CN106179973B - 一种包件分拣机动态格口控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种包件分拣机动态格口控制系统，包括包件分拣机数据库、监控模块、管理模块、译码模块、通讯模块、供包控制模块、主环控制模块、格口控制模块、条码阅读模块和托盘控制模块，主环控制模块为PLC、控制板、电机部件组成的智能模块，用于分拣机主环启停和匀速运转控制，它与供包控制模块、条码阅读模块、译码模块、托盘控制模块、格口控制模块和监控模块实时通讯，接收邮件上机信息后通知条码阅读模块识读，根据识读结果得到邮件译码后分配的物理格口信息后，通知托盘控制模块将邮件按指定格口落格。

Description

一种包件分拣机动态格口控制方法及系统

技术领域

本发明属于物流设备技术领域，特别涉及一种包件分拣机动态格口控制方法及系统。

背景技术

随着物流行业发展，包件分拣机应用越来越广泛。包件分拣机是物流配送中心的关键设备之一，通过分拣系统可实现物流配送中心准确、快捷的工作。包件分拣机可以根据用户的要求和场地情况，将邮件按条码、用户、地名、品名等进行自动分拣、装箱(或装袋)、封箱(或封袋)的连续作业。

目前包件分拣机在自动化分拣前，需要配置分拣方案，分拣方案指定邮件各路向对应的物理格口，开班前选择本班次对应的分拣方案，邮件上机后根据自动识读或人工输入的条形码或其他信息查询邮件路向，再根据分拣方案查询路向对应的物理格口，分拣机控制单元通知托盘等执行单元将邮件落入指定的物理格口。

这种控制方式，对业务量大的路向，可以通过增加对应物理格口数量来解决，但是在同一班次里，各路向对应的格口物理位置和数量还是相对固定的，生产中不能实时变更格口路向。在实际应用时，由于每天同一班次包分机处理的各路向邮件数量变化比较大，造成在某些时段里，有些路向配置了格口但没有邮件或者落格邮件数量很少；有些路向邮件量突增，提前指定的物理格口来不及全部收纳，部分邮件不能落入正常格口，只有转而落入收容格口，无法正常分拣。因此，这种固定格口的控制方式存在一定的局限性，在业务量变化的情况下，不能充分利用分拣机的现有格口，影响分拣机的实际处理效率。

发明内容

本发明提供了一种包件分拣机动态格口控制方法，目的在于克服现有技术中的缺点，在包件分拣机生产过程中实现对格口动态分配与实时调整，提高格口使用率和分拣机处理效率。

一种包件分拣机动态格口控制系统，包括包件分拣机数据库、监控模块、管理模块、译码模块、通讯模块、供包控制模块、主环控制模块、格口控制模块、条码阅读模块和托盘控制模块，其中，

主环控制模块为PLC、控制板、电机部件组成的智能模块，用于分拣机主环启停和匀速运转控制，它与供包控制模块、条码阅读模块、译码模块、托盘控制模块、格口控制模块和监控模块实时通讯，接收邮件上机信息后通知条码阅读模块识读，根据识读结果得到邮件译码后分配的物理格口信息后，通知托盘控制模块将邮件按指定格口落格；

供包控制模块为控制板、带串口和网口的计算机、电机、传动部件组成的智能控制系统，用于将所有符合规格要求的邮件平稳、准确地导入主环托盘；

托盘控制模块为控制板、电机、传动部件组成的智能托盘控制系统，它根据主环控制模块命令完成托盘皮带运转，平稳实现邮件从供包台平稳导入托盘和准确落入指定格口；

格口控制模块为控制板、液晶面板、按钮、光电、告警灯组成的智能控制模块，用于格口控制及实现格口状态人机交互；

条码阅读模块为OBR自动阅读器装置，用于邮件条码、地址、品名自动识别；

译码模块，运行译码程序，它接收主环控制模块和数据库信息，主要功能为译码，即为邮件分配物理格口；

通讯模块，运行通讯程序，用于完成与用户信息系统之间的数据交互，从用户信息系统下载邮件的基础信息(分拣方案、人员信息)、邮件分拣信息等数据，存入包分机数据库，供译码模块、管理模块等使用；将数据库中译码模块获取的邮件落格信息、结包封发信息(总包信息和总包中封发的散件信息)上传给用户信息系统；

管理模块，运行管理程序，用于完成分拣机与数据库重要参数的配置与管理，包括用户权限管理、频次管理、系统设置、数据统计功能；

监控模块，运行监控程序，用于对分拣机的运行状态如托盘、格口、供件台、计算机设备进行实时监视和控制；

数据库，用于完成分拣机信息系统数据存储与交互；

主环控制模块与供包控制模块、主环控制模块与格口控制模块通过CAN网路或RS485方式通讯；

主环控制模块与托盘控制模块通过红外或漏缆通讯；

主环控制模块、条码阅读模块、译码模块、通讯模块、管理模块、监控模块和数据库通过网络线与网络交换机相连，主环控制模块、条码阅读模块与译码模块通过socket方式通讯，译码模块、通讯模块、管理模块、监控模块通过数据库交互方式通讯，主环控制模块与监控模块通过OPC或组态接口通讯。

