JP6312949B2 - 圧力損失決定装置、圧力損失決定プログラム及び圧力損失決定方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＢＩＭ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ）情報などの３次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）データにおいて、配管のルート探索を行い、圧力損失を考慮した配管ルートを決定する装置、プログラム及び方法に関する。

配管経路を最短とするルート検索を行う方法としては、ダイクストラ法などを活用し、区画をノード、移動距離をエッジのコストとして評価して、最小距離となる経路を探索する方式がある。しかし、この方式の場合、曲がりを考慮したコストの計算や、同一区画を直線で通過する、あるいは曲がって通過するなどによるコストの違いが考慮されていない。このため、配管経路の距離は最小になるが、圧力損失が最小になるとは限らないという課題があった。

この課題に対して、従来技術では、ルーティング領域をメッシュ分割し、移動距離による重み付けを行った後、経路情報のバックトレースを行う際に、同じ重みの候補が現れた場合には、前回と同じ移動方向を優先して選択する。これにより、曲がりによるコストを最小化しようとする仕組みが開示されている（例えば特許文献１）。

特開２００２−７４９４号公報

空調設備などの配管は圧力損失が最小となることが重要であるが、ルートの距離が最小であることは、必ずしも、圧力損失が最小であるとは限らない。つまり、距離が長くても、曲がりの回数が少ない方が、圧力損失が最小の場合がある。また、従来技術では、バックトレースで経路を判断する際に、その先に存在する曲がり部品の情報がないため、結果的に、曲がりの多い経路を選択してしまうといった課題があった。

この発明は、圧力損失のより少ない配管経路を決定する装置、プログラム及び方法の提供を目的とする。

この発明の圧力損失決定装置は、
建物をデータ化した３次元の建物情報から配管を配置すべき２次元の平面を抽出し、抽出した前記平面をメッシュ分割して複数のセルに分割し、前記複数のセルのうち前記配管の始点となる始点セルと、前記配管の終点となる終点セルとを設定する分割部と、
前記複数のセルのうち一方のセルから前記一方のセルに隣接する他方のセルに前記配管を介して流体が流れる場合の、セル間における前記流体の圧力損失値を示す損失情報を記憶する損失情報記憶部と、
前記始点セルから前記終点セルまでの前記セルのつながりで形成される配管経路を複数検索し、複数の配管経路の各配管経路に対して、前記始点セルから前記終点セルまで前記流体が流れる場合の圧力損失値を、前記損失情報を用いて決定する損失決定部と
を備えることを特徴とする。

本発明の圧力損失決定装置１によれば、損失決定部は、損失情報を用いて、始点セルから、終点セルまでの配管経路を決定する。よって、圧力損失のより小さい配管経路を決定することができる。

実施の形態１の図で、圧力損失決定装置１のブロック図。 実施の形態１の図で、圧力損失決定装置１のハードウェア構成を示す図。 実施の形態１の図で、圧力損失決定装置１の動作を示すフローチャート。 実施の形態１の図で、図３のステップＳ１０２を説明する図。 実施の形態１の図で、図３のステップＳ１０３を説明する図。 実施の形態１の図で、図３のステップＳ１０４を説明する図。 実施の形態１の図で、始点セル４１Ｓ、終点セル４１Ｅが設定された平面４１を示す図。 実施の形態１の図で、始点セル４１Ｓ、終点セル４１Ｅの具体的な箇所を示す図。 実施の形態１の図で、損失情報５１を示す図。 実施の形態１の図で、図３のステップＳ１０７を説明する図。 実施の形態１の図で、図３のステップＳ１０８を説明する図。 実施の形態１の図で、図３のステップＳ１０９を説明する図。 実施の形態１の図で、図３の２回目のステップＳ１０８を示す図。 実施の形態１の図で、図３の２回目のステップＳ１０９を示す図。 実施の形態１の図で、図３の３回目のステップＳ１０８を説明する図。 実施の形態１の図で、図３のステップＳ１１１を説明する図。 実施の形態１の図で、変形例２を示す図。

実施の形態１．
図１、図２に本実施の形態に係るＢＩＭ自動配管方式を用いた圧力損失決定装置１のブロック図および圧力損失決定装置１をコンピュータにて実現する場合のＨ／Ｗ構成例を示す。

図１は、実施の形態１の圧力損失決定装置１のブロック図を示す。圧力損失決定装置１は、自動で、圧力損失のよりすくない配管経路を決定する自動配管装置である。図１に示すように、圧力損失決定装置１は、ＢＩＭ情報管理部１０、Ｚ配管配備部２０、経路トレース部３０、損失決定部４０、配管情報管理部５０、ＸＹ配管配備部６０を備えている。経路トレース部３０は分割部９１である。配管情報管理部５０は損失情報記憶部９２である。

ＢＩＭ情報管理部１０は、ＢＩＭ情報２ａを格納しているＢＩＭ情報記憶装置２と情報をやり取りし、配管情報管理部５０は、配管情報３ａを格納している配管情報記憶装置３と情報をやり取りする。配管情報管理部５０は、配管情報記憶装置３から後述の損失情報５１を取得し、記憶装置に記憶する。

