一种机场货运物流系统的输送机任务调度方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010155496.1

申请日:

2010.04.26

公开号:

CN102236825A

公开日:

2011.11.09

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):G06F 9/48申请日:20100426授权公告日:20140326终止日期:20150426|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G06Q 10/00申请日:20100426|||公开

IPC分类号:

G06Q10/00

主分类号:

G06Q10/00

申请人:

兰州交通大学; 兰州正远科技有限公司

发明人:

雷斌; 宋宇博; 柴获; 马殷元

地址:

730000 甘肃省兰州市安宁区西路88号兰州交通大学95#信箱

优先权:

专利代理机构:

北京中恒高博知识产权代理有限公司 11249

代理人:

夏晏平

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内容摘要

本发明公开了一种机场货运物流系统的输送机任务调度方法,该方法包括如下步骤:(1)根据输送机任务的优先级,将输送机的任务排序;(2)将整条输送线的任务分解为每个输送机的单步任务;(3)根据单步任务在输送机上执行的步骤,定义任务的单步状态;(4)对于出入同时进行的任务,确定任务经过的公共路径,通过对低优先级任务通过公共路径的时间和高优先级任务到达公共路径的时间进行比较,判断低优先级的任务是否可以优先通过公共路径。本发明通过动态地对输送机任务进行分析处理,使低优先级的任务尽可能和高优先级任务并行处理,提高了机场货运物流系统的输送机输送集装器的效率,扩大了机场货运物流系统处理货物的能力。

权利要求书

1.一种机场货运物流系统的输送机任务调度方法,其特征在于,该
方法包括如下步骤:
(1)根据输送机任务的优先级,将输送机的任务排序;
(2)将整条输送线的任务分解为每个输送机的单步任务;
(3)根据单步任务在输送机上执行的步骤,定义任务的单步状态;
(4)对于出入同时进行的任务,确定任务经过的公共路径,通过对低
优先级任务通过公共路径的时间和高优先级任务到达公共路径的时间进
行比较,判断低优先级的任务是否可以优先通过公共路径。
2.根据权利要求1所述的一种机场货运物流系统的输送机任务调度
方法,其特征在于,所述输送机任务的优先级确定方法为:首先将任务按
紧急程度排序,对于紧急程度相同的任务,再按生成顺序排序,最终得到
输送机任务按优先级排序的队列。
3.根据权利要求1或2所述的一种机场货运物流系统的输送机任务
调度方法,其特征在于,对于出入同时进行的任务,确定任务经过的公共
路径,如果低优先级任务通过公共路径的时间小于高优先级任务达到公共
路径的时间,则低优先级任务可以优先通过公共路径。
4.根据权利要求3所述的一种机场货运物流系统的输送机任务调度
方法,其特征在于,具体包括如下步骤:
步骤1,取出输送机任务,将输送机的全部任务按优先排序,得到输
送机任务按优先级排序的队列M,按顺序取出一条任务Mi进行下一步调度
处理;
步骤2,确定取出的输送机任务是否需要调度处理;
输送机任务的单步状态用S表示,定义为未处理、占位、等待发送指
令、指令已发送、单步完成,分别用0、1、2、3、4表示,判断任务单步
状态,如果任务单步中有状态为等待发送指令Sj=2的单步,表示该条任务
调度处理已经完成,该任务当前不需要调度处理,返回步骤1,取下一条
任务Mi+1进行调度处理;如果任务单步中没有状态为等待发送指令Sj=2的
单步,取出状态为占位Sj=1的单步和下一单步,分别用Tk表示和Tk+1表示,
进行下一步调度处理;
步骤3,判断输送机状态;
输送机状态用D表示,定义为全自动、自动停止、非自动,分别用
0,1,2表示。输送机任务的单步Tk经过的输送机状态用Dm表示,判断输
送机当前任务Mi的当前单步Tk经过的输送机状态Dm和下一单步Tk+1经过的
输送机状态Dm+1是否为全自动,如果Dm=0并且Dm+1=0,进行下一步调度处
理;如果Dm≠0或者Dm+1≠0,返回步骤1,取下一条任务Mi+1进行调度处理;
步骤4,判断输送机占位;
输送机占位是指经过输送机的任务单步状态为Sj=1,判断输送机当前
任务Mi的下一单步Tk+1经过的输送机是否被其他任务占位,如果没有占位,
进行下一步调度处理;如果有占位,返回步骤1,取下一条任务Mi+1进行
调度处理;
步骤5,判断是否有逆向任务;
判断下一单步Tk+1经过的输送机是否有和当前调度任务Mi输送方向相
反,并且优先级比该任务优先级高的未执行任务,以及优先级比该任务优
先级低的正在执行的任务,如果没有,当前任务Mi可以执行,修改当前单
步Tk状态为等待发送指令状态Sk=2,修改下一步单步Tk+1状态为占位Sk+1=1,
等待发送指令;如果有,进入下一步调度处理。
步骤6,计算公共路径、等待时间和通过时间,本步骤包括以下小步:
(1)取出经过下一输送机和当前调度任务Mi方向相反,并且优先级比
当前任务高的所有未完成任务和优先级比当前任务低的正在执行的任务,
并按优先级排序,这一部分任务定义为当前任务Mi的逆向任务,用Q表示;
(2)将当前任务Mi的等待时间tMw清零,即tMw=0;
(3)取一条逆向任务Qn,计算当前任务Mi和逆向任务Qn经过的公共路
径,用P表示,P是包含若干个输送机的集合;
(4)取出逆向任务Qn单步状态为占位Sx=1的单步所经过的输送机W;
(a)如果输送机W包含于公共路径集合P,当前任务Mi无法执行,计
算出当前任务Mi等待逆向任务Qn通过公共路径的时间tQp;如果本次计算
的等待时间tQp大于当前任务保存的等待时间tMw,用本次计算的等待时间
tQp更新当前任务保存的等待时间tMw,即tMw=tQp;否则不更新;
(b)如果输送机W不包含于公共路径集合P,并且逆向任务Qn的优先
级比当前任务Mi的优先级高,求出逆向任务Qn到达公共路径的时间tQr;
判断当前任务Mi通过公共路径的时间tMp是否小于逆向任务Qn到达公共路
径的时间tQr,如果tMp≥tQr,则更新当前任务Mi的等待时间tMw为逆向任务
Qn到达公共路径的时间tQr加上逆向任务Qn通过公共路径的时间tQp即
tMw=tQr+tQp;如果tMp<tQr则不更新tMw;
(c)如果输送机W不包含于公共路径集合P,并且逆向任务Qn的优先
级比当前任务Mi的优先级低,不判断处理;
(5)取下一条逆向任务Qn+1,重复(3),(4)步骤,判断是否需要更新当
前任务Mi的等待时间tMw;
(6)所有的逆向任务循环处理完后,如果当前任务Mi的等待时间tMw
为0,则当前任务Mi可以执行当前单步Tk,修改当前任务Mi的当前单步Tk
的状态为等待发送指令Sk=2,修改当前任务Mi的下一步单步Tk+1的状态为
占位Sk+1=1,等待发送指令;
步骤7,取下一条任务Mi+1,重复步骤2至步骤6进行调度处理;
步骤8,待调度处理的任务M中的所有任务都调度处理完后,返回步
骤1,重新初始化输送机的任务队列,进行下一轮调度处理。