一种包件分拣机动态格口控制方法，引入虚拟格口的概念，虚拟格口定义为路向对应的逻辑代码，当多个路向进同一物理格口时，这些路向所对应的虚拟格口相同，同一路向不能设置多个虚拟格口，

设格口状态为三种，分别为空闲、在用、不可用状态，

空闲格口不对应虚拟格口，不能入格；

在用格口对应某虚拟格口，允许该虚拟格口邮件入格；

不可用格口由于锁格、满格、卡塞、禁用异常情形发生，不允许入格，

格口状态控制方法包括：

步骤A1：格口初始化为空闲状态，不对应虚拟格口，邮件不能入格；

步骤A2：当格口分配给某虚拟格口后，转为在用状态，该虚拟格口邮件可以入格；

步骤A3：当在用格口发生锁格、满格、卡塞、禁用等异常情况时，转为不可用状态，邮件不能入格；

步骤A4：当空闲格口发生锁格、满格、卡塞、禁用等异常情况时，转为不可用状态，邮件不能入格；

步骤A5：当前一状态为在用，造成不可用状态的锁格、满格、卡塞、禁用等情况取消后，格口恢复为在用状态，该虚拟格口邮件允许继续落格；

步骤A6：当前一状态为在用，用户封箱、换箱结束，或者当前一状态为空闲，造成不可用状态的锁格、满格、卡塞、禁用等情况取消后，格口恢复为空闲状态，不对应路向，邮件不能入格，该格口可参与下一轮格口分配。

虚拟格口采用分级管理，可设置优先级和可占用物理格口的数量范围，

定义属于物理格口的占用格口为已分配虚拟格口、处于在用状态或者不可用状态的格口。因为格口不可用时，格口锁格、满格、卡塞、禁用等异常状态可能由于用户处理随时解除，恢复对应原虚拟格口。

设虚拟格口可占用物理格口的数量范围限制，允许设置可占用格口的数量最小值和最大值，

优先级以数值表示，优先级越高的虚拟格口可占用物理格口数量越多；优先级和占用格口数量范围可在分拣过程中实时调整，

定义占用最小数量为虚拟格口可占用物理格口的数量最小值，占用最大数量为虚拟格口可占用物理格口的数量最大值，占用最小数量为0，表示该虚拟格口不必预分配格口，全部根据邮件到达次序动态分配；占用最小数量大于0，表示不论邮件有无上机，系统在分拣开始时和分拣过程中都要为该路向预分配一定数量的物理格口。

一种包件分拣机动态格口控制方法，引入虚拟格口的概念，虚拟格口定义为路向对应的逻辑代码，

包件分拣时，路向对应物理格口修改为路向对应虚拟格口，

分拣方案在分拣前设置，虚拟格口与物理格口的对应关系在分拣过程中由控制系统动态分配，

系统将分拣机主环上所有未分配物理格口的邮件放入缓冲池，在分拣过程中根据缓冲池内各邮件虚拟格口的数量、优先级和占用格口数量实时动态分配邮件物理格口，控制邮件落格，

所述的包件分拣机动态格口控制方法，包括以下步骤：

(1)通讯模块从用户信息系统下载分拣信息，分拣信息记录每个邮件条码对应的路向等信息；

(2)分拣前，用户在管理模块上编制分拣方案，或从通讯模块从用户信息系统下载分拣方案，分拣方案为所有路向设置对应虚拟格口；用户在管理模块上为虚拟格口设置优先级、可占用物理格口的数量范围；

(3)分拣前，用户在管理模块上设置收容格口对应物理格口号。收容格口分为无信息、无格口、拒识等原因，可分别指定对应物理格口，无格口收容为没有找到物理格口的邮件所对应的收容格口，落入无格口收容的邮件量可用来检查不同格口分配方式的效果。收容格口不参与动态分配；

(4)分拣前，管理模块选择本班次分拣方案；格口控制模块初始化所有格口状态；译码模块初始化每个物理格口的种类，确定是作为收容格口还是作为正常格口；将所有正常格口初始化为空闲状态后，为分拣方案中占用最小数量大于0的路向，预分配指定数量的物理格口，允许该虚拟格口邮件入格；

(5)分拣开始时，主环控制模块控制主环运转到额定速度，通知供包控制模块开始上件；

(6)供包控制模块以自动或半自动方式供包，人工输入邮件信息时，供包控制模块只计算到路向或虚拟格口，不再分配物理格口；当邮件通过供包台上机后，供包控制模块通知主环控制模块；

(7)主环控制模块将需要自动识别的邮件通知条码阅读模块，条码阅读识读后将识别结果送译码模块；

(8)主环控制模块将自动识别或人工输入邮件信息传送给译码模块，通知译码模块对所有物理格口为空的邮件进行译码，译码即为邮件分配物理格口；

(9)主环控制模块将译码模块计算的有效物理格口号通知托盘控制模块实现邮件落格，并将落格信息反馈给译码模块，译码模块将相关邮件信息写入数据库供管理模块查询。未分配格口的邮件进入主环再循环等待再次译码；未分配格口的邮件达到最大再循环圈数后落收容格口；

(10)格口控制模块在液晶面板上显示物理格口号码、已分配虚拟格口号码、格口状态、落格邮件数量等信息，实现格口状态人机交互功能，当发生锁格、满格、卡塞、禁用等异常情况时，格口控制模块通过提示灯、按钮灯、液晶面板、蜂鸣器等声光告警，也可通过监控模块通知用户及时处理；