図２は、圧力損失決定装置１のハードウェア構成を示す図である。圧力損失決定装置１は、演算処理装置８１、主記憶装置８２、補助記憶装置８３、インタフェース装置８４、入力Ｉ／Ｆ（ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）８５、表示Ｉ／Ｆ８６を備える。演算処理装置８１は、信号線８９を介して他のハードウェア構成要素と接続され、これらを制御する。入力Ｉ／Ｆ８５は入力装置に接続され、表示Ｉ／Ｆ８６は表示装置に接続される。

補助記憶装置８３には図１の、ＢＩＭ情報管理部１０、Ｚ配管配備部２０、経路トレース部３０、損失決定部４０、配管情報管理部５０、ＸＹ配管配備部６０の機能を実現するプログラムが格納されている。そして演算処理装置８１がこれらのプログラムを実行することで、これらＢＩＭ情報管理部１０、Ｚ配管配備部２０、経路トレース部３０、損失決定部４０、配管情報管理部５０、ＸＹ配管配備部６０の動作を行う。

より具体的には、図１に示すように、Ｚ配管配備部２０、経路トレース部３０、損失決定部４０、ＸＹ配管配備部６０は演算処理装置８１がプログラムを実行することで実現される。また、ＢＩＭ情報管理部１０及び配管情報管理部５０は、ＢＩＭ情報、損失情報を記憶する機能を有する。よって、ＢＩＭ情報管理部１０及び配管情報管理部５０は、演算処理装置８１及び主記憶装置８２及び補助記憶装置８３によって実現される。

利用者は、圧力損失決定装置１を利用者の端末上でプログラムとして実行しても良いし、ネットワークを介したサービスとして実行しても良い。

（＊＊＊動作の説明＊＊＊）
図３は、圧力損失決定装置１の動作を示すフローチャートである。図３を参照して圧力損失決定装置１行う圧力損失決定方法の動作を説明する。図３のテップＳ１０１でＢＩＭ情報管理部１０と記載しているのは、ステップＳ１０１の動作の主体を示している。他のステップも同様である。なお以下のフローチャートの説明では「座標」及び「座標値」が登場する。「座標」という場合は、「場所」を意味し、「座標値」という場合は、「座標」の値を意味するものとする。以下に圧力損失決定装置１による、自動配管のフローを説明する。

＜ステップＳ１０１＞
ステップＳ１０１において、ＢＩＭ情報管理部１０は、利用者の指定したＢＩＭ情報２ａ（壁、床などの構造に関する情報が含まれる）をＢＩＭ情報記憶装置２から読み取り、ＢＩＭ情報２ａの図面を表示装置４に表示する。ＢＩＭ情報２ａは、ファイル、データベース等の形式でＢＩＭ情報記憶装置２に保持されている。

＜ステップＳ１０２＞
図４は、ステップＳ１０２を説明する図である。ステップＳ１０２において、Ｚ配管配備部２０は、入力Ｉ／Ｆ８５を介する利用者の操作により、建物７の階層をまたがって配管が収容されるパイプスペース５を、表示装置４の図面上に作図する。パイプスペース５は配管のためのＺ方向のスペースである。より具体的には、パイプスペース５は上下の階を跨る吹き抜けの空間であり、配管そのものではない。パイプスペース５の内部に高さ方向の配管が通される。座標は、図４に示すように建物７の高さ方向をＺ軸とする。

＜ステップＳ１０３＞
図５は、ステップＳ１０３を説明する図である。ステップＳ１０３において、経路トレース部３０は、利用者から配管経路の経路探索の要求があった場合に、ＢＩＭ情報管理部１０を介してＢＩＭ情報記憶装置２からＢＩＭ情報２ａを取得する。ＢＩＭ情報２ａにはパイプスペース５及びパイプスペース５のＺ方向に配備された配管の情報、室内機６の情報が含まれている。経路トレース部３０は、図５に示すように、パイプスペース５に内部に配備された配管の端部４９のＺ方向の位置および配管が接続されていない室内機６の高さの範囲６１から、配管を配備する探索対象の平面４１を抽出する。通常、平面４１は天井などが該当する。なお室内機６は、配管対象の機器の具体例である。このように、経路トレース部３０は、建物をデータ化した３次元の建物情報（ＢＩＭ情報）から、配管を配置すべき２次元の平面である平面４１を抽出する。
なお、経路トレース部３０は、後述の図８で示すように、平面４１を複数抽出する。図８では建物７の６階、５階からそれぞれ平面４１を抽出した場合を示している。このように、経路トレース部３０は、建物情報（ＢＩＭ情報）に含まれ、建物の階層をまたがって建物の高さ方向に配置されて内部に配管が収容される配管スペース９３であるパイプスペース５の情報と、建物情報に含まれ、配管される室内機６の情報とを使用して、平面４１を抽出する。

