專利名稱：一種機場貨運物流系統(tǒng)的輸送機任務調度方法
技術領域：
本發(fā)明涉及任務調度，具體地，涉及一種機場貨運物流系統(tǒng)的輸送機多任務并行實時處理的調度方法。
背景技術：
機場貨運物流系統(tǒng)是航空貨運地面貨物處理的主要系統(tǒng)，機場貨運物流系統(tǒng)的貨物輸送部分包括平面輸送設備(輸送機)和移動輸送設備(升降式轉運車和巷道堆垛機)。 大型機場貨運物流系統(tǒng)輸送部分運行模式一般分為手動、單機自動、全自動，在全自動模式下，集裝器的輸送是由計算機監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)輸送任務調度，指揮PLC控制輸送設備運行，完成輸送任務。目前，國內大型機場貨運物流系統(tǒng)輸送部分大多數(shù)都運行在單機自動模式下， 很少有采用計算機監(jiān)控的全自動運行系統(tǒng)。大型機場貨運物流系統(tǒng)集裝區(qū)輸送機設計一般需要滿足同時處理多個集裝板箱的出入輸送，輸送機任務調度是一個比較復雜的問題，輸送機任務調度直接影響到物流系統(tǒng)處理貨物的能力。對于機場貨運物流系統(tǒng)輸送機任務調度的方法很少有文獻描述，現(xiàn)有技術中主要存在兩種方法，一種是順序調度法，其嚴格按照優(yōu)先級順序，串行調度執(zhí)行各項任務，每條任務執(zhí)行完，再執(zhí)行下一條任務，但由于這種調度方法耗時太長、效率太低，在實際應用中一般不會使用；另一種是按優(yōu)先級并行調度方法，其根據(jù)優(yōu)先級，對沒有路徑沖突的正逆向任務，并行調度處理，當優(yōu)先級低的指令到達優(yōu)先級高的逆向任務通過的路徑時，等待優(yōu)先級高的逆向任務先執(zhí)行，這種方法在處理多種任務并行、布置比較復雜、正逆向任務比較多的情況下，低優(yōu)先級的任務處理緩慢，存在費時長、效率不高的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術中存在的上述缺陷，提供一種在多任務并行時可以提高機場貨運物流系統(tǒng)的輸送機利用率、節(jié)省時間、提高機場貨運物流系統(tǒng)處理貨物能力的輸送機任務調度方法。實現(xiàn)上述目的的技術方案如下一種機場貨運物流系統(tǒng)的輸送機任務調度方法，該方法包括如下步驟(1)根據(jù)輸送機任務的優(yōu)先級，將輸送機的任務排序；(2)將整條輸送線的任務分解為每個輸送機的單步任務；(3)根據(jù)單步任務在輸送機上執(zhí)行的步驟，定義任務的單步狀態(tài)；(4)對于出入同時進行的任務，確定任務經過的公共路徑，通過對低優(yōu)先級任務通過公共路徑的時間和高優(yōu)先級任務到達公共路徑的時間進行比較，判斷低優(yōu)先級的任務是否可以優(yōu)先通過公共路徑。進一步地，所述輸送機任務的優(yōu)先級確定方法為首先將任務按緊急程度排序，對于緊急程度相同的任務，再按生成順序排序，最終的得到輸送機任務按優(yōu)先級排序的隊列。進一步地，對于出入同時進行的任務，確定任務經過的公共路徑，如果低優(yōu)先級任務通過公共路徑的時間小于高優(yōu)先級任務達到公共路徑的時間，則低優(yōu)先級任務可以優(yōu)先通過公共路徑。