(11)格口控制模块将格口状态信息实时发送主环控制模块，主环控制模块实时转发给译码模块和监控模块，译码模块、主环控制模块根据格口实时状态完成格口状态控制；

(12)监控模块显示主环、供包台、托盘、格口、计算机设备状态，显示落格邮件、告警信息；

(13)分拣过程中，管理模块除了具有目前固定格口控制方式所有功能之外，还可以随时调整虚拟格口的优先级、占用格口数量范围、优先级提升参数，动态调整对其后的格口分配即时生效；

(14)管理模块动态显示各物理格口当前状态和对应虚拟格口、各虚拟格口占用物理格口数量、进入无格口收容的邮件统计信息，管理模块在线对当前收容邮件、缓冲池邮件和历史邮件的信息进行统计分析，计算后给出建议的虚拟格口优先级和数量限制，供用户参考；

(15)通讯模块将落格邮件信息、满格封发时的总包和散件信息上传给用户信息系统。

译码模块将分拣机主环上所有未分配物理格口的邮件放入译码缓冲池，在分拣过程中根据译码缓冲池内各虚拟格口的邮件数量、优先级和占用格口数量实时动态分配物理格口，邮件译码方法如下：

步骤B1.初始化该邮件译码结果为空；

步骤B2.通过数据库中邮件分拣信息和分拣方案查询该邮件对应虚拟格口；

步骤B3.判断该邮件虚拟格口有无可用物理格口，如有，该物理格口号为译码结果，译码结束；否则转步骤B4；

步骤B4.如该邮件虚拟格口无可用物理格口，当前无空闲格口，则该邮件译码结果为空，译码结束；

步骤B5.如该邮件虚拟格口无可用物理格口，当前有空闲格口，则调用空闲格口分配算法分配一个空闲格口，如分配的空闲格口不对应该邮件虚拟格口，转到步骤B4；如分配的空闲格口对应该邮件虚拟格口，则该空闲格口号为译码结果，译码结束。

为衡量缓冲池内各虚拟格口的邮件数量、优先级的重要程度，定义两个优先级提升参数，用于根据邮件数量调整实际优先级：P₁为低优先级提升到高一级，至少需要增加的邮件数量，P₂为低优先级提升到高一级，至少需要增加的邮件数量比例，P₂＞1。设Num_low为低优先级Level_low的邮件数量，Num_high为高优先级Level_high的邮件数量，当满足以下条件允许将该虚拟格口优先级从低优先级Level_low提升到高优先级Level_high，即虚拟格口优先级提升规则如下：

Level_high＝Level_low+1 (1)

Num_low＞P₁+Num_high (2)

Num_low＞P₂*Num_high (3)

式(1)为保证本系统的空闲格口分配算法只允许将虚拟格口优先级根据邮件数量规则向上提升一级；式(2)为邮件数量限制；式(3)为邮件比例限制，

空闲格口分配算法先依据占用最小数量要求预分配空闲格口，然后再根据缓冲池、优先级和占用格口数量每次动态分配一个空闲格口，分配算法描述如下：

步骤C1.先按优先级次序为没有达到占用最小数量要求的虚拟格口预分配物理格口，使各虚拟格口达到占用最小数量要求；

步骤C2.判断有无空闲格口，如无，算法结束；

步骤C3.根据缓冲池中虚拟格口的邮件数量调整实际优先级，取实际优先级最高、缓冲数量最多的邮件所对应的虚拟格口；

步骤C4.检查步骤C3所计算出的虚拟格口当前占用数量最大值限制是否有效，如无效，继续步骤C3计算次优结果，直到占用数量范围有效或缓冲池邮件处理完毕；

步骤C5.如虚拟格口有效，从空闲格口池中取一个空闲格口，分配给该虚拟格口，格口状态由空闲转为在用，算法结束。

一种包件分拣机动态格口控制方法，

采用动态格口与固定格口相结合的混合方式，将部分路向设置为固定格口方式，其它路向设为动态分配方式，

分拣方案要配置两种，分别为分拣方案a，路向与物理格口对应关系；分拣方案b，路向与虚拟格口对应关系。

分拣前，将分拣方案a中的物理格口初始化为在用状态，并将格口工作模式设为固定方式，不参与动态分配；再将其它正常格口初始化为空闲状态，并将格口工作模式设为动态方式，固定格口和收容格口不参与动态分配，

邮件译码方法相应地修改为：

步骤D1.译码时先查询固定格口方式的分拣方案a，如该路向存在，找出相应物理格口为邮件译码结果，译码结束；

步骤D2.查询动态格口方式的分拣方案b，按B1～B5步骤动态分配物理格口。

本发明提出动态格口的控制方法，所谓动态格口就是指各路向对应格口的物理位置不固定，采用动态分配的方式，即在分拣过程中一旦有格口锁格、满格、卡塞、禁用等异常情况发生后，在其处理过程中，该格口不能继续落件，如果新来的邮件正好又是这个格口的邮件，那么可以将新来的邮件先分进当前为空闲格口状态的其他格口中，而原来的异常格口在异常情况解除处理结束后继续落格，或者在封箱、换箱后换作为新的空闲格口进行分拣，也就是格口的物理位置始终是变化的。该方法简单方便，可以最大限度地利用现有的格口数量，提高格口使用效率，进而大幅度提高分拣机实际处理效率。