＜ステップＳ１０４＞
図６は、ステップＳ１０４を説明する図である。図６は平面４１が５×５の２５区画にメッシュ分割された状態を示す。以下、２５区画のそれぞれをセルと呼ぶ。図６に示すように、平面４１には座標（Ｙ，Ｘ）が設定されている。また図６にはＸ損失マップ４２、Ｙ損失マップ４５を示している。経路トレース部３０はＸ損失マップ４２、Ｙ損失マップ４５を生成する。また経路トレース部３０は図１０で後述するＸ起点マップ４４、Ｙ起点マップ４７を生成する。Ｘ損失マップ４２、Ｙ損失マップ４５は、平面４１のメッシュ分割に対応して，５×５の２５個のセルに分割されている。また後述のＸ起点マップ４４、Ｙ起点マップ４７も、平面４１のメッシュ分割に対応して，５×５の２５個のセルに分割されている。損失マップ、起点マップは、メッシュ分割された平面４１の座標に対応する座標が設定されている。
ステップＳ１０４において、図６に示すように、経路トレース部３０は、抽出した平面４１をメッシュ分割して複数のセルに分割する。図６では平面４１を５×５の２５の複数のセルに分割している。分割の単位である１セルの大きさは、利用者指定、配管の最小半径、壁等の厚さなどから決定することができる。分割すべき１セルの大きさは、予め経路トレース部３０に設定されている。
また、経路トレース部３０は、メッシュ分割された平面４１に対応して区画分けされたＸ損失マップ４２、Ｙ損失マップ４５を生成する。
なお平面４１上に壁等があり、配管の配備ができない平面４１の箇所は、障害物として扱う。
図６ではハッチングで障害物を示している。

＜ステップＳ１０５＞
ステップＳ１０５において、経路トレース部３０は、パイプスペース５、室内機６のＢＩＭ情報からそれぞれのオブジェクトの座標を取得し、メッシュ分割された平面４１に、これから決定しようとしている配管ルートの始点セル４１Ｓと終点セル４１Ｅを設定する。
図７は、平面４１に始点セル４１Ｓ、終点セル４１Ｅが設定された状態を示す。図７に示すように、始点セル４１Ｓは（Ｙ，Ｘ）＝（４，０）であり、終点セル４１Ｅは（Ｙ，Ｘ）＝（０，３）である。
図８は、始点セル４１Ｓ、終点セル４１Ｅの具体的な箇所を示す図である。図８に示すように、始点セル４１Ｓは室内機６の配管取付部であり、終点セル４１Ｅはパイプスペース５にＺ方向に配備された配管の上端部である。このように経路トレース部３０は、複数のセルのうち配管の始点となる始点セル４１Ｓと、配管の終点となる終点セル４１Ｅとを、平面４１に設定する。

＜ステップＳ１０６＞
ステップＳ１０６において、損失決定部４０は、配管情報管理部５０が保有している圧力損失に関する損失情報５１を、配管情報管理部５０から取得する。損失情報５１は、配管情報管理部５０が配管情報記憶装置３から管情報３ａとして取得した情報である。
図９は、配管情報管理部５０が保有している損失情報５１の例を示す。損失情報５１とは、平面４１における複数のセルのうち一方のセル４１ａから、一方のセル４１ａに隣接する他方のセル４１ｂに配管を介して流体が流れる場合の、セル間における流体の圧力損失値を示す情報である。図９では、平面４１において直進する場合、圧力損失値が１ずつ増えていくことを示し、９０度曲がる場合、圧力損失値が４増加することを示している。以下では圧力損失値を損失値と呼ぶ場合もある。なお、配管情報管理部５０は、損失情報５１として、隣接するメッシュ間の圧力損失値の関係をテーブル形式で保持しても良いし、近似式で保持してもよい。
図９の損失情報５１は以下の状態を示している。一方のセルと、他方のセルと、一方のセルに流体の流れの上流で隣接し、流体が一方のセルに流入する上流セルとが直線状の配置の場合が「１セルの直進」に該当する。また、一方のセルと他方のセルとが直線状の配置であり、かつ、上流セルが、一方のセルから他方のセルに向かう方向に対して右方向と左方向とのいずれかで一方のセルに隣接する場合が「曲がり」に該当する。図９では「１セルの直進」と「曲がり」とでは、一方のセルと、他方のセルとの間における流体の圧力損失値１，４と、異なる値である。

＜ステップＳ１０７＞
図１０は、ステップＳ１０７を説明する図である。図１０では、Ｘ損失マップ４２、Ｙ損失マップ４５、Ｘ起点マップ４４、Ｙ起点マップ４７には、わかりやすいように、便宜的に障害物をハッチングで示している。これは以下で説明する図１１〜図１５でも同様である。損失マップには平面４１のセルにおける圧力損失値が設定される。圧力損失値は始点セル４１Ｓを基準にした値である。Ｘ損失マップ４２には＋Ｘ方向、あるいは−Ｘ方向に進んだ場合の圧力損失値が設定され、Ｙ損失マップ４５には＋Ｙ方向、あるいは−Ｙ方向に進んだ場合の圧力損失値が設定される。また起点マップには、損失マップにおいて決定された圧力損失値の決定の起点となるセルである起点セルの座標値が設定される。
なお、以下の図１１〜図１５の説明では、損失決定部４０は、Ｘ損失マップ４２、Ｙ損失マップ４５のセルを進むような説明になっているが、便宜的なものである。実際には損失決定部４０は平面４１のセルを進む。
ステップＳ１０７において、損失決定部４０は、Ｘ損失マップ４２とＹ損失マップ４５との始点セル４１Ｓに圧力損失値＝０を設定し、始点セル４１Ｓの座標値（４，０）をＸキュー４３、Ｙキュー４６に格納する。なおキューは図２で説明した主記憶装置８２で実現される。
また損失決定部４０は、Ｘ起点マップ４４、Ｙ起点マップ４７の始点セル４１Ｓの座標に、座標値（Ｙ，Ｘ）＝（４，０）を設定する。
図１０では、ステップＳ１０７で設定された箇所を四角の破線で囲んでいる。図１１〜図１５も同様である。