说明书

一种机场货运物流系统的输送机任务调度方法

技术领域

本发明涉及任务调度,具体地,涉及一种机场货运物流系统的输送机
多任务并行实时处理的调度方法。

背景技术

机场货运物流系统是航空货运地面货物处理的主要系统,机场货运物
流系统的货物输送部分包括平面输送设备(输送机)和移动输送设备(升
降式转运车和巷道堆垛机)。大型机场货运物流系统输送部分运行模式一
般分为手动、单机自动、全自动,在全自动模式下,集装器的输送是由计
算机监控系统根据输送任务调度,指挥PLC控制输送设备运行,完成输送
任务。目前,国内大型机场货运物流系统输送部分大多数都运行在单机自
动模式下,很少有采用计算机监控的全自动运行系统。大型机场货运物流
系统集装区输送机设计一般需要满足同时处理多个集装板箱的出入输送,
输送机任务调度是一个比较复杂的问题,输送机任务调度直接影响到物流
系统处理货物的能力。

对于机场货运物流系统输送机任务调度的方法很少有文献描述,现有
技术中主要存在两种方法,一种是顺序调度法,其严格按照优先级顺序,
串行调度执行各项任务,每条任务执行完,再执行下一条任务,但由于这
种调度方法耗时太长、效率太低,在实际应用中一般不会使用;另一种是
按优先级并行调度方法,其根据优先级,对没有路径冲突的正逆向任务,
并行调度处理,当优先级低的指令到达优先级高的逆向任务通过的路径
时,等待优先级高的逆向任务先执行,这种方法在处理多种任务并行、布
置比较复杂、正逆向任务比较多的情况下,低优先级的任务处理缓慢,存
在费时长、效率不高的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述缺陷,提供一种在多任务
并行时可以提高机场货运物流系统的输送机利用率、节省时间、提高机场
货运物流系统处理货物能力的输送机任务调度方法。

实现上述目的的技术方案如下:

一种机场货运物流系统的输送机任务调度方法,该方法包括如下步
骤:

(1)根据输送机任务的优先级,将输送机的任务排序;

(2)将整条输送线的任务分解为每个输送机的单步任务;

(3)根据单步任务在输送机上执行的步骤,定义任务的单步状态;

(4)对于出入同时进行的任务,确定任务经过的公共路径,通过对低
优先级任务通过公共路径的时间和高优先级任务到达公共路径的时间进
行比较,判断低优先级的任务是否可以优先通过公共路径。

进一步地,所述输送机任务的优先级确定方法为:首先将任务按紧急
程度排序,对于紧急程度相同的任务,再按生成顺序排序,最终的得到输
送机任务按优先级排序的队列。

进一步地,对于出入同时进行的任务,确定任务经过的公共路径,如
果低优先级任务通过公共路径的时间小于高优先级任务达到公共路径的
时间,则低优先级任务可以优先通过公共路径。

进一步地,该调度方法具体包括如下步骤:

步骤1,取出输送机任务,将输送机的全部任务按优先排序,得到输送
机任务按优先级排序的队列M,按顺序取出一条任务Mi进行下一步调度处
理;

步骤2,确定取出的输送机任务是否需要调度处理;

输送机任务的单步状态用S表示,定义为未处理、占位、等待发送指
令、指令已发送、单步完成,分别用0、1、2、3、4表示,判断任务单步
状态,如果任务单步中有状态为等待发送指令Sj=2的单步,表示该条任务
调度处理已经完成,该任务当前不需要调度处理,返回步骤1,取下一条
任务Mi+1进行调度处理;如果任务单步中没有状态为等待发送指令Sj=2的
单步,取出状态为占位Sj=1的单步和下一单步,分别用Tk表示和Tk+1表示,
进行下一步调度处理;

步骤3,判断输送机状态;

输送机状态用D表示,定义为全自动、自动停止、非自动,分别用0,
1,2表示。输送机任务的单步Tk经过的输送机状态用Dm表示,判断输送
机当前任务Mi的当前单步Tk经过的输送机状态Dm和下一单步Tk+1经过的输
送机状态Dm+1是否为全自动,如果Dm=0并且Dm+1=0,进行下一步调度处理;
如果Dm≠0或者Dm+1≠0,返回步骤1,取下一条任务Mi+1进行调度处理;

步骤4,判断输送机占位;

输送机占位是指经过输送机的任务单步状态为Sj=1,判断输送机当前
任务Mi的下一单步Tk+1经过的输送机是否被其他任务占位,如果没有占位,
进行下一步调度处理;如果有占位,返回步骤1,取下一条任务Mi+1进行
调度处理;