本发明为包件分拣机的格口分配提供更加灵活、便利、高效的方式，它将分拣机主环上所有未分配物理格口的邮件放入缓冲池，在分拣过程中根据缓冲池内各虚拟格口邮件数量、优先级和占用格口数量范围实时分配物理格口，控制邮件落格；可在线分析当前收容邮件、缓冲池邮件和历史邮件，建议虚拟格口优先级和占用格口数量范围限制；本发明还可根据实际情况，在分拣过程中实时调整优先级提升参数、虚拟格口的优先级和可占用格口数量范围，控制方法灵活方便，能更大限度地利用分拣机格口，提高邮件有效分拣率，分拣机整机处理性能明显优于当前通用的固定格口控制方法。

附图说明

图1为本发明中的动态格口控制系统功能结构图。

图2为本发明中的格口状态及步骤说明图。

图3是本发明中的邮件译码方法流程图；

具体实施方式

本发明提供了一种包件分拣机动态格口控制系统，包括：主环控制模块、供包控制模块、托盘控制模块、格口控制模块、条码阅读模块、译码模块、通讯模块、管理模块、监控模块和数据库，如图1所示。

其中主环控制模块为PLC、控制板、电机等部件组成的智能模块，用于分拣机主环启停和匀速运转控制。它与供包控制模块、条码阅读模块、译码模块、托盘控制模块、格口控制模块和监控模块实时通讯，接收邮件上机信息后通知条码阅读模块识读，根据识读结果得到邮件译码后分配的物理格口信息后，通知托盘控制模块将邮件按指定格口落格。

供包控制模块为控制板、带串口和网口的计算机、电机、传动部件等组成的智能控制系统，用于将所有符合规格要求的邮件平稳、准确地导入主环托盘。

托盘控制模块为控制板、电机、传动部件等组成的智能托盘控制系统，它根据主环控制模块命令完成托盘皮带运转，平稳实现邮件从供包台平稳导入托盘和准确落入指定格口。

格口控制模块为控制板、液晶面板、按钮、光电、告警灯等组成的智能控制模块，用于格口控制及实现格口状态人机交互。

条码阅读模块为OBR自动阅读器装置，用于邮件条码、地址、品名等自动识别。

译码模块为带网卡的计算机，运行译码程序，它接收主环控制模块和数据库信息，主要功能为译码，即为邮件分配物理格口。

通讯模块为带网卡的计算机，运行通讯程序，用于完成与用户信息系统之间的数据交互，从用户信息系统下载邮件的基础信息(分拣方案、人员信息等)、邮件分拣信息等数据，存入包分机数据库，供译码模块、管理模块等使用；将数据库中译码模块获取的邮件落格信息、结包封发信息(总包信息和总包中封发的散件信息)上传给用户信息系统。

管理模块为带网卡的计算机，运行管理程序，用于完成分拣机与数据库重要参数的配置与管理，如用户权限管理、频次管理、系统设置、数据统计等功能。

监控模块为带网卡的计算机，运行监控程序，用于对分拣机的运行状态如托盘、格口、供件台、计算机设备等进行实时监视和控制。

数据库为带网卡的服务器，运行数据库软件，用于完成分拣机信息系统数据存储与交互。

主环控制模块与供包控制模块、主环控制模块与格口控制模块通过CAN网路或RS485等方式通讯；主环控制模块与托盘控制模块通过红外或漏缆通讯；主环控制模块、条码阅读模块、译码模块、通讯模块、管理模块、监控模块和数据库等通过网络线与网络交换机相连，主环控制模块、条码阅读模块与译码模块通过socket方式通讯，译码模块、通讯模块、管理模块、监控模块通过数据库交互方式通讯，主环控制模块与监控模块通过OPC或其它组态接口通讯。

为了实现动态格口控制，本系统增加虚拟格口的概念，虚拟格口定义为路向对应的逻辑代码，当多个路向进同一物理格口时，这些路向所对应的虚拟格口相同；同一路向不能设置多个虚拟格口。

在目前通用的固定格口控制方式中，格口状态分为可用、不可用两种，正常为可用状态，允许入格；当锁格、满格、卡塞、禁用等异常情形时格口转为不可用状态，不允许入格；异常解除后格口恢复可用状态，允许入格。

本系统中格口状态增加为三种，分别为空闲、在用、不可用状态。空闲格口不对应虚拟格口，不能入格；在用格口对应某虚拟格口，允许该虚拟格口邮件入格；不可用格口由于锁格、满格、卡塞、禁用等异常情形发生，不允许入格。如图2所示，格口状态控制方法如下：

步骤A1：格口初始化为空闲状态，不对应虚拟格口，邮件不能入格；

步骤A2：当格口分配给某虚拟格口后，转为在用状态，该虚拟格口邮件可以入格；

步骤A3：当在用格口发生锁格、满格、卡塞、禁用等异常情况时，转为不可用状态，邮件不能入格；

步骤A4：当空闲格口发生锁格、满格、卡塞、禁用等异常情况时，转为不可用状态，邮件不能入格；

步骤A5：当前一状态为在用，造成不可用状态的锁格、满格、卡塞、禁用等情况取消后，格口恢复为在用状态，该虚拟格口邮件允许继续落格；

步骤A6：当前一状态为在用，用户封箱、换箱结束，或者当前一状态为空闲，造成不可用状态的锁格、满格、卡塞、禁用等情况取消后，格口恢复为空闲状态，不对应路向，邮件不能入格，该格口可参与下一轮格口分配。

