参数进行计算，获得空间排布方案；

S3：对获得的空间排布方案是否符合要求进行判断，若符合要求，则确定初步空间排布方案；若不符合要求，则返回步骤S2，重新对平面布置方案中的管线参数进行计算；

S4：对初步空间排布方案是否能够继续优化进行判断；若可以进一步优化，则返回步骤S2对得到的空间排布方案进行优化；若无需进一步优化，则确认最终方案，输出管线的空间排布方案及建筑信息BIM模型。

在示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器，上述指令可由终端中的处理器执行以完成上述建筑设备系统管线碰撞去除的优化的方法。例如，所述计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器（RAM）、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法，其特征在于，包括：

S1：获取预设的建筑结构模型，对预设的管线平面布置初步方案进行预处理，获得管线的平面布置方案；

S2：对所述平面布置方案中的管线参数进行计算，获得空间排布方案；

S3：对获得的所述空间排布方案是否符合要求进行判断，若符合要求，则确定初步空间排布方案；若不符合要求，则返回步骤S2，重新对所述平面布置方案中的管线参数进行计算；

S4：对所述初步空间排布方案是否能够继续优化进行判断；若可以进一步优化，则对步骤S2得到的空间排布方案进行优化；若无需进一步优化，则确认最终方案，输出管线的空间排布方案及空间排布方案的建筑信息BIM模型。

2.根据权利要求1所述的建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法，其特征在于，所述步骤S1中，获取预设的建筑结构模型，对预设的初步方案进行预处理，获得管线的平面布置方案，包括：

S11：获取预设建筑结构模型、预设的管线平面布置初步方案以及管线布设的行业要求；所述管线布设的行业要求包括净距要求；

S12：调整所述管线平面布置初步方案中各管线间水平距离，所述水平距离满足净距要求；

S13：调整各平行管线间的顺序，使所述平行管线之间的水平交点最少，获得管线的平面布置方案。

3.根据权利要求2所述的建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法，其特征在于，所述步骤S2中，对所述平面布置方案中的管线参数进行计算，获得空间排布方案，包括：

S21：确定管线布设沿高度的预设最大层数n；管线总数P_m；

S22：根据管线的平面布置方案，确定各管线在同一平面投影上的全部交点Q₁,Q₂,…,

；

S23：对相交于点

处的管线P_i1,P_i2,…,

在各层之间进行排布；其中，P表示管线，

表示在交点

处的管线编号，

=1,2,…,x；j表示在交点

处有j条管线，j≤n；

S24：确定各管线的弯折位置和数量，获得管线的空间排布方案。

4.根据权利要求3所述的建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法，其特征在于，所述步骤S23中，确定各管线的弯折位置和数量，包括：

若管线

的相邻节点不同层，则使管线

在这两个节点之间弯折一次；若管线

的相邻节点同层，则管线

在这两个节点之间不弯折；根据各节点处的管线排布，确定各管线的弯折位置和数量;

其中，管线

包括起点、终点以及其他管线的投影与本管线的交点，共计

个节点；管线

在相邻节点之间最多上下弯折一次。

5.根据权利要求4所述的建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法，其特征在于，所述步骤S3中，对获得的所述空间排布方案是否符合要求进行判断，包括：

根据所述管线布设的行业要求对所述空间排布方案进行检查判断。

6.根据权利要求1所述的建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法，其特征在于，所述步骤S4中，若可以进一步优化，则对步骤S2得到的空间排布方案进行优化，包括：

通过遗传算法，对步骤S2中得到的空间排布方案进行优化，调整空间排布方案，得到优化方案。

7.根据权利要求1所述的建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法，其特征在于，所述步骤S4中，若可以进一步优化，则对步骤S2得到的空间排布方案进行优化，包括：

采用最速下降法，对步骤S2得到的空间排布方案进行优化，调整空间排布方案，得到优化方案。

8.根据权利要求6或7所述的建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法，其特征在于，优化的目标包括使管线布设的成本最低、净高最大或管线最整齐。

9.根据权利要求1所述的建筑设备系统管线碰撞去除的优化方法，其特征在于，所述输出管线的空间排布方案以及空间排布方案的BIM模型，包括：成本、各管线弯折情况、管线层数以及管线层高度的信息。

10.一种建筑设备系统管线碰撞去除的优化装置，其特征在于，所述装置包括：

预处理模块，用于获取预设建筑结构模型，对预设的管线平面布置初步方案进行预处理，获得管线的平面布置方案；

管线参数计算模块，用于对平面布置方案中的管线参数进行计算，获得空间布置方案；

初步排布判断模块，用于对获得的空间排布方案是否符合要求进行判断，若符合要求，则确定初步空间排布方案；若不符合要求，则重新对平面布置方案中的管线参数进行计算；

优化输出模块，用于对初步空间排布方案是否能够继续优化进行判断；若可以进一步优化，则对得到的空间排布方案进行优化；若无需进一步优化，则确认最终方案，输出管线的空间排布方案及空间排布方案的BIM模型。

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