步骤5,判断是否有逆向任务;

判断下一单步Tk+1经过的输送机是否有和当前调度任务Mi输送方向相
反,并且优先级比该任务优先级高的未执行任务,以及优先级比该任务优
先级低的正在执行的任务,如果没有,当前任务Mi可以执行,修改当前单
步Tk状态为等待发送指令状态Sk=2,修改下一步单步Tk+1状态为占位Sk+1=1,
进入发送指令模块;如果有,进入下一步调度处理。

步骤6,计算公共路径、等待时间和通过时间,本步骤包括以下小步:

(1)取出经过下一输送机和当前调度任务Mi方向相反,并且优先级比
当前任务高的所有未完成任务和优先级比当前任务低的正在执行的任务,
并按优先级排序,这一部分任务定义为当前任务Mi的逆向任务,用Q表示;

(2)将当前任务Mi的等待时间tMw清零,即tMw=0;

(3)取一条逆向任务Qn,计算当前任务Mi和逆向任务Qn经过的公共路
径,用P表示,P是包含若干个输送机的集合;

(4)取出逆向任务Qn单步状态为占位Sx=1的单步所经过的输送机W;

(a)如果输送机W包含于公共路径集合P,当前任务Mi无法执行,计
算出当前任务Mi等待逆向任务Qn通过公共路径的时间tQp;如果本次计算
的等待时间tQp大于当前任务保存的等待时间tMw,用本次计算的等待时间
tQp更新当前任务保存的等待时间tMw,即tMw=tQp;否则不更新;

(b)如果输送机W不包含于公共路径集合P,并且逆向任务Qn的优先级
比当前任务Mi的优先级高,求出逆向任务Qn到达公共路径的时间tQr;判
断当前任务Mi通过公共路径的时间tMp是否小于逆向任务Qn到达公共路径
的时间tQr,如果tMp≥tQr,则更新当前任务Mi的等待时间tMw为逆向任务
Qn到达公共路径的时间tQr加上逆向任务Qn通过公共路径的时间tQp即
tMw=tQr+tQp;如果tMp<tQr则不更新tMw;

(c)如果输送机W不包含于公共路径集合P,并且逆向任务Qn的优先级
比当前任务Mi的优先级低,不判断处理;

(5)取下一条逆向任务Qn+1,重复(3),(4)步骤,判断是否需要更新当
前任务Mi的等待时间tMw;

(6)所有的逆向任务循环处理完后,如果当前任务Mi的等待时间tMw为0,
则当前任务Mi可以执行当前单步Tk,修改当前任务Mi的当前单步Tk的状
态为等待发送指令Sk=2,修改当前任务Mi的下一步单步Tk+1的状态为占位
Sk+1=1,进入发送指令模块等待发送指令;

步骤7,取下一条任务Mi+1,重复步骤2至步骤6进行调度处理;

步骤8,待调度处理的任务M中的所有任务都调度处理完后,返回步
骤1,重新初始化输送机的任务队列,进行下一轮调度处理。

以下是对上述调度方法中所涉及的部分概念的解释说明:

1、任务单步状态:根据调度需要,输送机任务单步状态分为未处理、
占位、等待发送指令、指令已发送、单步完成,分别用0,1,2,3,4表
示。

2、多项任务公共路径:多项任务还没有完成部分通过的公共输送机。
在输送机任务执行过程中,随着单步任务的不断完成,多项任务公共路径
在不断发生变化,任务每执行一步,都需要重新判断。

3、任务进入公共路径的等待时间:如果低优先级的任务到达公共路
径时,高优先级任务还没有通过公共路径,低优先级任务等待高优先级任
务通过公共路径的时间即为任务进入公共路径的等待时间。

4、任务通过公共路径的时间:任务从进入公共路径到离开公共路径
的时间。

本发明的有益效果如下:

1、通过提出正逆向任务的公共路径、任务等待时间、通过公共路径
的时间等概念,有效的提高了单条输送线上出入任务同时存在时的输送机
处理任务能力,避免了出入任务的路径冲突和死锁。

2、通过动态地对输送机任务进行分析处理,使低优先级的任务尽可
能和高优先级任务并行处理,提高了机场货运物流系统的输送机输送集装
器的效率,扩大了机场货运物流系统处理货物的能力,尤其对于布置比较
复杂,正逆向输送任务比较多的情况下,其有益效果更加明显,对输送系
统的输送效率有较大提高。

下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与
本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图
中:

图1为机场货运物流系统一条集装货物输送线的平面示意图。

具体实施方式

实施例1

以某机场货运物流系统一条集装货物输送线为例,说明本发明的一种
机场货运物流系统的输送机任务调度方法。如图1所示,其中显示了某机
场货运物流系统一条集装货物输送线的平面图。

图中所示编号“3300”等表示输送台编号,前两位表示输送机所在的
列值,后两位表示输送机所在的行值。

为了表述简单清楚,假设当前输送线有4条任务,当前都处在起点位
置,它们的输送路径分别是:

任务1:货架→3111→3110→3109→3108→3107→3207→3307→3407

任务2:3300→3301→3302→3303→3304→3305→3306→3307→3308
→3309→3310→3311→货架

任务3:货架→3111→3110→3109→3108→3107→3207→3307→3306
→3305→3205

任务4:3405→3305→3306→3307→3308→3309→3311→货架

4条任务的优先级关系是“任务1>任务2>任务3>任务4”。

假设输送任务经过每一个输送台的时间都为单位1,任务输送过程中
输送机的状态始终是全自动。下面比较顺序调度、按优先级并行调度方法
和本发明调度方法完成这4条任务花费的时间,如下表所示:


下面对3种调度方法调度处理4条任务的过程进行描述。

1、顺序调度方法:严格按照优先级顺序,串行调度执行4条任务,
每条任务执行完成后,再执行下一条任务。这种方法处理任务花费的时间
最长,达到38个单位时间。在实际应用中,由于这种调度方法耗时太长,
效率太低,一般不会使用。