進一步地，該調度方法具體包括如下步驟步驟1，取出輸送機任務，將輸送機的全部任務按優(yōu)先排序，得到輸送機任務按優(yōu)先級排序的隊列M，按順序取出一條任務Mi進行下一步調度處理；步驟2，確定取出的輸送機任務是否需要調度處理；輸送機任務的單步狀態(tài)用S表示，定義為未處理、占位、等待發(fā)送指令、指令已發(fā)送、單步完成，分別用0、1、2、3、4表示，判斷任務單步狀態(tài)，如果任務單步中有狀態(tài)為等待發(fā)送指令Sj = 2的單步，表示該條任務調度處理已經完成，該任務當前不需要調度處理，返回步驟1，取下一條任務Mw進行調度處理；如果任務單步中沒有狀態(tài)為等待發(fā)送指令。= 2的單步，取出狀態(tài)為占位h = 1的單步和下一單步，分別用Tk表示和Tk+1表示，進行下一步調度處理；步驟3，判斷輸送機狀態(tài)；輸送機狀態(tài)用D表示，定義為全自動、自動停止、非自動，分別用0，1，2表示。輸送機任務的單步Tk經過的輸送機狀態(tài)用Dm表示，判斷輸送機當前任務Mi的當前單步Tk經過的輸送機狀態(tài)Dm和下一單步Tk+1經過的輸送機狀態(tài)Dm+1是否為全自動，如果Dm = 0并且Dm+1 =0，進行下一步調度處理；如果Dm Φ 0或者Dm+1 Φ 0，返回步驟1，取下一條任務Mw進行調度處理；步驟4，判斷輸送機占位；輸送機占位是指經過輸送機的任務單步狀態(tài)為h = 1，判斷輸送機當前任務Mi的下一單步Tk+1經過的輸送機是否被其他任務占位，如果沒有占位，進行下一步調度處理；如果有占位，返回步驟1，取下一條任務Mw進行調度處理；步驟5，判斷是否有逆向任務；判斷下一單步Tk+1經過的輸送機是否有和當前調度任務Mi輸送方向相反，并且優(yōu)先級比該任務優(yōu)先級高的未執(zhí)行任務，以及優(yōu)先級比該任務優(yōu)先級低的正在執(zhí)行的任務， 如果沒有，當前任務Mi可以執(zhí)行，修改當前單步Tk狀態(tài)為等待發(fā)送指令狀態(tài)& = 2，修改下一步單步Tk+1狀態(tài)為占位Sk+1 = 1，進入發(fā)送指令模塊；如果有，進入下一步調度處理。步驟6，計算公共路徑、等待時間和通過時間，本步驟包括以下小步(1)取出經過下一輸送機和當前調度任務Mi方向相反，并且優(yōu)先級比當前任務高的所有未完成任務和優(yōu)先級比當前任務低的正在執(zhí)行的任務，并按優(yōu)先級排序，這一部分任務定義為當前任務Mi的逆向任務，用Q表示；(2)將當前任務Mi的等待時間tMw清零，即tMw = 0 ；(3)取一條逆向任務Qn，計算當前任務Mi和逆向任務&經過的公共路徑，用P表示，P是包含若干個輸送機的集合；(4)取出逆向任務&單步狀態(tài)為占位Sx = 1的單步所經過的輸送機W ；(a)如果輸送機W包含于公共路徑集合P，當前任務Mi無法執(zhí)行，計算出當前任務 Mi等待逆向任務I通過公共路徑的時間tQp ；如果本次計算的等待時間tQp大于當前任務保存的等待時間tMw，用本次計算的等待時間Iep更新當前任務保存的等待時間tMw，即tMw = t^ ；否則不更新；
(b)如果輸送機W不包含于公共路徑集合P，并且逆向任務&的優(yōu)先級比當前任務虬的優(yōu)先級高，求出逆向任務I到達公共路徑的時間、；判斷當前任務Mi通過公共路徑的時間tMp是否小于逆向任務I到達公共路徑的時間tte，如果tMp ^ tQr,則更新當前任務 Mi的等待時間tMw為逆向任務t到達公共路徑的時間、加上逆向任務I通過公共路徑的時間tQp即tMw = V+、；如果tMp < tQr則不更新tMw ；(c)如果輸送機W不包含于公共路徑集合P，并且逆向任務&的優(yōu)先級比當前任務虬的優(yōu)先級低，不判斷處理；(5)取下一條逆向任務Qn+1，重復(3)，⑷步驟，判斷是否需要更新當前任務Mi的等待時間tMw ；(6)所有的逆向任務循環(huán)處理完后，如果當前任務Mi的等待時間tMw為0，則當前任務Mi可以執(zhí)行當前單步Tk，修改當前任務Mi的當前單步Tk的狀態(tài)為等待發(fā)送指令& = 2，修改當前任務Mi的下一步單步Tk+1的狀態(tài)為占位Sk+1 = 1，進入發(fā)送指令模塊等待發(fā)送指令；步驟7，取下一條任務Mi+1，重復步驟2至步驟6進行調度處理；步驟8，待調度處理的任務M中的所有任務都調度處理完后，返回步驟1，重新初始化輸送機的任務隊列，進行下一輪調度處理。