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龙图腾网获悉北京市市政工程设计研究总院有限公司申请的专利一种基于BIM和改进型蚁群算法的除臭管道系统生成方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116226962B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-08发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211642723.2，技术领域涉及：G06F30/13；该发明授权一种基于BIM和改进型蚁群算法的除臭管道系统生成方法是由周燕昭;林潇;于文俊;胡帅;沈铮;穆磊;戴明华;李振川;王海龙设计研发完成，并于2022-12-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于BIM和改进型蚁群算法的除臭管道系统生成方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于BIM技术和改进型蚁群算法的除臭管道生成方法，包括：1.收集项目需求后，通过BIM正向或半正向设计，生成梁下可用空间分析图；2.将梁下可用空间分析图网格化，切分为细小的网格单元便于后续计算；3.布置臭气收集点和臭气处理设备的位置；4.通过改进型蚁群算法，执行计算命令，经过正负反馈双重调节加快计算，最终的管道路径规划图；5.结合管道路径规划图自动布置管道，阀门附件，进行设备连管、风口连管；6.根据风口、风管风速要求，复核风管水力，确定最终除臭管道系统。本发明通过改进型蚁群算法，执行计算命令，生成除臭管道系统。

本发明授权一种基于BIM和改进型蚁群算法的除臭管道系统生成方法在权利要求书中公布了：1.一种基于BIM技术和改进型蚁群算法的除臭管道生成方法，其特征在于包括： 1、步骤一，收集项目需求后，通过BIM正向或半正向设计，对梁下空间和净高要求进行差值计算，生成梁下可用二维空间分析图，以减少三维问题求解计算量，其中梁下可用空间分析图具备以下特征： 1-1空间分析图内的质点应满足，在直角坐标系下，一方面，质点的Z方向的坐标，满足梁底可用空间计算公式和满足梁下净高要求的点集公式；另一方面，X、Y方向不与现有项目BIM模型内的构件，即障碍物位置重合，即满足障碍物以外区域的点集公式； 1-2梁底可用空间计算公式 Hunder-bridge＝Hn-Hclear-height-Hbeam-structures-Hpipe+mac 式中，Hunder-bridge为梁底可利用净高，Hn为各房间所在层高，Hclear-height为房间净高，Hbeam-structures为结构梁高，Hpipe+mac为层高扣除梁高和净高之后竖向管线和设备所占的高度； 1-3满足梁下净高要求的点集公式： P＝{Pi，j＝Px，y，z} Hn-z-Hbeam-structures-Hpipe-mac≤Hunder-bridge Pi，j应满足上述公式，式中，P为满足梁下净高要求的所有点Pi，j的集合，z为点在直角坐标系Z轴方向的坐标； 1-4满足障碍物以外区域点集公式： P＝U-P{Pi，j＝Px0，y0} P为满足障碍物以外区域点集，U为研究区域内所有质点的全集， Px0，y0为障碍物的点集；即梁下可用空间质点，应为研究区域的全集内障碍物点集的补集； 2、步骤二，将梁下可用空间分析图网格化，切分为细小的网格单元便于后续计算，网格划分单元具有如下特征： 2-1平面图中，网格尺度划分为1mmx1mm的细小单元，网格尺度可根据工程精细程度、计算速度，在计算机中进行尺度的调整； 