2、按优先级并行调度方法:根据优先级,对没有路径冲突的正逆向
任务,并行调度处理,当优先级低的指令到达优先级高的逆向任务通过的
路径时,等待优先级高的逆向任务先执行。

(1)任务1优先级最高,执行过程中不需要等待其他任务,任务1花
费的时间是8个单位时间。

(2)任务2在路径“3300--3306”这段时,没有比它优先级高的逆
向任务,这段路径可以不间断的连续执行,需要6个单位时间。当任务2
到达3306输送台时,任务1到达3207输送台,3307输送台时任务1和任
务2的公共路径,任务2需要等待任务1先经过3307输送台。任务2需
要在3306输送台等待2个单位时间,任务1才能通过3307输送台。任务
2经过路径“3307--货架”需要5个单位时间。因此,完成任务2需要
的时间为(6+2+5)=13个单位时间。

(3)任务3需要等待任务1离开3111输送台后,才能执行从货架到
3111输送台,需要等待2个单位时间。任务3在路径“货架--3207”这
段时,没有比它优先级高的逆向任务,可以不间断的执行,需要6个单位
时间。任务3到达3207输送台时,任务2在3306输送台,任务3需要等
待任务2通过它们的公共路径3307输送台,需要等待2个单位时间。任
务3经过路径“3307--3205”这段时,没有比它优先级高的逆向任务,
需要4个单位时间。因此,完成任务3需要的时间为(2+6+2+4)=14个单
位时间。

(4)任务4需要等待任务3通过它们的公共路径3305输送台的时间
(2+6+2+4)=14个单位时间。任务4开始输送后,再没有比它优先级高的
逆向任务,需要8个单位时间。因此,完成任务4需要的时间为(2+6+2+4+8)
=22个单位时间。

使用上述方法完成4条任务的总时间为22个单位时间。

3、本发明的输送机任务调度方法:任务1、任务2、任务3的调度处
理和“按优先级并行调度方法”的调度处理结果相同。对于任务4,按照
本发明的调度方法,进行如下步骤处理:

(1)当前步为3405,下一步为3305,经过下一步3305的比任务4优先
级高的未执行的逆向指令有1条,为任务3。

(2)任务3和任务4的公共路径为“3305--3307”,任务3到达公共
路径的时间tQr为8个单位时间(其中2个单位时间是任务3等待任务1
离开3111输送台的时间,6个单位时间是任务3从货架到3207的时间)。
任务4通过公共路径的时间tMp为4个单位时间。由于tMp<tQr,任务4可以
执行。

(3)任务4到达3306输送台时,经过下一步3307输送台的比任务4优
先级高的未执行的逆向任务有2条,为任务1和任务3。

(4)任务1此时到达3110输送台,任务1到达公共路径的时间tQr为4
个单位时间,任务4通过公共路径的时间tMp为2个单位时间由于tMp<tQr,
任务4可以执行。

(5)任务3此时还在货架,任务3到达公共路径的时间tQr为6个单位
时间,任务4通过公共路径的时间tMp为2个单位时间由于tMp<tQr,任务4
可以执行。

因此,任务4在输送的过程中不需要等待,需要8个单位时间,这8
个单位时间内,其他3条任务执行没有受到影响,达到了系统并行处理任
务的最大化。

按照本发明的调度方法,处理该4条任务需要的总时间为14个单位时
间,比按优先级并行调度的方法减少了8个单位时间。

以上实例以某机场货运物流系统某条输送线为例,选取了4条输送任
务对本发明的调度方法进行了说明,其内容不是限定本发明的应用范围。
在实际应用中,本发明的调度方法适合各种输送线的任务调度处理,对于
布置比较复杂,正逆向输送任务比较多的情况下,其优点体现得更加明显,
对输送系统的输送效率有较大提高。

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1、(10)申请公布号 CN 102236825 A (43)申请公布日 2011.11.09 CN 102236825 A *CN102236825A* (21)申请号 201010155496.1 (22)申请日 2010.04.26 G06Q 10/00(2006.01) (71)申请人 兰州交通大学 地址 730000 甘肃省兰州市安宁区西路 88 号兰州交通大学 95# 信箱 申请人 兰州正远科技有限公司 (72)发明人 雷斌 宋宇博 柴获 马殷元 (74)专利代理机构 北京中恒高博知识产权代理 有限公司 11249 代理人 夏晏平 (54) 发明名称 一种机场货运物流系统的输送机任务调。

2、度方 法 (57) 摘要 本发明公开了一种机场货运物流系统的输送 机任务调度方法, 该方法包括如下步骤 : (1) 根据 输送机任务的优先级, 将输送机的任务排序 ; (2) 将整条输送线的任务分解为每个输送机的单步任 务 ; (3) 根据单步任务在输送机上执行的步骤, 定 义任务的单步状态 ; (4) 对于出入同时进行的任 务, 确定任务经过的公共路径, 通过对低优先级任 务通过公共路径的时间和高优先级任务到达公共 路径的时间进行比较, 判断低优先级的任务是否 可以优先通过公共路径。本发明通过动态地对输 送机任务进行分析处理, 使低优先级的任务尽可 能和高优先级任务并行处理, 提高了机场货运。

3、物 流系统的输送机输送集装器的效率, 扩大了机场 货运物流系统处理货物的能力。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 1 页 CN 102236829 A1/2 页 2 1. 一种机场货运物流系统的输送机任务调度方法, 其特征在于, 该方法包括如下步 骤 : (1) 根据输送机任务的优先级, 将输送机的任务排序 ; (2) 将整条输送线的任务分解为每个输送机的单步任务 ; (3) 根据单步任务在输送机上执行的步骤, 定义任务的单步状态 ; (4) 对于出入同时进行的任务, 确定任务经过的公共路径, 通过对低。