以下是對上述調度方法中所涉及的部分概念的解釋說明1、任務單步狀態(tài)根據(jù)調度需要，輸送機任務單步狀態(tài)分為未處理、占位、等待發(fā)送指令、指令已發(fā)送、單步完成，分別用0，1，2，3，4表示。2、多項任務公共路徑多項任務還沒有完成部分通過的公共輸送機。在輸送機任務執(zhí)行過程中，隨著單步任務的不斷完成，多項任務公共路徑在不斷發(fā)生變化，任務每執(zhí)行一步，都需要重新判斷。3、任務進入公共路徑的等待時間如果低優(yōu)先級的任務到達公共路徑時，高優(yōu)先級任務還沒有通過公共路徑，低優(yōu)先級任務等待高優(yōu)先級任務通過公共路徑的時間即為任務進入公共路徑的等待時間。4、任務通過公共路徑的時間任務從進入公共路徑到離開公共路徑的時間。本發(fā)明的有益效果如下1、通過提出正逆向任務的公共路徑、任務等待時間、通過公共路徑的時間等概念， 有效的提高了單條輸送線上出入任務同時存在時的輸送機處理任務能力，避免了出入任務的路徑沖突和死鎖。2、通過動態(tài)地對輸送機任務進行分析處理，使低優(yōu)先級的任務盡可能和高優(yōu)先級任務并行處理，提高了機場貨運物流系統(tǒng)的輸送機輸送集裝器的效率，擴大了機場貨運物流系統(tǒng)處理貨物的能力，尤其對于布置比較復雜，正逆向輸送任務比較多的情況下，其有益效果更加明顯，對輸送系統(tǒng)的輸送效率有較大提高。下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。


附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的限制。在附圖中
圖1為機場貨運物流系統(tǒng)一條集裝貨物輸送線的平面示意圖。
具體實施例方式實施例1以某機場貨運物流系統(tǒng)一條集裝貨物輸送線為例，說明本發(fā)明的一種機場貨運物流系統(tǒng)的輸送機任務調度方法。如圖1所示，其中顯示了某機場貨運物流系統(tǒng)一條集裝貨物輸送線的平面圖。圖中所示編號“3300”等表示輸送臺編號，前兩位表示輸送機所在的列值，后兩位表示輸送機所在的行值。為了表述簡單清楚，假設當前輸送線有4條任務，當前都處在起點位置，它們的輸送路徑分別是任務1 貨架一3111 — 3110 — 3109 — 3108 — 3107 — 3207 — 3307 — 3407
任務 2 3300 — 3301 — 3302 — 3303 — 3304 — 3305 — 3306 — 3307 — 3308 — 3309 — 33 10 — 3311 —貨架任務3 貨架—3111 —3110 —3109 —3108 —3107 —3207 —3307 —3306 —3305 —32 05任務4 3405 — 3305 — 3306 — 3307 — 3308 — 3309 — 3311 —貨架4條任務的優(yōu)先級關系是“任務1 >任務2 >任務3 >任務4”。假設輸送任務經過每一個輸送臺的時間都為單位1，任務輸送過程中輸送機的狀態(tài)始終是全自動。下面比較順序調度、按優(yōu)先級并行調度方法和本發(fā)明調度方法完成這4 條任務花費的時間，如下表所示
權利要求