2-2网格划分的结果是将二维的空间分析图划分为细小单元，将满足净高要求的点集，容纳到所划分的网格单元中；3、步骤三，在网格拆分后的梁下可用空间分析图中，布置臭气收集点和臭气处理设备的位置，将臭气处理设备管道接口位置作为起点，距除臭设备最远端臭气收集点作为终点，中间位置臭气收集点作为中间点； 4、步骤四，根据梁下可用空间分析图、在除臭管道系统边界参数界面，输入边界条件，包括臭气收集点位置、臭气处理设备位置、建构筑物障碍物位置和管道曲率半径；通过改进型蚁群算法，执行计算命令，经过正负反馈双重调节加快计算，当设计条件发生变更时进行判断并调整边界参数重新进行计算，循环计算，直至生成最终的管道路径规划图，本步骤的特征包括： 4-1定义了改进型蚁群算法中的蚂蚁爬行速度、转移概率、信息素分配、臭气信息素计算公式，及涉及到的参数含义； 4-2规定了除臭管道路径生成方法实施流程，定义此流程求解顺序为：先求解主干路径再计算支路路径； 4-3规定了实施流程的2个求解判断，即是否陷入局部最优解判断和是否个别专业条件发生变更判断，用于判断算法是否可结束计算； 4-4包括了初步试算和复核计算，当外界参数调整变化时，根据设计需要，修改计算边界参数，进行重新计算； 4-5具备正负反馈调节机制；当蚂蚁爬行速度受信息素分配影响时，可解决以下3种调节机制下的计算问题；机制1，当爬行速度缓慢时，通过在信息素分配公式中提高正反馈因子Gstren，增大信息素在此支路的累计，加快蚂蚁爬行速度，即迭代计算速度vτ；机制2：计算停滞陷入局部最优解问题，具体表现为蚂蚁爬行速度vτ→0，对于求解完成或陷入局部最优解的问题情景，通过释放臭气信息素Sbad，通过负反馈调节降低信息素的累计，提醒其他蚁群避免此支路的重复计算，尽快完成此支路的收敛判断，臭气信息素Sbad随蚂蚁的在此不利支路的撤退逐渐减弱，当蚂蚁完全退出此不利路径且恢复正常爬行速度时，臭气信息素停止分泌；机制3：个别专业更改条件问题：此时进行逻辑判断，如无条件变化，输出最优主干管和分支管路径，如有变化，根据具体调整在BIM模型中重新修改对应的初始边界条件，更新梁底可用空间分析图和蚁群算法计算数据，直至计算完成主干和所有分支路径； 4-6改进型蚁群算法的核心函数1，即蚂蚁爬行速度： 式中，vτ定义为蚂蚁爬行瞬时速度，是无限短的微元时间内某一位置蚂蚁爬行位移△L和所用时间△τ的比值； 4-7核心函数2：改进型蚁群算法的转移概率公式： 式中，Gstren为正反馈的强化因子，Sbad为臭气信息素，即负反馈因子，其余参数同传统蚁群算法转移概率公式； 4-8核心函数3：改进型蚁群算法的信息素分配公式： 式中：Gstren为正反馈因子，Gstren∈[1,2]；①正常爬行时，Gstren＝1；需要加快计算速度时，通过正反馈因子快速增加信息素的积累；②蚂蚁爬行停滞陷入局部最优解时，爬行速度vτ→0，通过Sbad臭气信息素负反馈调节算法进程； 4-9核心函数4：臭气信息素计算公式： Sbad为臭气信息素，Sbad≤0，臭气信息素，即负反馈因子，采用加法策略，用于微调算法进程；臭气信息素有3个状态：①初始状态，臭气信息素为0，蚂蚁正常爬行；②陷入局部最优解状态，臭气信息素短时间达到最大而后持续降低，直至恢复状态；③恢复状态，当蚂蚁完全退出不利支路并恢复正常爬行速度，臭气信息素又降为0； 5、步骤五，结合管道路径规划图自动布置管道，阀门附件，进行设备连管、风口连管，本步骤的核心特征： 5-1利用BIM技术，在管道路径形成后，按照设计管径将管道路径的单线图，转变为有实际管道壁厚、管径、材质的双线图，实现自动布管； 5-2手动添加阀门附件和末端风口，完成管道系统的布置； 6、步骤六、根据风口、风管风速要求，复核风管水力，确定最终除臭管道系统； 7、结合规范中对设计参数的变化范围，对阻力损失的要求约定，进行校核计算，调整矩形风管长、宽尺寸或圆形风管的管径，实现除臭管道系统的优化。

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