＜ステップＳ１０８：Ｘ方向の１回目＞
図１１は、ステップＳ１０８を示す図である。ステップＳ１０８において、損失決定部４０は平面４１においてＸ方向の経路検索を行う。この例ではステップＳ１０８の処理は３回繰り返される。
まず、損失決定部４０は、Ｙキュー４６に格納された座標値（４，０）を取得する。そして、損失決定部４０は、Ｘ損失マップ４２に対しては、＋Ｘ方向への直進時の圧力損失値を決定してＸ損失マップ４２に設定し、Ｘ起点マップ４４に対しては、起点セルの座標値（４，０）を設定する。
損失決定部４０は、損失値を決定する場合、Ｙ損失マップ４５から、Ｙキュー４６に格納されている座標値の損失値を取得し、現在の対象の座標が始点Ｓセル４１Ｓ以外の場合には、曲がりの損失値を加算して、直進時の圧力損失値を１セルずつ埋めていく。損失決定部４０は、障害物のあるセル、または、既に埋めようとしている値より小さな損失値が記録されているセルに対しては、損失値を設定しない。終点セル４１Ｅの損失値が設定されており、評価した損失値が、設定されている終点セル４１Ｅの損失値より大きい場合には、損失決定部４０は処理をスキップする。
損失決定部４０は、損失値を設定し、または更新した場合には、座標値をＸキュー４３に格納する。更新する場合とは、損失値が既に設定されているセルに、設定されている損失値よりも小さい損失値を設定しようとする場合である。損失決定部４０は、これを、Ｙキュー４６が空になるまで繰り返す。

図１１を説明する。
（ａ）損失決定部４０は、Ｙ損失マップ４５から、Ｙキュー４６に格納されている座標値（４，０）の損失値＝０を取得する。損失決定部４０は、損失の評価には図９の損失情報５１を使用する。Ｘ損失マップ４２では経路が座標（４，０）から（４，４）に向かう場合、損失値は１ずつ増加し、１，２，３，４となる。
（ｂ）Ｘ損失マップ４２の損失値１，２，３，４の起点セルはいずれも座標値（４，０）であるので、損失決定部４０は、Ｘ起点マップ４４の座標（４，１）〜（４，４）のセルに、座標値（４，０）を設定する。
（ｃ）損失決定部４０は、Ｘキュー４３に、損失値が設定されたＸ損失マップ４２の座標（４，１）（４，２）（４，３）（４，４）の座標値を設定する。
（ｄ）以上の（ａ）〜（ｃ）により、Ｘ損失マップ４２、Ｘキュー４３、Ｘ起点マップ４４は、図１１の状態となる。

＜ステップＳ１０９：Ｙ方向の１回目＞
図１２は、ステップＳ１０９を説明する図である。ステップＳ１０９において、損失決定部４０は平面４１においてＹ方向の経路検索を行う。この例ではステップＳ１０９の処理は２回繰り返される。
損失決定部４０は、ステップＳ１０８のＸ方向の経路検索の場合と同様に、Ｘキュー４３に格納された座標値を取得し、Ｙ損失マップ４５、Ｙ起点マップ４７に対して、直進時の圧力損失値と現在の起点区画の座標を１セルずつ埋めていく。
損失決定部４０は、Ｘ損失マップ４２から、Ｘキュー４３に格納されている座標値の損失値を取得し、現在の対象の座標が始点セル４１Ｓ以外の場合には、曲がりの損失値を加算して、直進時の圧力損失値を１セルずつ埋めていく。
損失決定部４０は、Ｘ方向の経路検索の場合と同様に、障害物のある区画、または、既に埋めようとしている損失値より小さな損失値が設定されているセルに対しては、損失値を設定しない。
損失決定部４０は、損失値を設定または更新した場合には、座標値をＹキュー４６に格納する。
損失決定部４０は、これを、Ｘキュー４３が空になるまで、繰り返す。