1.一種機場貨運物流系統(tǒng)的輸送機任務調度方法，其特征在于，該方法包括如下步驟(1)根據(jù)輸送機任務的優(yōu)先級，將輸送機的任務排序；(2)將整條輸送線的任務分解為每個輸送機的單步任務；(3)根據(jù)單步任務在輸送機上執(zhí)行的步驟，定義任務的單步狀態(tài)；(4)對于出入同時進行的任務，確定任務經過的公共路徑，通過對低優(yōu)先級任務通過公共路徑的時間和高優(yōu)先級任務到達公共路徑的時間進行比較，判斷低優(yōu)先級的任務是否可以優(yōu)先通過公共路徑。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種機場貨運物流系統(tǒng)的輸送機任務調度方法，其特征在于，所述輸送機任務的優(yōu)先級確定方法為首先將任務按緊急程度排序，對于緊急程度相同的任務，再按生成順序排序，最終得到輸送機任務按優(yōu)先級排序的隊列。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種機場貨運物流系統(tǒng)的輸送機任務調度方法，其特征在于，對于出入同時進行的任務，確定任務經過的公共路徑，如果低優(yōu)先級任務通過公共路徑的時間小于高優(yōu)先級任務達到公共路徑的時間，則低優(yōu)先級任務可以優(yōu)先通過公共路徑。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種機場貨運物流系統(tǒng)的輸送機任務調度方法，其特征在于，具體包括如下步驟步驟1，取出輸送機任務，將輸送機的全部任務按優(yōu)先排序，得到輸送機任務按優(yōu)先級排序的隊列M，按順序取出一條任務Mi進行下一步調度處理；步驟2，確定取出的輸送機任務是否需要調度處理；輸送機任務的單步狀態(tài)用S表示，定義為未處理、占位、等待發(fā)送指令、指令已發(fā)送、單步完成，分別用0、1、2、3、4表示，判斷任務單步狀態(tài)，如果任務單步中有狀態(tài)為等待發(fā)送指令。=2的單步，表示該條任務調度處理已經完成，該任務當前不需要調度處理，返回步驟 1，取下一條任務Mw進行調度處理；如果任務單步中沒有狀態(tài)為等待發(fā)送指令h = 2的單步，取出狀態(tài)為占位h = 1的單步和下一單步，分別用Tk表示和Tk+1表示，進行下一步調度處理；步驟3，判斷輸送機狀態(tài)；輸送機狀態(tài)用D表示，定義為全自動、自動停止、非自動，分別用0，1，2表示。輸送機任務的單步Tk經過的輸送機狀態(tài)用Dm表示，判斷輸送機當前任務Mi的當前單步Tk經過的輸送機狀態(tài)Dm和下一單步Tk+1經過的輸送機狀態(tài)Dm+1是否為全自動，如果Dm = 0并且Dm+1 = 0，進行下一步調度處理；如果0或者Dm+1 Φ 0，返回步驟1，取下一條任務Mw進行調度處理；步驟4，判斷輸送機占位；輸送機占位是指經過輸送機的任務單步狀態(tài)為h = 1，判斷輸送機當前任務Mi的下一單步Tk+1經過的輸送機是否被其他任務占位，如果沒有占位，進行下一步調度處理；如果有占位，返回步驟1，取下一條任務Mw進行調度處理；步驟5，判斷是否有逆向任務；判斷下一單步Tk+1經過的輸送機是否有和當前調度任務Mi輸送方向相反，并且優(yōu)先級比該任務優(yōu)先級高的未執(zhí)行任務，以及優(yōu)先級比該任務優(yōu)先級低的正在執(zhí)行的任務，如果 沒有，當前任務Mi可以執(zhí)行，修改當前單步Tk狀態(tài)為等待發(fā)送指令狀態(tài)& = 2，修改下一步單步Tk+1狀態(tài)為占位Sk+1 = 1，等待發(fā)送指令；如果有，進入下一步調度處理。