4、优先级任务通过公 共路径的时间和高优先级任务到达公共路径的时间进行比较, 判断低优先级的任务是否可 以优先通过公共路径。 2. 根据权利要求 1 所述的一种机场货运物流系统的输送机任务调度方法, 其特征在 于, 所述输送机任务的优先级确定方法为 : 首先将任务按紧急程度排序, 对于紧急程度相同 的任务, 再按生成顺序排序, 最终得到输送机任务按优先级排序的队列。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的一种机场货运物流系统的输送机任务调度方法, 其特 征在于, 对于出入同时进行的任务, 确定任务经过的公共路径, 如果低优先级任务通过公共 路径的时间小于高优先级任务达到公共路径的时间, 则低优先级。

5、任务可以优先通过公共路 径。 4. 根据权利要求 3 所述的一种机场货运物流系统的输送机任务调度方法, 其特征在 于, 具体包括如下步骤 : 步骤 1, 取出输送机任务, 将输送机的全部任务按优先排序, 得到输送机任务按优先级 排序的队列 M, 按顺序取出一条任务 Mi进行下一步调度处理 ; 步骤 2, 确定取出的输送机任务是否需要调度处理 ; 输送机任务的单步状态用 S 表示, 定义为未处理、 占位、 等待发送指令、 指令已发送、 单 步完成, 分别用 0、 1、 2、 3、 4 表示, 判断任务单步状态, 如果任务单步中有状态为等待发送指 令 Sj 2 的单步, 表示该条任务调度处理已经完。

6、成, 该任务当前不需要调度处理, 返回步骤 1, 取下一条任务 Mi+1进行调度处理 ; 如果任务单步中没有状态为等待发送指令 Sj 2 的单 步, 取出状态为占位 Sj 1 的单步和下一单步, 分别用 Tk表示和 Tk+1表示, 进行下一步调度 处理 ; 步骤 3, 判断输送机状态 ; 输送机状态用 D 表示, 定义为全自动、 自动停止、 非自动, 分别用 0, 1, 2 表示。输送机任 务的单步 Tk经过的输送机状态用 Dm表示, 判断输送机当前任务 Mi的当前单步 Tk经过的输 送机状态 Dm和下一单步 Tk+1经过的输送机状态 Dm+1是否为全自动, 如果 Dm 0 并且 Dm+1 0。

7、, 进行下一步调度处理 ; 如果 Dm 0 或者 Dm+1 0, 返回步骤 1, 取下一条任务 Mi+1进行调度 处理 ; 步骤 4, 判断输送机占位 ; 输送机占位是指经过输送机的任务单步状态为 Sj 1, 判断输送机当前任务 Mi的下一 单步 Tk+1经过的输送机是否被其他任务占位, 如果没有占位, 进行下一步调度处理 ; 如果有 占位, 返回步骤 1, 取下一条任务 Mi+1进行调度处理 ; 步骤 5, 判断是否有逆向任务 ; 判断下一单步 Tk+1经过的输送机是否有和当前调度任务 Mi输送方向相反, 并且优先级 比该任务优先级高的未执行任务, 以及优先级比该任务优先级低的正在执行的任务。

8、, 如果 权 利 要 求 书 CN 102236825 A CN 102236829 A2/2 页 3 没有, 当前任务Mi可以执行, 修改当前单步Tk状态为等待发送指令状态Sk2, 修改下一步 单步 Tk+1状态为占位 Sk+1 1, 等待发送指令 ; 如果有, 进入下一步调度处理。 步骤 6, 计算公共路径、 等待时间和通过时间, 本步骤包括以下小步 : (1) 取出经过下一输送机和当前调度任务 Mi方向相反, 并且优先级比当前任务高的所 有未完成任务和优先级比当前任务低的正在执行的任务, 并按优先级排序, 这一部分任务 定义为当前任务 Mi的逆向任务, 用 Q 表示 ; (2) 将当前任。

9、务 Mi的等待时间 tMw清零, 即 tMw 0 ; (3) 取一条逆向任务 Qn, 计算当前任务 Mi和逆向任务 Qn经过的公共路径, 用 P 表示, P 是包含若干个输送机的集合 ; (4) 取出逆向任务 Qn单步状态为占位 Sx 1 的单步所经过的输送机 W ; (a) 如果输送机 W 包含于公共路径集合 P, 当前任务 Mi无法执行, 计算出当前任务 Mi等 待逆向任务 Qn通过公共路径的时间 tQp; 如果本次计算的等待时间 tQp大于当前任务保存的 等待时间 tMw, 用本次计算的等待时间 tQp更新当前任务保存的等待时间 tMw, 即 tMw tQp; 否 则不更新 ; (b) 。

10、如果输送机 W 不包含于公共路径集合 P, 并且逆向任务 Qn的优先级比当前任务 Mi 的优先级高, 求出逆向任务Qn到达公共路径的时间tQr; 判断当前任务Mi通过公共路径的时 间 tMp是否小于逆向任务 Qn到达公共路径的时间 tQr, 如果 tMp tQr, 则更新当前任务 Mi的 等待时间 tMw为逆向任务 Qn到达公共路径的时间 tQr加上逆向任务 Qn通过公共路径的时间 tQp即 tMw tQr+tQp; 如果 tMp tQr则不更新 tMw; (c) 如果输送机 W 不包含于公共路径集合 P, 并且逆向任务 Qn的优先级比当前任务 Mi 的优先级低, 不判断处理 ; (5) 取下。

11、一条逆向任务 Qn+1, 重复 (3), (4) 步骤, 判断是否需要更新当前任务 Mi的等待 时间 tMw; (6) 所有的逆向任务循环处理完后, 如果当前任务 Mi的等待时间 tMw为 0, 则当前任务 Mi可以执行当前单步 Tk, 修改当前任务 Mi的当前单步 Tk的状态为等待发送指令 Sk 2, 修 改当前任务 Mi的下一步单步 Tk+1的状态为占位 Sk+1 1, 等待发送指令 ; 步骤 7, 取下一条任务 Mi+1, 重复步骤 2 至步骤 6 进行调度处理 ; 步骤8, 待调度处理的任务M中的所有任务都调度处理完后, 返回步骤1, 重新初始化输 送机的任务队列, 进行下一轮调度处理。