図１２を説明する。損失決定部４０は、Ｘキュー４３に格納された座標値を取得し、Ｙ損失マップ４５、Ｙ起点マップ４７のセルを次のように埋める。
（ａ）損失決定部４０は、Ｘキュー４３から座標値（４，０）を取得する。平面４１では座標値（４，０）からは＋Ｙ方向、−Ｙ方向のうち−Ｙ方向へ進める。損失決定部４０は、Ｙ損失マップ４５の座標（３，０），（２，０）に、損失値１，２を設定する。
（ｂ）損失決定部４０は、損失値１，２の設定の際、Ｙ起点マップ４７の座標（３，０），（２，０）に、損失値１，２の計算の元となった損失値０が設定されているＸキュー４３における座標値（４，０）を設定し、また、Ｙキュー４６に、座標値（３，０），（２，０）を設定する。
（ｃ）損失決定部４０は、Ｘキュー４３から座標値（４，１）を取得する。障害物があるため、座標値（４，１）の座標からは＋Ｙ方向、−Ｙ方向のどちらにも進めない。損失決定部４０はＸキュー４３から次の座標値を取得する。
（ｄ）損失決定部４０は、Ｘキュー４３から座標値（４，２）を取得する。障害物があるため、座標値（４，２）の座標からは＋Ｙ方向、−Ｙ方向のどちらにも進めない。損失決定部４０はＸキュー４３から次の座標値を取得する。
（ｅ）損失決定部４０は、Ｘキュー４３から座標値（４，３）を取得する。障害物があるため、座標値（４，３）の座標からは＋Ｙ方向、−Ｙ方向のどちらにも進めない。損失決定部４０はＸキュー４３から次の座標値を取得する。
（ｆ）損失決定部４０は、Ｘキュー４３から座標値（４，４）を取得する。座標値（４，４）の座標からは−Ｙ方向に進める。つまり座標（４，４）からは座標（０，４）に向かって進める。損失決定部４０は、Ｙ損失マップ１４２の座標（３，４），（２，４），（１，４），（０，４）に、損失値８，９，１０，１１を設定する。座標（３，４）の損失値が８となるのは、起点セルとなるＸキュー４３の座標値（４，４）に対して座標（３，４）は図９の「曲がり」に該当するためである。
（ｇ）損失決定部４０は、損失値８，９，１０，１１の設定の際、Ｙ起点マップ４７の座標（３，４），（２，４），（１，４），（０，４）に、損失値８，９，１０，１１の計算の元となった損失値４が設定されているＸキュー４３における起点セルの座標値（４，４）を設定する。
（ｈ）損失決定部４０は、Ｙキュー４６に、座標値（３，４），（２，４），（１，４），（０，４）を設定する。

＜ステップＳ１１０＞
ステップＳ１１０において、損失決定部４０は、経路検索が終了したかどうかを判定する。損失決定部４０は、Ｘキュー４３、Ｙキュー４６の座標値がなくなるまで、ステップＳ１０８〜ステップＳ１０９を繰り返す。この例では、２回目、３回目のＸ方向検索と、２回目のＹ方向検索が続く。

＜Ｓ１０８：２回目のＸ方向の検索＞
図１３は、２回目のステップＳ１０８を示す図である。図１３を説明する。
（ａ）損失決定部４０は、Ｙキュー４６から座標値（３，０）を取得する。障害物があるため、座標値（３，０）の座標からは＋Ｘ方向、−Ｘ方向のどちらにも進めない。損失決定部４０はＹキュー４６から次の座標値を取得する。
（ｂ）損失決定部４０は、Ｙキュー４６から座標値（２，０）を取得する。座標値（２，０）の座標からは＋Ｘ方向に進める。つまり座標（２，０）からは座標（２，２）に向かって進める。損失決定部４０は、Ｘ損失マップ４２の座標（２，１），（２，２）に、損失値６，７を設定する。座標（２，１）の損失値が６となるのは、起点となるＹキュー４６の座標値（２，０）に対して座標（２，１）は「曲がり」に該当するためである。
（ｃ）損失決定部４０は、損失値６，７の設定の際、Ｘ起点マップ４４の座標（２，１），（２，２）に、損失値６，７の計算の元となった損失値２が設定されているＹキュー４６における起点セルの座標値（２，０）を設定する。
（ｄ）また、損失決定部４０は、Ｘキュー４３に、座標値（２，１），（２，２）を設定する。
（ｅ）損失決定部４０は、Ｙキュー４６から座標値（３，４），（２，４），（１，４）を取得するが、これらの座標値の座標からは＋Ｘ方向、−Ｘ方向のどちらにも進めない。損失決定部４０はＹキュー４６から次の座標値を取得する。
（ｆ）損失決定部４０は、Ｙキュー４６から座標値（０，４）を取得する。座標値（０，４）の座標からは−Ｘ方向に進める。座標（０，４）からは座標（０，３）に向かって進める。なお座標（０，３）は終点Ｅである。損失決定部４０は、Ｘ損失マップ４２の座標（０，３）に、損失値１５を設定する。座標（０，３）の損失値が１５となるのは、起点となるＹキュー４６の座標値（０，４）に対して座標（０，３）は「曲がり」に該当するためである。
（ｇ）損失決定部４０は、損失値１５の設定の際、Ｘ起点マップ４４の座標（０，３）に、損失値１５の計算の元となった損失値１１が設定されているＹキュー４６における起点セルの座標値（０，４）を設定する。損失決定部４０は、Ｘキュー４３に座標値（０，３）を設定する。

