在整个三维建筑空间中,建筑管道设计合理的重要性不言而喻。传统的建筑管路设计中存在着许多的弊端,设计时间长、严重依靠设计人员经验、各个专业设计出的管路容易交叉碰撞、建筑空间内的使用空间重复利用等。为了解决这样的问题,研究管路自动布局相关技术就被提上了日程。管路自动布局相关技术的应用可以有效的减少建设整个建筑物的施工时长,减少建筑能耗,提高整个建筑空间的使用率。目前的管路自动布局研究还属于初级阶段,仍然有相当多的问题需要解决和研究。管路自动布局问题是一类NP-hard问题,在整个三维建筑空间内有无数个点和无数个线,求解最优管路路径有一定的难度。各个专业的管路设计要求和施工规范不同,所以不同管路的约束条件也不相同,增加了求解最优管路路径的难度。研究三维建筑空间内的管路自动布局求解方法可以提高设计效率、施工效率、建筑空间的使用率。随着时代的进步和设计灵感的不断涌现,建筑物的类型不断增加,并没有一个统一的建筑模型可以用来求解管路最优路径,所以研究出的求解管路最优路径的方法需要可以适用于各个三维建筑,所使用的算法稳定性高,算法执行效率高。便捷、高效的管路自动布局在未来建筑智能化的领域具有非常重要的作用,因此研究三维建筑内的管路自动布局问题及相关应用具有非常重要的工程价值。本文主要研究内容如下:(1)建立三维建筑物模型和管路模型建立出了较为简单的单管路、分支管路、多管路的三维建筑物模型。设计出了基于中间点法的管路初始路径生成方法,可以成功的避开障碍物,但最终生成的结果并不是最好,在接下来会对初始路径生成方法进行改进。(2)对管路初始路径生成方法进行了升级在生成初始路径生成方面,在基于中间点法生成的管路路径上加入一种基于概率选择的方法,当生成下一个关键点时以概率形式给予一定的指导意义,改善三维建筑物中初始管路路径的质量。概率选择的四个评价标准分别是是否产生弯头、是否接近终点、能量值的大小、直线段的长度。(3)在管路自动布局中对人工蜂群算法的相关改进在求解管路最优路径的仿真实验中发现,在算法后期的求解精度不够,可能会陷入局部最优解。所以在标准的人工蜂群算法中引入了 levy飞行和自适应策略,提高了算法在管路自动布局中的寻优能力。最后通过仿真实验后,在建筑模型中生成的管路结果理想。(4)管路自动布局结果在实际软件中的应用主要将理论的仿真结果通过Revit二次开发的形式应用在实际软件中。配置Revit二次开发的相关环境,测试环境是否部署成功,通过理论计算出拐点的方式,将仿真结果应用在Revit2015软件中。(5)研究多管路、分支管路、带约束条件双管路的自动布局方法将单管路自动布局的相关研究延伸到多管路、分支管路、带约束条件双管路的研究中。引入协同进化的思想应用在多管路自动布局中,采用拆分的方式应用在分支管路自动布局中,设计约束条件应用在相关双管路自动布局中。通过仿真实验,显示出了相关仿真实验图。(6)研究Revit二维平面图中非合理管路自动布局区域识别定位由于建筑物类型多样,以后使用的建筑模型也会是多种多样。为了方便建筑模型的建立,采用提取HOG特征结合SVM分类器的方式,定位Revit二维平面图中非管路合理布局位置,方便确定以后在生成建筑物模型的障碍物位置。