上述格口状态控制方法中与格口分配相关的如邮件能否入格的控制由译码模块和主环控制模块实现；格口状态采集和格口状态的人机交互功能由格口控制模块实现。

在本系统中，虚拟格口采用分级管理，可设置优先级和可占用物理格口的数量范围。定义占用格口为已分配虚拟格口、处于在用状态或者不可用状态的格口。因为格口不可用时，格口锁格、满格、卡塞、禁用等异常状态可能由于用户处理随时解除，恢复对应原虚拟格口。为了保证机器性能，避免一个虚拟格口由于格口异常占用分拣机过多格口，让大多数虚拟格口有机会分配物理格口，所以本系统提出了虚拟格口可占用物理格口的数量范围限制，允许设置可占用格口的数量最小值和最大值。优先级以数值表示，优先级越高的虚拟格口可占用物理格口数量越多；优先级和占用格口数量范围可在分拣过程中实时调整。

定义占用最小数量为虚拟格口可占用物理格口的数量最小值，占用最大数量为虚拟格口可占用物理格口的数量最大值。占用最小数量为0，表示该虚拟格口不必预分配格口，全部根据邮件到达次序动态分配；占用最小数量大于0，表示不论邮件有无上机，系统在分拣开始时和分拣过程中都要为该路向预分配一定数量的物理格口。

本系统将常用的分拣方案中路向对应物理格口修改为路向对应虚拟格口。分拣方案在分拣前设置，虚拟格口与物理格口的对应关系在分拣过程中由控制系统动态分配。系统将分拣机主环上所有未分配物理格口的邮件放入缓冲池，在分拣过程中根据缓冲池内各邮件虚拟格口的数量、优先级和占用格口数量实时动态分配邮件物理格口，控制邮件落格。

实施例1动态格口控制方法

本方法动态分配分拣机中正常路向对应的物理格口。分拣前，在分拣方案中设置为路向与虚拟格口的对应关系，分拣方案示例如下：

路向	虚拟格口
		北京	chute1
都江堰	chute2
		成都	chute2
南京	chute3
		呼和浩特	chute4

例中都江堰和成都指向同一虚拟格口。

本系统中虚拟格口可设置优先级、占用最小数量、占用最大数量，示例如下：

虚拟格口	优先级	占用最小数量	占用最大数量
				chute1	5	1	3
chute2	3	1	2
				chute3	6	1	5
chute4	1	0	1

例中chute3优先级最高，chute4优先级最低。

分拣前，设置分拣机收容邮件的物理格口，将收容格口初始化为在用状态，收容格口不参与动态分配；再将其它正常路向的物理格口初始化为空闲状态，正常格口与虚拟格口的对应关系在分拣过程中由控制系统动态分配。系统将分拣机主环上所有未分配物理格口的邮件放入缓冲池，在分拣过程中根据缓冲池内各邮件虚拟格口的数量、优先级和占用格口数量实时动态分配邮件物理格口，控制邮件落格。

所述的包件分拣机动态格口控制方法，包括以下步骤：

1.通讯模块从用户信息系统下载分拣信息，分拣信息记录每个邮件条码对应的路向等信息；

2.分拣前，用户在管理模块上编制分拣方案，或从通讯模块从用户信息系统下载分拣方案，分拣方案为所有路向设置对应虚拟格口；用户在管理模块上为虚拟格口设置优先级、可占用物理格口的数量范围。

3.分拣前，用户在管理模块上设置收容格口对应物理格口号。收容格口分为无信息、无格口、拒识等原因，可分别指定对应物理格口。无格口收容为没有找到物理格口的邮件所对应的收容格口，落入无格口收容的邮件量可用来检查不同格口分配方式的效果。收容格口不参与动态分配。

4.分拣前，管理模块选择本班次分拣方案；格口控制模块初始化所有格口状态；译码模块初始化每个物理格口的种类，确定是作为收容格口还是作为正常格口；将所有正常格口初始化为空闲状态后，为分拣方案中占用最小数量大于0的路向，预分配指定数量的物理格口，允许该虚拟格口邮件入格。

5.分拣开始时，主环控制模块控制主环运转到额定速度，通知供包控制模块开始上件。

6.供包控制模块以自动或半自动方式供包。人工输入邮件信息时，供包控制模块只计算到路向或虚拟格口，不再分配物理格口；当邮件通过供包台上机后，供包控制模块通知主环控制模块。

7.主环控制模块将需要自动识别的邮件通知条码阅读模块，条码阅读识读后将识别结果送译码模块。

8.主环控制模块将自动识别或人工输入邮件信息传送给译码模块，通知译码模块对所有物理格口为空的邮件进行译码，译码即为邮件分配物理格口。

译码模块将分拣机主环上所有未分配物理格口的邮件放入译码缓冲池，在分拣过程中根据译码缓冲池内各虚拟格口的邮件数量、优先级和占用格口数量实时动态分配物理格口。如图3所示，邮件译码方法描述如下：