＜Ｓ１０９：２回目のＹ方向検索＞
図１４は、２回目のステップＳ１０９を示す図である。図１４を説明する。
（ａ）損失決定部４０は、Ｘキュー４３から座標値（２，１）を取得する。座標値（２，１）の座標からは＋Ｙ方向、−Ｙ方向のどちらにも進めない。損失決定部４０はＸキュー４３から次の座標値を取得する。
（ｂ）損失決定部４０は、Ｘキュー４３から座標値（２，２）を取得する。座標値（２，２）の座標からは−Ｙ方向に進める。つまり座標（２，２）からは座標（１，２）、（０，２）に進める。損失決定部４０は、Ｙ損失マップ４５の座標（１，２），（０，２）に、損失値１１，１２を設定する。座標（１，２）の損失値が１１となるのは、起点となるＸキュー４３の座標値（２，２）に対して座標（１，２）は「曲がり」に該当するためである。
（ｃ）損失決定部４０は、損失値１１，１２の設定の際、Ｙ起点マップ４７の座標（１，２），（０，２）に、損失値１１，１２の計算の元となった損失値７が設定されているＹキュー４６における起点セルの座標値（２，２）を設定する。また、損失決定部４０は、Ｙキュー４６に、座標値（１，２），（０，２）を設定する。
（ｄ）損失決定部４０は、Ｘキュー４３から座標値（０，３）を取得する。座標値（０，３）は終点セル４１Ｅである。よって損失決定部４０は２回目のＹ方向の経路検索を終了する。

＜Ｓ１０８：３回目のＸ方向検索＞
図１５は、３回目のステップＳ１０８を説明する図である。図１５を説明する。
（ａ）損失決定部４０は、Ｙキュー４６から座標値（１，２）を取得する。座標値（１，２）の座標からは＋Ｘ方向、−Ｘ方向のどちらにも進めない。損失決定部４０はＹキュー４６から次の座標値を取得する。
（ｂ）損失決定部４０は、Ｙキュー４６から座標値（０，２）を取得する。座標値（０，２）の座標からは＋Ｘ方向の座標（０，３）に進める。座標（０，３）は終点セル４１Ｅである。座標（０，２）から座標（０，３）に進む場合、損失値は１６となる。これはすでに終点セル４１Ｅに設定されている損失値よりも大きいので、損失決定部４０は損失値１６を設定しない。損失値が１６となるのは、起点となるＹキュー４６の座標値（０，２）に対して「曲がり」に該当するためである。
（ｃ）損失決定部４０は、Ｙキュー４６が空になり、また、終点セル４１Ｅに到達したためＸ方向の経路検索を終了する。処理はステップＳ１１１に進む。
（ｄ）この場合、損失決定部４０は、座標（４，０）→座標（４，４）→座標（０，４）→座標（０，３）の第１の配管経路と、座標（４，０）→座標（２，０）→座標（２，２）→座標（０，２）→座標（０，３）の第２の配管経路とを検索したことになる。損失決定部４０は検索過程の損失値を損失マップに設定する。このように、損失決定部４０は、配管経路を複数検索する場合に平面４１における各配管経路の各セルにおける流体の圧力損失値を損失情報５１を用いて決定する。
また、損失決定部４０は、始点セル４１Ｓから終点セル４１Ｅまでの複数のセルのつながりで形成される第１の配管経路あるいは第２の配管経路のような配管経路を複数検索し、複数の配管経路の各配管経路に対して、始点セル４１Ｓから終点セル４１Ｅまで流体が流れる場合の圧力損失値を、損失情報５１を用いて決定する。

＜ステップＳ１１１＞
図１６は、ステップＳ１１１を説明する図である。ステップＳ１１１において、経路トレース部３０は、Ｘ損失マップ４２，Ｙ損失マップ４５のうち、終点Ｅの損失値の低い値を取得し、対応するＸ起点マップ４４、Ｙ起点マップ４７を用いて、配管経路をバックトレースする。この例では次の様である。
（ａ）経路トレース部３０は、Ｘ損失マップ４２の終点Ｅの損失値１５を取得する。
（ｂ）経路トレース部３０は、Ｘ起点マップ４４における終点セル４１Ｅの座標から、この座標に設定されている座標値（０，４）を取得する。
（ｃ）経路トレース部３０は、座標値（０，４）からＹ起点マップ４７の座標（０，４）を参照し、座標（０，４）の座標値（４，４）を取得する。
（ｄ）経路トレース部３０は、座標値（４，４）からＸ起点マップ４４の座標（４，４）を参照し、座標（４，４）に設定されている座標値（４，０）を取得する。
（ｅ）経路トレース部３０は、座標値（４，０）から始点セル４１Ｓに到達する。これによりバックトレースが終了する。

バックトレースにより、始点セル４１Ｓ→座標（４，４）→座標（０，４）→終点セル４１Ｅの配管経路が特定される。この配管経路は、平面４１において、圧力損失がもっとも小さい経路である。

＜ステップＳ１１２＞
経路トレース部３０は始点セル４１Ｓまでのバックトレースが終了した場合、処理を完了する（ステップＳ１１２のＹＥＳ）。

＜ステップＳ１１３＞
ステップＳ１１３において、ＸＹ配管配備部６０は、バックトレースで特定した、圧力損失値の最も小さい配管経路を通過する配管をＢＩＭの電子図面に配備する。