12、。 权 利 要 求 书 CN 102236825 A CN 102236829 A1/6 页 4 一种机场货运物流系统的输送机任务调度方法 技术领域 0001 本发明涉及任务调度, 具体地, 涉及一种机场货运物流系统的输送机多任务并行 实时处理的调度方法。 背景技术 0002 机场货运物流系统是航空货运地面货物处理的主要系统, 机场货运物流系统的货 物输送部分包括平面输送设备(输送机)和移动输送设备(升降式转运车和巷道堆垛机)。 大型机场货运物流系统输送部分运行模式一般分为手动、 单机自动、 全自动, 在全自动模式 下, 集装器的输送是由计算机监控系统根据输送任务调度, 指挥 PLC 控制输送。

13、设备运行, 完 成输送任务。 目前, 国内大型机场货运物流系统输送部分大多数都运行在单机自动模式下, 很少有采用计算机监控的全自动运行系统。 大型机场货运物流系统集装区输送机设计一般 需要满足同时处理多个集装板箱的出入输送, 输送机任务调度是一个比较复杂的问题, 输 送机任务调度直接影响到物流系统处理货物的能力。 0003 对于机场货运物流系统输送机任务调度的方法很少有文献描述, 现有技术中主要 存在两种方法, 一种是顺序调度法, 其严格按照优先级顺序, 串行调度执行各项任务, 每条 任务执行完, 再执行下一条任务, 但由于这种调度方法耗时太长、 效率太低, 在实际应用中 一般不会使用 ; 另。

14、一种是按优先级并行调度方法, 其根据优先级, 对没有路径冲突的正逆向 任务, 并行调度处理, 当优先级低的指令到达优先级高的逆向任务通过的路径时, 等待优先 级高的逆向任务先执行, 这种方法在处理多种任务并行、 布置比较复杂、 正逆向任务比较多 的情况下, 低优先级的任务处理缓慢, 存在费时长、 效率不高的问题。 发明内容 0004 本发明的目的是针对现有技术中存在的上述缺陷, 提供一种在多任务并行时可以 提高机场货运物流系统的输送机利用率、 节省时间、 提高机场货运物流系统处理货物能力 的输送机任务调度方法。 0005 实现上述目的的技术方案如下 : 0006 一种机场货运物流系统的输送机任。

15、务调度方法, 该方法包括如下步骤 : 0007 (1) 根据输送机任务的优先级, 将输送机的任务排序 ; 0008 (2) 将整条输送线的任务分解为每个输送机的单步任务 ; 0009 (3) 根据单步任务在输送机上执行的步骤, 定义任务的单步状态 ; 0010 (4) 对于出入同时进行的任务, 确定任务经过的公共路径, 通过对低优先级任务通 过公共路径的时间和高优先级任务到达公共路径的时间进行比较, 判断低优先级的任务是 否可以优先通过公共路径。 0011 进一步地, 所述输送机任务的优先级确定方法为 : 首先将任务按紧急程度排序, 对 于紧急程度相同的任务, 再按生成顺序排序, 最终的得到输。

16、送机任务按优先级排序的队列。 0012 进一步地, 对于出入同时进行的任务, 确定任务经过的公共路径, 如果低优先级任 说 明 书 CN 102236825 A CN 102236829 A2/6 页 5 务通过公共路径的时间小于高优先级任务达到公共路径的时间, 则低优先级任务可以优先 通过公共路径。 0013 进一步地, 该调度方法具体包括如下步骤 : 0014 步骤 1, 取出输送机任务, 将输送机的全部任务按优先排序, 得到输送机任务按优 先级排序的队列 M, 按顺序取出一条任务 Mi进行下一步调度处理 ; 0015 步骤 2, 确定取出的输送机任务是否需要调度处理 ; 0016 输送机。

17、任务的单步状态用 S 表示, 定义为未处理、 占位、 等待发送指令、 指令已发 送、 单步完成, 分别用 0、 1、 2、 3、 4 表示, 判断任务单步状态, 如果任务单步中有状态为等待 发送指令 Sj 2 的单步, 表示该条任务调度处理已经完成, 该任务当前不需要调度处理, 返 回步骤1, 取下一条任务Mi+1进行调度处理 ; 如果任务单步中没有状态为等待发送指令Sj 2 的单步, 取出状态为占位 Sj 1 的单步和下一单步, 分别用 Tk表示和 Tk+1表示, 进行下一 步调度处理 ; 0017 步骤 3, 判断输送机状态 ; 0018 输送机状态用 D 表示, 定义为全自动、 自动停止。

18、、 非自动, 分别用 0, 1, 2 表示。输送 机任务的单步 Tk经过的输送机状态用 Dm表示, 判断输送机当前任务 Mi的当前单步 Tk经过 的输送机状态Dm和下一单步Tk+1经过的输送机状态Dm+1是否为全自动, 如果Dm0并且Dm+1 0, 进行下一步调度处理 ; 如果 Dm 0 或者 Dm+1 0, 返回步骤 1, 取下一条任务 Mi+1进行 调度处理 ; 0019 步骤 4, 判断输送机占位 ; 0020 输送机占位是指经过输送机的任务单步状态为 Sj 1, 判断输送机当前任务 Mi的 下一单步 Tk+1经过的输送机是否被其他任务占位, 如果没有占位, 进行下一步调度处理 ; 如 。