步骤B1.初始化该邮件译码结果为空；

步骤B2.通过数据库中邮件分拣信息和分拣方案查询该邮件对应虚拟格口；

步骤B3.判断该邮件虚拟格口有无可用物理格口，如有，该物理格口号为译码结果，译码结束；否则转步骤B4；

步骤B4.如该邮件虚拟格口无可用物理格口，当前无空闲格口，则该邮件译码结果为空，译码结束；

步骤B5.如该邮件虚拟格口无可用物理格口，当前有空闲格口，则调用空闲格口分配算法分配一个空闲格口，如分配的空闲格口不对应该邮件虚拟格口，转到步骤B4；如分配的空闲格口对应该邮件虚拟格口，则该空闲格口号为译码结果，译码结束。

为衡量缓冲池内各虚拟格口的邮件数量、优先级的重要程度，定义了两个优先级提升参数，用于根据邮件数量调整实际优先级：P₁为低优先级提升到高一级，至少需要增加的邮件数量，P₂为低优先级提升到高一级，至少需要增加的邮件数量比例，P₂＞1。设Num_low为低优先级Leve_low的邮件数量，Num_high为高优先级Level_high的邮件数量，当满足以下条件允许将该虚拟格口优先级从低优先级Level_low提升到高优先级Level_high，即虚拟格口优先级提升规则如下：

Level_high＝Level_low+1 (1)

Num_low＞P₁+Num_high (2)

Num_low＞P₂*Num_high (3)

式(1)为保证本系统的空闲格口分配算法只允许将虚拟格口优先级根据邮件数量规则向上提升一级；式(2)为邮件数量限制；式(3)为邮件比例限制。

空闲格口分配算法先依据占用最小数量要求预分配空闲格口，然后再根据缓冲池、优先级和占用格口数量每次动态分配一个空闲格口，分配算法描述如下：

步骤C1.先按优先级次序为没有达到占用最小数量要求的虚拟格口预分配物理格口，使各虚拟格口达到占用最小数量要求。

步骤C2.判断有无空闲格口，如无，算法结束。

步骤C3.根据缓冲池中虚拟格口的邮件数量调整实际优先级，取实际优先级最高、缓冲数量最多的邮件所对应的虚拟格口。

步骤C4.检查步骤C3所计算出的虚拟格口当前占用数量最大值限制是否有效。如无效，继续步骤C3计算次优结果，直到占用数量范围有效或缓冲池邮件处理完毕；

步骤C5.如虚拟格口有效，从空闲格口池中取一个空闲格口，分配给该虚拟格口，格口状态由空闲转为在用，算法结束。

9.主环控制模块将译码模块计算的有效物理格口号通知托盘控制模块实现邮件落格，并将落格信息反馈给译码模块，译码模块将相关邮件信息写入数据库供管理模块查询。未分配格口的邮件进入主环再循环等待再次译码；未分配格口的邮件达到最大再循环圈数后落收容格口。

10.格口控制模块在液晶面板上显示物理格口号码、已分配虚拟格口号码、格口状态、落格邮件数量等信息，实现格口状态人机交互功能。当发生锁格、满格、卡塞、禁用等异常情况时，格口控制模块通过提示灯、按钮灯、液晶面板、蜂鸣器等声光告警，也可通过监控模块通知用户及时处理。

11.格口控制模块将格口状态信息实时发送主环控制模块，主环控制模块实时转发给译码模块和监控模块，译码模块、主环控制模块根据格口实时状态完成格口状态控制。格口状态控制方法见步骤A1～A6。

12.监控模块显示主环、供包台、托盘、格口、计算机等设备状态，显示落格邮件、告警等信息。

13.分拣过程中，管理模块除了具有目前固定格口控制方式所有功能之外，还可以随时调整虚拟格口的优先级、占用格口数量范围、优先级提升参数，动态调整对其后的格口分配即时生效。

14.管理模块动态显示各物理格口当前状态和对应虚拟格口、各虚拟格口占用物理格口数量、进入无格口收容的邮件统计等信息。管理模块在线对当前收容邮件、缓冲池邮件和历史邮件的信息进行统计分析，计算后给出建议的虚拟格口优先级和数量限制，供用户参考。

15.通讯模块将落格邮件信息、满格封发时的总包和散件信息上传给用户信息系统。

实施例2动态格口与固定格口相结合的控制方法

本方法可进一步拓展为动态格口与固定格口相结合的混合方式，将部分正常路向设置为固定格口方式，其它正常路向设为动态分配方式。这时，分拣方案要配置两种，分别为分拣方案a，设置路向与物理格口对应关系；分拣方案b，设置路向与虚拟格口对应关系。

分拣方案a(固定格口方式)—路向与物理格口对应关系示例：

路向	物理格口
		武汉	1
郑州	2
		开封	2
长春	3

分拣方案b(动态格口方式)—路向与虚拟格口对应关系示例：

分拣前，将收容格口和分拣方案a中的物理格口初始化为在用状态，并将格口工作模式设为固定方式，不参与动态分配；再将其它正常格口初始化为空闲状态，格口工作模式设为动态方式，只有这部分格口参与动态分配。

