Acoustic materials database processing in the CAD system by the Hopcroft-Carp algorithm for comparison of bipartite graphs

Abstract

The development of industry has revealed the need for a wide variety of production facilities with special requirements for their acoustic characteristics. As a result, the interior decoration of any production room requires the use of acoustic finishing materials, which ultimately determine the acoustics of the entire production complex. However, at the stage of designing industrial premises, especially when using specialized software, a number of difficulties arise with the justified choice of acoustic finishing materials for this. Taking into account the fact that currently existing programs allow only approximately calculate the acoustics of rooms and not one of them gives an unequivocal answer to the question, the obtained model of the room meets the requirements of the legislation and the customer, therefore there is a need to develop new software that solves this problem. When developing new software of this type, the problem of storing and efficiently processing reference information organized in the form of a database always arises. The paper proposes modeling the desired database in the form of a mathematical apparatus, which is a graph. The solution of this problem was carried out on modeling a database of acoustic materials with bipartite graphs. Based on this, information processing of such a database, in order to find the necessary information in the least time, was carried out using one of the algorithms for comparing bipartite graphs. The Hopcroft-Karp algorithm is used as an algorithm. Based on an example, it was found that the adopted algorithm does not always give the right solution, since it eliminates edges with common end points in the graph model of the database model and creates random edges. Based on the results of the study, a database of acoustic materials in the AUTOCAD system in the AUTOLISP language is proposed and implemented, which corresponds to a graphical model in the form of a tree of oriented graphs, the processing of which allows you to use DFS and BFS scanning algorithms and get the right solution with the least amount of time.

Розвиток промисловості потребує наявності великого різноманіття промислових приміщень з особливими вимогами до їх акустичних характеристик. Як наслідок, внутрішнє оздоблення промислових приміщень потребує використання акустичних оздоблювальних матеріалів, які в кінцевому підсумку визначають акустику всього виробничого комплексу. Однак, на етапі проектування промислових приміщень, особливо при використанні спеціалізованого програмного забезпечення, виникає ряд труднощів з обґрунтованим вибором для цього акустичних оздоблювальних матеріалів. Враховуючи на те, що існуючі на тепер програми дозволяють лише приблизно розрахувати акустику приміщень і жодна з них не дає відповідь на питання, чи задовольняє отримана модель приміщення вимогам законодавства і замовника існує потреба в розробці нового програмного забезпечення, яке вирішує цю проблему. При розробці нового програмного забезпечення такого типу завжди виникає проблема зберігання та ефективної обробки довідкової інформації, що організована у вигляді бази даних. В роботі запропоновано моделювання потрібної бази даних у вигляді математичного апарату, якій уявляє собою граф. Вирішенні поставленої задачі проведено на моделюванні бази даних акустичних матеріалів дводольними графами. Виходячи з цього, обробка інформації такої бази, з метою пошуку потрібної інформації у найменший час, проведена з використанням одного з алгоритмів для зіставлення дводольних графів. У якості алгоритму використано алгоритм ХопкрофтаКарпа. На основі прикладу установлено, що прийнятий алгоритм не завжди дає вірне рішення, оскільки усуває у прийнятій графовій моделі бази даних ребра із загальними кінцевими точками і створює інцендентні ребра. Виходячи з отриманих результатів дослідження запропоновано і реалізовано у системі AUTOCAD на мові AUTOLISP базу даних акустичних матеріалі, що відповідає графовій моделі у вигляді орієнтованого графового дерева, обробка якого алгоритмами обходу графів DFS и BFS дає вірне рішення з найменшими витратами часу