基于改进蜂群算法的建筑管路布局约束多目标优化设计

摘要

针对建筑空间管路布局约束多,难以定量分析设计中多指标冲突的问题,提出一种基于改进蜂群算法的建筑空间管路布局优化设计方法。首先,构建三维建筑管路布局模型,以管路总能量值(长度、弯头数量等)、管路避障等为优化目标,构建多约束目标函数。然后,针对传统蜂群算法容易陷入局部最优和难以保证种群多样性的问题,提出基于Levy飞行策略的改进人工蜂群算法,进行多约束下的建筑管路布局优化求解。所提算法在雇佣蜂的搜索阶段,引入Levy飞行策略,根据上一蜜源的能量值及迭代次数自适应调整更新步长,从而提高全局搜索能力并加快收敛速度。实验表明,所提方法比传统蜂群算法不仅在整体探索能力上得到了提升,而且得到的管路路径长度更短、弯头更少、能量值更低,能够满足真实建筑环境中理想管路自动布局的要求。