邮件译码方法相应地修改为：

步骤D1.译码时先查询固定格口方式的分拣方案a，如该路向存在，找出相应物理格口为邮件译码结果，译码结束；

步骤D2.查询动态格口方式的分拣方案b，按B1～B5步骤动态分配物理格口。

Claims (6)

1.一种包件分拣机动态格口控制方法，其特征在于，引入虚拟格口的概念，虚拟格口定义为路向对应的逻辑代码，当多个路向进同一物理格口时，这些路向所对应的虚拟格口相同，同一路向不能设置多个虚拟格口，

设格口状态为三种，分别为空闲、在用、不可用状态，

空闲格口不对应虚拟格口，不能入格；

在用格口对应某虚拟格口，允许该虚拟格口邮件入格；

不可用格口由于锁格、满格、卡塞、禁用异常情形发生，不允许入格，格口状态控制方法包括：

步骤A1：格口初始化为空闲状态，不对应虚拟格口，邮件不能入格；

步骤A2：当格口分配给某虚拟格口后，转为在用状态，该虚拟格口邮件可以入格；

步骤A3：当在用格口发生锁格、满格、卡塞、禁用异常情况时，转为不可用状态，邮件不能入格；

步骤A4：当空闲格口发生锁格、满格、卡塞、禁用异常情况时，转为不可用状态，邮件不能入格；

步骤A5：当前一状态为在用，造成不可用状态的锁格、满格、卡塞、禁用情况取消后，格口恢复为在用状态，该虚拟格口邮件允许继续落格；

步骤A6：当前一状态为在用，用户封箱、换箱结束，或者当前一状态为空闲，造成不可用状态的锁格、满格、卡塞、禁用情况取消后，格口恢复为空闲状态，不对应路向，邮件不能入格，该格口可参与下一轮格口分配。

2.如权利要求1所述的包件分拣机动态格口控制方法，其特征在于，

虚拟格口采用分级管理，可设置优先级和可占用物理格口的数量范围，

定义属于物理格口的占用格口为已分配虚拟格口、处于在用状态或者不可用状态的格口，恢复对应原虚拟格口，

设虚拟格口可占用物理格口的数量范围限制，允许设置可占用格口的数量最小值和最大值，

优先级以数值表示，优先级越高的虚拟格口可占用物理格口数量越多；优先级和占用格口数量范围可在分拣过程中实时调整，

定义占用最小数量为虚拟格口可占用物理格口的数量最小值，占用最大数量为虚拟格口可占用物理格口的数量最大值，占用最小数量为0，表示该虚拟格口不必预分配格口，全部根据邮件到达次序动态分配；占用最小数量大于0，表示不论邮件有无上机，系统在分拣开始时和分拣过程中都要为该路向预分配一定数量的物理格口。

3.一种包件分拣机动态格口控制方法，其特征在于，引入虚拟格口的概念，虚拟格口定义为路向对应的逻辑代码，

包件分拣时，路向对应物理格口修改为路向对应虚拟格口，

分拣方案在分拣前设置，虚拟格口与物理格口的对应关系在分拣过程中由控制系统动态分配，

系统将分拣机主环上所有未分配物理格口的邮件放入缓冲池，在分拣过程中根据缓冲池内各邮件虚拟格口的数量、优先级和占用格口数量实时动态分配邮件物理格口，控制邮件落格，

所述的包件分拣机动态格口控制方法，包括以下步骤：

(1)通讯模块从用户信息系统下载分拣信息，分拣信息记录每个邮件条码对应的路向信息；

(2)分拣前，用户在管理模块上编制分拣方案，或从通讯模块从用户信息系统下载分拣方案，分拣方案为所有路向设置对应虚拟格口；用户在管理模块上为虚拟格口设置优先级、可占用物理格口的数量范围；

(3)分拣前，用户在管理模块上设置收容格口对应物理格口号，收容格口分为无信息、无格口、拒识原因，可分别指定对应物理格口，无格口收容为没有找到物理格口的邮件所对应的收容格口，落入无格口收容的邮件量可用来检查不同格口分配方式的效果，收容格口不参与动态分配；

(4)分拣前，管理模块选择本班次分拣方案；格口控制模块初始化所有格口状态；译码模块初始化每个物理格口的种类，确定是作为收容格口还是作为正常格口；将所有正常格口初始化为空闲状态后，为分拣方案中占用最小数量大于0的路向，预分配指定数量的物理格口，允许该虚拟格口邮件入格；

(5)分拣开始时，主环控制模块控制主环运转到额定速度，通知供包控制模块开始上件；

(6)供包控制模块以自动或半自动方式供包，人工输入邮件信息时，供包控制模块只计算到路向或虚拟格口，不再分配物理格口；当邮件通过供包台上机后，供包控制模块通知主环控制模块；

(7)主环控制模块将需要自动识别的邮件通知条码阅读模块，条码阅读识读后将识别结果送译码模块；

(8)主环控制模块将自动识别或人工输入邮件信息传送给译码模块，通知译码模块对所有物理格口为空的邮件进行译码，译码即为邮件分配物理格口；

(9)主环控制模块将译码模块计算的有效物理格口号通知托盘控制模块实现邮件落格，并将落格信息反馈给译码模块，译码模块将相关邮件信息写入数据库供管理模块查询，未分配格口的邮件进入主环再循环待再次译码；未分配格口的邮件达到最大再循环圈数后落收容格口；