步驟6，計算公共路徑、等待時間和通過時間，本步驟包括以下小步(1)取出經過下一輸送機和當前調度任務Mi方向相反，并且優(yōu)先級比當前任務高的所有未完成任務和優(yōu)先級比當前任務低的正在執(zhí)行的任務，并按優(yōu)先級排序，這一部分任務定義為當前任務Mi的逆向任務，用Q表示；(2)將當前任務Mi的等待時間tMw清零，即tMw= 0 ；(3)取一條逆向任務Qn，計算當前任務Mi和逆向任務化經過的公共路徑，用P表示，P 是包含若干個輸送機的集合；(4)取出逆向任務I單步狀態(tài)為占位民=1的單步所經過的輸送機W;(a)如果輸送機W包含于公共路徑集合P，當前任務Mi無法執(zhí)行，計算出當前任務Mi等待逆向任務I通過公共路徑的時間tQp ；如果本次計算的等待時間tQp大于當前任務保存的等待時間tMw，用本次計算的等待時間tQp更新當前任務保存的等待時間tMw，即tMw =、；否則不更新；(b)如果輸送機W不包含于公共路徑集合P，并且逆向任務I的優(yōu)先級比當前任務Mi 的優(yōu)先級高，求出逆向任務1到達公共路徑的時間判斷當前任務Mi通過公共路徑的時間tMp是否小于逆向任務&到達公共路徑的時間tte，如果tMp ^ tQr,則更新當前任務Mi的等待時間tMw為逆向任務I到達公共路徑的時間砧加上逆向任務&通過公共路徑的時間 top 即 tMw = tQr+tQp ；如果 tMp < tQr 則不更新 tMw ；(C)如果輸送機W不包含于公共路徑集合P，并且逆向任務I的優(yōu)先級比當前任務Mi 的優(yōu)先級低，不判斷處理；(5)取下一條逆向任務Qn+1，重復(3)，(4)步驟，判斷是否需要更新當前任務Mi的等待時間tMw ；(6)所有的逆向任務循環(huán)處理完后，如果當前任務Mi的等待時間tMw為0，則當前任務 Mi可以執(zhí)行當前單步Tk，修改當前任務Mi的當前單步Tk的狀態(tài)為等待發(fā)送指令Sk = 2，修改當前任務Mi的下一步單步Tk+1的狀態(tài)為占位Sk+1 = 1，等待發(fā)送指令；步驟7，取下一條任務Mi+1，重復步驟2至步驟6進行調度處理；步驟8，待調度處理的任務M中的所有任務都調度處理完后，返回步驟1，重新初始化輸送機的任務隊列，進行下一輪調度處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機場貨運物流系統(tǒng)的輸送機任務調度方法，該方法包括如下步驟(1)根據(jù)輸送機任務的優(yōu)先級，將輸送機的任務排序；(2)將整條輸送線的任務分解為每個輸送機的單步任務；(3)根據(jù)單步任務在輸送機上執(zhí)行的步驟，定義任務的單步狀態(tài)；(4)對于出入同時進行的任務，確定任務經過的公共路徑，通過對低優(yōu)先級任務通過公共路徑的時間和高優(yōu)先級任務到達公共路徑的時間進行比較，判斷低優(yōu)先級的任務是否可以優(yōu)先通過公共路徑。本發(fā)明通過動態(tài)地對輸送機任務進行分析處理，使低優(yōu)先級的任務盡可能和高優(yōu)先級任務并行處理，提高了機場貨運物流系統(tǒng)的輸送機輸送集裝器的效率，擴大了機場貨運物流系統(tǒng)處理貨物的能力。
文檔編號G06Q10/00GK102236825SQ20101015549
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月26日 優(yōu)先權日2010年4月26日
發(fā)明者宋宇博, 柴獲, 雷斌, 馬殷元 申請人:蘭州交通大學, 蘭州正遠科技有限公司