19、果有占位, 返回步骤 1, 取下一条任务 Mi+1进行调度处理 ; 0021 步骤 5, 判断是否有逆向任务 ; 0022 判断下一单步 Tk+1经过的输送机是否有和当前调度任务 Mi输送方向相反, 并且优 先级比该任务优先级高的未执行任务, 以及优先级比该任务优先级低的正在执行的任务, 如果没有, 当前任务Mi可以执行, 修改当前单步Tk状态为等待发送指令状态Sk2, 修改下 一步单步 Tk+1状态为占位 Sk+1 1, 进入发送指令模块 ; 如果有, 进入下一步调度处理。 0023 步骤 6, 计算公共路径、 等待时间和通过时间, 本步骤包括以下小步 : 0024 (1) 取出经过下一输送。

20、机和当前调度任务 Mi方向相反, 并且优先级比当前任务高 的所有未完成任务和优先级比当前任务低的正在执行的任务, 并按优先级排序, 这一部分 任务定义为当前任务 Mi的逆向任务, 用 Q 表示 ; 0025 (2) 将当前任务 Mi的等待时间 tMw清零, 即 tMw 0 ; 0026 (3) 取一条逆向任务 Qn, 计算当前任务 Mi和逆向任务 Qn经过的公共路径, 用 P 表 示, P 是包含若干个输送机的集合 ; 0027 (4) 取出逆向任务 Qn单步状态为占位 Sx 1 的单步所经过的输送机 W ; 0028 (a) 如果输送机 W 包含于公共路径集合 P, 当前任务 Mi无法执行,。

21、 计算出当前任务 Mi等待逆向任务 Qn通过公共路径的时间 tQp; 如果本次计算的等待时间 tQp大于当前任务 保存的等待时间 tMw, 用本次计算的等待时间 tQp更新当前任务保存的等待时间 tMw, 即 tMw tQp; 否则不更新 ; 说 明 书 CN 102236825 A CN 102236829 A3/6 页 6 0029 (b) 如果输送机 W 不包含于公共路径集合 P, 并且逆向任务 Qn的优先级比当前任 务 Mi的优先级高, 求出逆向任务 Qn到达公共路径的时间 tQr; 判断当前任务 Mi通过公共路 径的时间 tMp是否小于逆向任务 Qn到达公共路径的时间 tQr, 如果。

22、 tMp tQr, 则更新当前任务 Mi的等待时间 tMw为逆向任务 Qn到达公共路径的时间 tQr加上逆向任务 Qn通过公共路径的 时间 tQp即 tMw tQr+tQp; 如果 tMp tQr则不更新 tMw; 0030 (c) 如果输送机 W 不包含于公共路径集合 P, 并且逆向任务 Qn的优先级比当前任 务 Mi的优先级低, 不判断处理 ; 0031 (5) 取下一条逆向任务 Qn+1, 重复 (3), (4) 步骤, 判断是否需要更新当前任务 Mi的 等待时间 tMw; 0032 (6) 所有的逆向任务循环处理完后, 如果当前任务 Mi的等待时间 tMw为 0, 则当前 任务 Mi可。

23、以执行当前单步 Tk, 修改当前任务 Mi的当前单步 Tk的状态为等待发送指令 Sk 2, 修改当前任务 Mi的下一步单步 Tk+1的状态为占位 Sk+1 1, 进入发送指令模块等待发送 指令 ; 0033 步骤 7, 取下一条任务 Mi+1, 重复步骤 2 至步骤 6 进行调度处理 ; 0034 步骤8, 待调度处理的任务M中的所有任务都调度处理完后, 返回步骤1, 重新初始 化输送机的任务队列, 进行下一轮调度处理。 0035 以下是对上述调度方法中所涉及的部分概念的解释说明 : 0036 1、 任务单步状态 : 根据调度需要, 输送机任务单步状态分为未处理、 占位、 等待发 送指令、 指。

24、令已发送、 单步完成, 分别用 0, 1, 2, 3, 4 表示。 0037 2、 多项任务公共路径 : 多项任务还没有完成部分通过的公共输送机。在输送机任 务执行过程中, 随着单步任务的不断完成, 多项任务公共路径在不断发生变化, 任务每执行 一步, 都需要重新判断。 0038 3、 任务进入公共路径的等待时间 : 如果低优先级的任务到达公共路径时, 高优先 级任务还没有通过公共路径, 低优先级任务等待高优先级任务通过公共路径的时间即为任 务进入公共路径的等待时间。 0039 4、 任务通过公共路径的时间 : 任务从进入公共路径到离开公共路径的时间。 0040 本发明的有益效果如下 : 00。

25、41 1、 通过提出正逆向任务的公共路径、 任务等待时间、 通过公共路径的时间等概念, 有效的提高了单条输送线上出入任务同时存在时的输送机处理任务能力, 避免了出入任务 的路径冲突和死锁。 0042 2、 通过动态地对输送机任务进行分析处理, 使低优先级的任务尽可能和高优先级 任务并行处理, 提高了机场货运物流系统的输送机输送集装器的效率, 扩大了机场货运物 流系统处理货物的能力, 尤其对于布置比较复杂, 正逆向输送任务比较多的情况下, 其有益 效果更加明显, 对输送系统的输送效率有较大提高。 0043 下面通过附图和实施例, 对本发明的技术方案做进一步的详细描述。 附图说明 0044 附图用。

26、来提供对本发明的进一步理解, 并且构成说明书的一部分, 与本发明的实 施例一起用于解释本发明, 并不构成对本发明的限制。在附图中 : 说 明 书 CN 102236825 A CN 102236829 A4/6 页 7 0045 图 1 为机场货运物流系统一条集装货物输送线的平面示意图。 具体实施方式 0046 实施例 1 0047 以某机场货运物流系统一条集装货物输送线为例, 说明本发明的一种机场货运物 流系统的输送机任务调度方法。如图 1 所示, 其中显示了某机场货运物流系统一条集装货 物输送线的平面图。 0048 图中所示编号 “3300” 等表示输送台编号, 前两位表示输送机所在的列值。