＜ステップＳ１１４＞
ステップＳ１１４において、ＸＹ配管配備部６０は、ステップＳ１０４からステップＳ１１４の処理を、ステップＳ１０３で抽出した複数の平面４１のそれぞれの平面４１に対して実施する。

（＊＊＊実施の形態１の効果＊＊＊）
実施の形態１の圧力損失決定装置１では、損失決定部４０は、損失情報５１を用いて、始点セル４１Ｓから、終点セル４１Ｅまでの配管経路を決定する。よって、圧力損失のより小さい配管経路を決定することができる。

実施の形態１の圧力損失決定装置１では、圧力損失の評価のために、移動方向に応じた損失評価のための複数の損失マップ、バックトレースに使用するための起点情報を保持する複数の起点マップを用いて圧力損失を評価する。よって、圧力損失決定装置１は、圧力損失がより小さくなる配管経路を、簡易な構成で抽出することができる。

＜変形例１＞
以上に説明した実施の形態１では、図９の損失情報５１の「曲がり」は、平面４１内において９０度の場合であった。変形例として、以上の説明は、９０度以外の曲がり配管を使用する場合にも適用できる。具体例として、４５度の曲がり配管に対応するためには、４５度の曲がり配管のための損失マップおよび起点マップをそれぞれ使用する。また、圧力損失のパラメータとして、４５度の場合の情報を保持する。

＜変形例２＞
図１７は、変形例２を示す図である。以上の実施の形態１では、圧力損失決定装置１は、平面４１を用いて配管経路を検索した。変形例２として、経路トレース部３０は、平面４１の代わりに、３次元の配管経路を決定するため、図１７に示すように直方体を抽出する。図１７は３次元の配管経路の決定方法を説明する図である。経路トレース部３０は図１７の（ａ）に示す直方体を抽出する。経路トレース部３０は、抽出した直方体を複数のセルに分割する。損失決定部４０は、上述の実施の形態１ではＸ方向の経路検索及びＹ方向の経路検索を行った。変形例２では、損失決定部４０は直方体に対して、３次元で経路検索を行う。図１７の（ｂ）〜（ｄ）は損失決定部４０の経路検索の方向を示す。図１７の（ｂ）のように、損失決定部４０は、ＸＹ平面で見た場合、斜線で示す基準となるセルから８方向に経路を進めることができる。また図１７の（ｃ）、（ｄ）のように、損失決定部４０は、ＸＺ平面、ＹＺ平面でみた場合は、基準となるセルからいずれも８方向に経路を進めることができる。直方体を抽出して３次元の配管経路を検索し、３次元で圧力損失を評価する場合には、複数の損失マップ、複数の起点マップ及び複数のキューを使用する。

＜変形例３＞
変形例３は、上記の実施の形態１で述べた圧力損失決定装置１が、構造設計等の機能を有するＣＡＤツールと一体になって利用される場合である。上記の実施の形態１で述べた圧力損失決定装置１は、ＣＡＤツールのソフトウェアが組み込まれたＣＡＤ装置と接続されており、互いにデータをやり取りできる構成でもよい。あるいは圧力損失決定装置１を実現する圧力損失決定プログラムをＣＡＤツールであるＣＡＤプログラムが含む構成でもよい。これらの構成により、配管設計と、配管設計以外の構造設計等との両方を、効率よく処理できる。

＜変形例４＞
変形例４は、圧力損失決定装置１による自動配管の決定結果を含むＢＩＭ情報を、ネットワーク経由でアップロードし、自動配管の決定結果を含むＢＩＭ情報をダウンロードできるＷｅｂサービスを構築する。このＷｅｂサービスにより、自動配管の決定結果を必要とするユーザは、簡易に自動配管の決定結果を取得できる。

＊＊＊ハードウェア構成の説明＊＊＊
最後に、圧力損失決定装置１のハードウェア構成の補足説明を行う。図２に示す演算処理装置８１は、プロセッシングを行うＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。演算処理装置８１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等である。図２に示す主記憶装置８２あるいは補助記憶装置８３は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等である。主記憶装置８２、補助記憶装置８３には、図１の「〜部」を実現するプログラムの他に、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）も記憶されている。そして、ＯＳの少なくとも一部がプロセッサ１１により実行される。演算処理装置８１はＯＳの少なくとも一部を実行しながら、図１の「〜部」の機能を実現するプログラムを実行する。図２では、１つの演算処理装置８１が図示されているが、圧力損失決定装置１は複数の演算処理装置を備えていてもよい。また図１の「〜部」の処理の結果を示す情報やデータや信号値や変数値が、主記憶装置８２、補助記憶装置８３、又は演算処理装置８１内のレジスタ又はキャッシュメモリに記憶される。また、図１の「〜部」の機能を実現するプログラムは、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ（登録商標）ディスク、ＤＶＤ等の可搬記憶媒体、プログラムプロダクトに記憶されてもよい。

また、図１の「〜部」を、「回路」又は「工程」又は「手順」又は「処理」に読み替えてもよい。また、圧力損失決定装置１は、ロジックＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＧＡ（Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）といった電子回路により実現されてもよい。この場合は、図１の「〜部」は、それぞれ電子回路の一部として実現される。なお、プロセッサ及び上記の電子回路を総称してプロセッシングサーキットリーともいう。

