[發明專利]建筑系統關系拓撲無向圖有向化方法和系統

在審

• 申請號: 202011593950.1
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112686971A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 孫一鳧;沈啟;顧佳;柴狀
• 申請（專利權）人: 博銳尚格科技股份有限公司
• 主分類號: G06T11/20
• 分類號: G06T11/20
• 代理公司: 北京勁創知識產權代理事務所(普通合伙) 11589
• 代理人: 王闖

本發明實施例提供的建筑系統關系拓撲無向圖有向化方法和系統，包括：獲取Revit建筑模型的拓撲關系中的節點信息；對節點信息進行自動修正過濾后，對節點信息進行數據處理，得到節點信息的鄰接矩陣和特征矩陣；將鄰接矩陣和特征矩陣作為輸入值，輸入至預先訓練的特征提取模型進行計算，得到包括節點重力參數的拓撲特征向量；根據拓撲特征向量中每個節點的重力參數的大小得到節點間的指向關系，完成無向圖有向化。本發明將缺乏信息的無向圖數據轉化成具有信息輸出的有向圖關系連接，可以明確給出水管或風管中的水或風的流通方向；還可以檢查出revit模型中的一些建模問題，還可以推廣到其它的拓撲數據信息化中，比如三維模型轉二維系統圖及其展示。

技術領域

本發明涉及建筑信息化技術領域，具體涉及一種建筑系統關系拓撲無向圖有向化方法和系統。

背景技術

在建筑信息化模型中，我們可以提取到設備及管件等之間的連接關系數據，但這些連接關系并沒有很好的為人們所認知。人們的認知包括設備連接的方向性(在管道中的水、風的流向)，設備在系統中的連接方式(如：并聯、串聯、母聯)，設備的功能性劃分(冷凍水循環、冷卻水循環、風循環、水循環)等。建筑的系統連接有效信息化可以進而用來進行三維轉二維的系統圖自動排布、連接關系的正誤診斷等。

發明內容

為了能夠使建筑系統連接有效信息化，進而可以用來進行三維轉二維的系統圖自動排布和連接關系正誤診斷，本發明實施例提供一種建筑系統關系拓撲無向圖有向化方法和系統。其具體技術方案如下：

為實現上述目的，本發明實施例提供一種建筑系統關系拓撲無向圖有向化方法，包括步驟：

獲取Revit建筑模型的拓撲關系中的節點信息；

對所述節點信息進行自動修正過濾后，對所述節點信息進行數據處理，得到所述節點信息的鄰接矩陣和特征矩陣；

將所述鄰接矩陣和所述特征矩陣作為輸入值，輸入至預先訓練的特征提取模型進行計算，得到包括判斷節點方向的重力參數的拓撲特征向量；其中，所述特征提取模型在訓練過程中，所述節點信息的特征矩陣被賦予重力參數信息；

根據所述拓撲特征向量中每個節點的重力參數的大小得到節點間的指向關系，完成無向圖有向化。

進一步的，所述特征提取模型可通過如下步驟訓練得到：

構建建筑機電系統設備的拓撲關系知識庫；

生成所述拓撲關系的節點信息；

對所述節點信息進行數據處理，得到所述節點信息對應的鄰接矩陣和特征矩陣；

基于變分自編碼器的編碼/解碼框架，將所述鄰接矩陣和特征矩陣輸入至圖卷積神經網絡進行編碼，生成包括有重力參數信息的潛向量，將所述潛向量輸入解碼器，得到解碼后的鄰接矩陣；

將所述解碼后的鄰接矩陣輸入至有向拓撲損失函數進行計算，當計算結果小于預設的閾值時，輸出所述圖卷積神經網絡的參數，得到特征提取模型。

進一步的，在所述生成所述拓撲關系的節點信息之前，所述構建建筑機電系統設備的拓撲關系知識庫之后，還包括將數據庫中積累的多個項目Revit模型拓撲數據與生成的拓撲關系進行比較，對生成的拓撲關系進行對比修正。

進一步的，所述有向拓撲損失函數包括拓撲損失函數和方向損失函數，拓撲損失函數是對比原鄰接矩陣和解碼后鄰接矩陣計算加權交叉熵得到，方向損失函數為：

Y_i，j是X_i對X_j的方向

式中，F表示節點數，Z表示潛向量，X是特征矩陣，第i個節點連接指向第j個節點，Y_ij為1，否則為0。