(10)格口控制模块在液晶面板上显示物理格口号码、已分配虚拟格口号码、格口状态、落格邮件数量信息，实现格口状态人机交互功能，当发生锁格、满格、卡塞、禁用异常情况时，格口控制模块通过提示灯、按钮灯、液晶面板、蜂鸣器声光告警，或通过监控模块通知用户及时处理；

(11)格口控制模块将格口状态信息实时发送主环控制模块，主环控制模块实时转发给译码模块和监控模块，译码模块、主环控制模块根据格口实时状态完成格口状态控制；

(12)监控模块显示主环、供包台、托盘、格口、计算机设备状态，显示落格邮件、告警信息；

(13)分拣过程中，管理模块除了具有目前固定格口控制方式所有功能之外，还能够随时调整虚拟格口的优先级、占用格口数量范围、优先级提升参数，动态调整对其后的格口分配即时生效；

(14)管理模块动态显示各物理格口当前状态和对应虚拟格口、各虚拟格口占用物理格口数量、进入无格口收容的邮件统计信息，管理模块在线对当前收容邮件、缓冲池邮件和历史邮件的信息进行统计分析，计算后给出建议的虚拟格口优先级和数量限制，供用户参考；

(15)通讯模块将落格邮件信息、满格封发时的总包和散件信息上传给用户信息系统。

4.如权利要求3所述包件分拣机动态格口控制方法，其特征在于，

译码模块将分拣机主环上所有未分配物理格口的邮件放入译码缓冲池，在分拣过程中根据译码缓冲池内各虚拟格口的邮件数量、优先级和占用格口数量实时动态分配物理格口，邮件译码方法如下：

步骤B1.初始化该邮件译码结果为空；

步骤B2.通过数据库中邮件分拣信息和分拣方案查询该邮件对应虚拟格口；

步骤B3.判断该邮件虚拟格口有无可用物理格口，如有，该物理格口号为译码结果，译码结束；否则转步骤B4；

步骤B4.如该邮件虚拟格口无可用物理格口，当前无空闲格口，则该邮件译码结果为空，译码结束；

步骤B5.如该邮件虚拟格口无可用物理格口，当前有空闲格口，则调用空闲格口分配算法分配一个空闲格口，如分配的空闲格口不对应该邮件虚拟格口，转到步骤B4；如分配的空闲格口对应该邮件虚拟格口，则该空闲格口号为译码结果，译码结束。

5.如权利要求4所述包件分拣机动态格口控制方法，其特征在于，

为衡量缓冲池内各虚拟格口的邮件数量、优先级的重要程度，定义两个优先级提升参数，用于根据邮件数量调整实际优先级：P₁为低优先级提升到高一级，至少需要增加的邮件数量，P₂为低优先级提升到高一级，至少需要增加的邮件数量比例，P₂＞1，设Num_low为低优先级Level_low的邮件数量，Num_high为高优先级Level_high的邮件数量，当满足以下条件允许将该虚拟格口优先级从低优先级Level_low提升到高优先级Level_high，即虚拟格口优先级提升规则如下：

Level_high＝level_low+1 (1)

Num_low＞P₁+Num_high (2)

Num_low＞P₂*Num_high (3)

式(1)为保证本系统的空闲格口分配算法只允许将虚拟格口优先级根据邮件数量规则向上提升一级；式(2)为邮件数量限制；式(3)为邮件比例限制，

空闲格口分配算法先依据占用最小数量要求预分配空闲格口，然后再根据缓冲池、优先级和占用格口数量每次动态分配一个空闲格口，分配算法描述如下：

步骤C1.先按优先级次序为没有达到占用最小数量要求的虚拟格口预分配物理格口，使各虚拟格口达到占用最小数量要求；

步骤C2.判断有无空闲格口，如无，算法结束；

步骤C3.根据缓冲池中虚拟格口的邮件数量调整实际优先级，取实际优先级最高、缓冲数量最多的邮件所对应的虚拟格口；

步骤C4.检查步骤C3所计算出的虚拟格口当前占用数量最大值限制是否有效，如无效，继续步骤C3计算次优结果，直到占用数量范围有效或缓冲池邮件处理完毕；

步骤C5.如虚拟格口有效，从空闲格口池中取一个空闲格口，分配给该虚拟格口，格口状态由空闲转为在用，算法结束。

6.如权利要求3所述包件分拣机动态格口控制方法，其特征在于，

采用动态格口与固定格口相结合的混合方式，将部分路向设置为固定格口方式，其它路向设为动态分配方式，

分拣方案要配置两种，分别为分拣方案a，路向与物理格口对应关系；分拣方案b，路向与虚拟格口对应关系，

分拣前，将分拣方案a中的物理格口初始化为在用状态，并将格口工作模式设为固定方式，不参与动态分配；再将其它正常格口初始化为空闲状态，并将格口工作模式设为动态方式，固定格口和收容格口不参与动态分配，

邮件译码方法相应地修改为：

步骤D1.译码时先查询固定格口方式的分拣方案a，如该路向存在，找出相应物理格口为邮件译码结果，译码结束；

步骤D2.查询动态格口方式的分拣方案b，按B1～B5步骤动态分配物理格口。