１ 圧力損失決定装置、２ ＢＩＭ情報記憶装置、３ 配管情報記憶装置、４ 表示装置、５ パイプスペース、６ 室内機、１０ ＢＩＭ情報管理部、２０ Ｚ配管配備部、３０ 経路トレース部、４０ 損失決定部、４１ 平面、４１Ｓ 始点セル、４１Ｅ 終点セル、４１ａ 一方のセル、４１ｂ 他方のセル、４１ｃ 上流セル、４２ Ｘ損失マップ、４３ Ｘキュー、４４ Ｘ起点マップ、４５ Ｙ損失マップ、４６ Ｙキュー、４７ Ｙ起点マップ、５０ 配管情報管理部、５１ 損失情報、６０ ＸＹ配管配備部、８１ 演算処理装置、８２ 主記憶装置、８３ 補助記憶装置、８４ インタフェース装置、８５ 入力Ｉ／Ｆ、８６ 表示Ｉ／Ｆ、８７ 入力装置、８８ 表示装置、９１ 分割部、９２ 損失情報記憶部、９３ 配管スペース。

Claims (6)

1. 建物をデータ化した３次元の建物情報から配管を配置すべき２次元の平面を抽出し、抽出した前記平面をメッシュ分割して複数のセルに分割し、前記複数のセルのうち前記配管の始点となる始点セルと、前記配管の終点となる終点セルとを設定する分割部と、
   前記複数のセルのうち一方のセルから前記一方のセルに隣接する他方のセルに前記配管を介して流体が流れる場合の、セル間における前記流体の圧力損失値を示す損失情報を記憶する損失情報記憶部と、
   前記始点セルから前記終点セルまでの前記セルのつながりで形成される配管経路を複数検索し、複数の配管経路の各配管経路に対して、前記始点セルから前記終点セルまで前記流体が流れる場合の圧力損失値を、前記損失情報を用いて決定する損失決定部と
   を備える圧力損失決定装置。
2. 前記損失情報は、
   前記一方のセルと、前記他方のセルと、前記一方のセルに上流で隣接し、前記流体が前記一方のセルに流入する上流セルとが直線状の配置の場合と、前記一方のセルと前記他方のセルとが直線状の配置であり、かつ、前記上流セルが、前記一方のセルから前記他方のセルに向かう方向に対して右方向と左方向とのいずれかで前記一方のセルに隣接する場合とでは、前記一方のセルと、前記他方のセルとの間における前記流体の圧力損失値が異なる請求項１に記載の圧力損失決定装置。
3. 前記分割部は、
   メッシュ分割された前記平面の座標に対応する座標が設定された起点マップを生成し、
   前記損失決定部は、
   前記配管経路を複数検索する場合に前記平面における各配管経路の各セルにおける前記流体の圧力損失値を前記損失情報を用いて決定し、前記圧力損失値が決定された前記セルの座標に対応する前記起点マップの座標に、決定された前記圧力損失値の決定の起点となるセルの座標値を設定し、
   前記分割部は、
   前記起点マップを用いて前記終点セルから前記始点セルまで、前記配管経路をバックトレースする請求項１または請求項２に記載の圧力損失決定装置。
4. 前記分割部は、
   前記建物情報に含まれ、前記建物の階層をまたがって前記建物の高さ方向に配置されて内部に配管が収容される配管スペースの情報と、前記建物情報に含まれ、配管される室内機の情報とを使用して、前記平面を抽出する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧力損失決定装置。
5. コンピュータに、
   ３次元の建物情報から配管を配置すべき２次元の平面を抽出し、抽出した前記平面をメッシュ分割して複数のセルに分割し、前記複数のセルのうち前記配管の始点となる始点セルと、前記配管の終点となる終点セルとを設定する処理、
   前記複数のセルのうち一方のセルから前記一方のセルに隣接する他方のセルに前記配管を介して流体が流れる場合の、セル間における前記流体の圧力損失値を示す損失情報を、記憶装置に記憶させる処理、
   前記始点セルから前記終点セルまでの前記セルのつながりで形成される配管経路を複数検索し、複数の配管経路の各配管経路に対して、前記始点セルから前記終点セルまで前記流体が流れる場合の圧力損失値を、前記損失情報を用いて決定する処理と
   を実行させるための圧力損失決定プログラム。
6. コンピュータが、
   ３次元の建物情報から配管を配置すべき２次元の平面を抽出し、抽出した前記平面をメッシュ分割して複数のセルに分割し、前記複数のセルのうち前記配管の始点となる始点セルと、前記配管の終点となる終点セルとを設定し、
   前記複数のセルのうち一方のセルから前記一方のセルに隣接する他方のセルに前記配管を介して流体が流れる場合の、セル間における前記流体の圧力損失値を示す損失情報を、記憶部に記憶し、
   前記始点セルから前記終点セルまでの前記セルのつながりで形成される配管経路を複数検索し、複数の配管経路の各配管経路に対して、前記始点セルから前記終点セルまで前記流体が流れる場合の圧力損失値を、前記損失情報を用いて決定する圧力損失決定方法。

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