27、, 后两位 表示输送机所在的行值。 0049 为了表述简单清楚, 假设当前输送线有 4 条任务, 当前都处在起点位置, 它们的输 送路径分别是 : 0050 任务 1 : 货架 3111 3110 3109 3108 3107 3207 3307 3407 0051 任务2 : 330033013302330333043305330633073308330933 10 3311 货架 0052 任务3 : 货架31113110310931083107320733073306330532 05 0053 任务 4 : 3405 3305 3306 3307 3308 3309 3311 货架 0。

28、054 4 条任务的优先级关系是 “任务 1 任务 2 任务 3 任务 4” 。 0055 假设输送任务经过每一个输送台的时间都为单位 1, 任务输送过程中输送机的状 态始终是全自动。下面比较顺序调度、 按优先级并行调度方法和本发明调度方法完成这 4 条任务花费的时间, 如下表所示 : 0056 0057 下面对 3 种调度方法调度处理 4 条任务的过程进行描述。 0058 1、 顺序调度方法 : 严格按照优先级顺序, 串行调度执行 4 条任务, 每条任务执行完 成后, 再执行下一条任务。这种方法处理任务花费的时间最长, 达到 38 个单位时间。在实 际应用中, 由于这种调度方法耗时太长, 效。

29、率太低, 一般不会使用。 0059 2、 按优先级并行调度方法 : 根据优先级, 对没有路径冲突的正逆向任务, 并行调度 处理, 当优先级低的指令到达优先级高的逆向任务通过的路径时, 等待优先级高的逆向任 务先执行。 说 明 书 CN 102236825 A CN 102236829 A5/6 页 8 0060 (1) 任务 1 优先级最高, 执行过程中不需要等待其他任务, 任务 1 花费的时间是 8 个单位时间。 0061 (2) 任务 2 在路径 “3300-3306” 这段时, 没有比它优先级高的逆向任务, 这段路径 可以不间断的连续执行, 需要6个单位时间。 当任务2到达3306输送台。

30、时, 任务1到达3207 输送台, 3307 输送台时任务 1 和任务 2 的公共路径, 任务 2 需要等待任务 1 先经过 3307 输 送台。任务 2 需要在 3306 输送台等待 2 个单位时间, 任务 1 才能通过 3307 输送台。任务 2 经过路径 “3307- 货架” 需要 5 个单位时间。因此, 完成任务 2 需要的时间为 (6+2+5) 13 个单位时间。 0062 (3) 任务 3 需要等待任务 1 离开 3111 输送台后, 才能执行从货架到 3111 输送台, 需要等待 2 个单位时间。任务 3 在路径 “货架 -3207” 这段时, 没有比它优先级高的逆向 任务, 可。

31、以不间断的执行, 需要 6 个单位时间。任务 3 到达 3207 输送台时, 任务 2 在 3306 输送台, 任务 3 需要等待任务 2 通过它们的公共路径 3307 输送台, 需要等待 2 个单位时间。 任务 3 经过路径 “3307-3205” 这段时, 没有比它优先级高的逆向任务, 需要 4 个单位时间。 因此, 完成任务 3 需要的时间为 (2+6+2+4) 14 个单位时间。 0063 (4)任务4需要等待任务3通过它们的公共路径3305输送台的时间(2+6+2+4) 14 个单位时间。任务 4 开始输送后, 再没有比它优先级高的逆向任务, 需要 8 个单位时间。 因此, 完成任务。

32、 4 需要的时间为 (2+6+2+4+8) 22 个单位时间。 0064 使用上述方法完成 4 条任务的总时间为 22 个单位时间。 0065 3、 本发明的输送机任务调度方法 : 任务 1、 任务 2、 任务 3 的调度处理和 “按优先级 并行调度方法” 的调度处理结果相同。对于任务 4, 按照本发明的调度方法, 进行如下步骤 处理 : 0066 (1) 当前步为 3405, 下一步为 3305, 经过下一步 3305 的比任务 4 优先级高的未执 行的逆向指令有 1 条, 为任务 3。 0067 (2) 任务 3 和任务 4 的公共路径为 “3305-3307” , 任务 3 到达公共路径。

33、的时间 tQr 为 8 个单位时间 ( 其中 2 个单位时间是任务 3 等待任务 1 离开 3111 输送台的时间, 6 个单 位时间是任务 3 从货架到 3207 的时间 )。任务 4 通过公共路径的时间 tMp为 4 个单位时间。 由于 tMp tQr, 任务 4 可以执行。 0068 (3)任务4到达3306输送台时, 经过下一步3307输送台的比任务4优先级高的未 执行的逆向任务有 2 条, 为任务 1 和任务 3。 0069 (4) 任务 1 此时到达 3110 输送台, 任务 1 到达公共路径的时间 tQr为 4 个单位时 间, 任务 4 通过公共路径的时间 tMp为 2 个单位时。

34、间由于 tMp tQr, 任务 4 可以执行。 0070 (5) 任务 3 此时还在货架, 任务 3 到达公共路径的时间 tQr为 6 个单位时间, 任务 4 通过公共路径的时间 tMp为 2 个单位时间由于 tMp tQr, 任务 4 可以执行。 0071 因此, 任务 4 在输送的过程中不需要等待, 需要 8 个单位时间, 这 8 个单位时间内, 其他 3 条任务执行没有受到影响, 达到了系统并行处理任务的最大化。 0072 按照本发明的调度方法, 处理该 4 条任务需要的总时间为 14 个单位时间, 比按优 先级并行调度的方法减少了 8 个单位时间。 0073 以上实例以某机场货运物流系统某条输送线为例, 选取了 4 条输送任务对本发明 的调度方法进行了说明, 其内容不是限定本发明的应用范围。 在实际应用中, 本发明的调度 说 明 书 CN 102236825 A CN 102236829 A6/6 页 9 方法适合各种输送线的任务调度处理, 对于布置比较复杂, 正逆向输送任务比较多的情况 下, 其优点体现得更加明显, 对输送系统的输送效率有较大提高。 说 明 书 CN 102236825 A CN 102236829 A1/1 页 10 图 1 说 明 书 附 图 CN 102236825 A 。

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