包含可移动路径节点的载具拓扑重构与调度方法及系统与流程

本技术涉及磁驱输送控制，具体涉及包含可移动路径节点的载具拓扑重构与调度方法及系统。

背景技术：

1、磁驱柔性输送系统作为新一代工业自动化输送核心装备，通常由固定定子轨道、独立运动载具、分布式节点控制器及上层调度控制器构成。为满足多工艺路线切换、旁路设备维护、载具分流合流及产线柔性重构等复杂场景需求，现有系统普遍引入可移动路径节点，包括平移轨段、旋转轨段、升降轨段及多工位切换轨段等形式。此类节点通过在不同固定轨道端点间建立临时物理连接，实现载具行驶路径的动态调整。

2、目前行业内针对可移动路径节点的控制方案，普遍将其等效为传统机械道岔，仅依赖机械到位反馈信号作为载具通行的唯一判据，由上层调度软件统一管控通行权限。该技术路线在实际工程应用中暴露出以下核心缺陷：

3、1.机械拓扑与电磁拓扑异步：机械轨道物理对齐后，定子段间通信链路建立、换相坐标系统同步及跨段推力接力控制仍存在毫秒级延迟，载具提前驶入易引发推力断层、位置丢失甚至失控；

4、2.节点清空判定可靠性不足：现有方案多采用固定时间延迟判断载具是否完全离开断口区域，无法适配不同载具长度、负载悬垂量及运行速度的工况，存在误判断链导致载具卡滞或跌落的风险；

5、3.路径资源独占引发死锁：当单一方向存在连续车流时，可移动节点将长期保持固定连接姿态，导致其他方向路径请求无法响应，引发系统局部死锁；

6、4.断口安全保护层级不足：现有防跌落保护完全依赖上层调度软件的逻辑判断，若载具因惯性滑行、外力顶推或控制异常闯入未连接断口，上位机报警响应周期（通常≥100ms）无法实现有效制动；

7、5.故障追溯能力缺失：机械锁止、电气桥接、防碰撞授权及载具通行状态由不同控制模块独立维护，异常发生时无法快速定位失效环节，增加了故障排查与恢复时间。

技术实现思路

1、本技术提供了一种包含可移动路径节点的载具拓扑重构与调度方法及系统，用于解决现有可移动路径节点控制中机械与电磁控制脱节、清空判定不可靠、路径死锁、断口保护不足及故障追溯困难的技术问题。

2、第一方面，本技术提供一种包含可移动路径节点的载具拓扑重构与调度方法，方法包括：

3、在可移动路径节点与固定定子轨道的断口处，设置物理准入门限与尾部清空门限；当载具接近未连接或待切换的可移动路径节点时，物理准入门限对应的节点控制器剥夺载具的跨界运动授权，使载具停靠在物理准入门限外的安全等待区，并向主控制器发送对齐请求；对齐请求至少包括载具的载具id；主控制器响应对齐请求，在当前连接方向完成双重清空并解除桥接后，将可移动路径节点切换为可重构状态，再驱动可移动路径节点移动至目标断口并机械锁止，生成拓扑重连指令并下发至节点控制器；节点控制器校验拓扑重连指令，若校验通过则建立跨段通信桥接，将节点状态切换为连接状态，向本轮允许通行的载具批次释放跨界运动授权；其中，跨段通信桥接至少包括连续坐标映射、换相或推力接力同步、防碰撞组域重建、接缝传感器占用同步中的至少一项；当本轮允许通行的载具批次跨界运动时，节点控制器基于载具批次的末端载具id，切换节点状态；其中，末端载具id用于界定本轮授权批次的终止边界。

4、通过采用上述技术方案，实现可移动路径节点机械拓扑与电磁拓扑的协同控制，避免载具跨段行驶时的推力断层与位置丢失，防止单一方向车流长期独占节点引发的系统死锁，提升载具跨段通行的安全性与系统调度的公平性。

5、在一个具体的可实施方案中，在可移动路径节点与固定定子轨道的断口处，设置物理准入门限与尾部清空门限，具体包括：

6、获取载具的几何参数，包括负载前悬长度、负载后悬长度、磁阵列中心至载具前缘距离及磁阵列中心至载具尾缘距离；计算物理准入门限到断口的最小距离：;计算尾部清空门限到断口的最小距离：；其中，lfront为负载前悬长度，lrear为负载后悬长度，dfront为磁阵列中心至载具前缘距离，drear为磁阵列中心至载具尾缘距离，smargin为预设安全冗余距离；以断口的上游侧边缘为基准，在上游方向距离dentry处划定物理准入门限；以断口的下游侧边缘为基准，在下游方向距离dclear处划定尾部清空门限。

7、通过采用上述技术方案，确保物理准入门限与尾部清空门限的位置能够适配所有载具的几何尺寸与负载工况，防止载具提前进入断口区域或未完全离开就执行断链操作，消除因载具尺寸和负载差异带来的安全隐患。

8、在一个具体的可实施方案中，将可移动路径节点切换为可重构状态，再驱动可移动路径节点移动至目标断口并机械锁止，生成拓扑重连指令并下发至节点控制器，具体包括：

9、主控制器驱动可移动路径节点移动至断口的过程中，节点控制器将节点状态从未连接状态切换为移动状态，移动状态表征机械执行机构正在移动且机械锁止尚未完成；节点状态为移动状态时，物理准入门限保持关闭，且节点控制器拒绝任何载具的对齐请求。

10、通过采用上述技术方案，明确可移动路径节点机械移动过程中的状态标识与管控逻辑，避免节点运动过程中载具误闯入断口区域，防止机械执行机构运动与载具通行的冲突，提升节点拓扑切换过程的运行安全性。

11、在一个具体的可实施方案中，拓扑重连指令还包括请求序列号、指令序列号及目标拓扑版本号；节点控制器校验拓扑重连指令，具体包括：

12、校验请求序列号是否对应于当前在物理准入门限外等待的载具所发起的对齐请求；校验指令序列号是否大于节点控制器历史已执行指令的最大序列号；校验目标拓扑版本号是否与节点控制器本地存储的最新全局拓扑版本号一致；当任一校验失败时，节点控制器拒绝建立跨段通信桥接，并保持物理准入门限关闭。

13、通过采用上述技术方案，实现拓扑重连指令的多重安全校验，防止指令重放、指令错配及主从控制器拓扑不一致导致的控制错误，保证拓扑重连操作的准确性与唯一性，提升系统运行的可靠性。

14、在一个具体的可实施方案中，当本轮允许通行的载具批次跨界运动时，节点控制器基于载具批次的末端载具id，切换节点状态，具体包括：

15、识别越过物理准入门限和尾部清空门限的载具的载具id，当载具id与末端载具id匹配时，触发状态切换：当载具批次的末端载具车头越过物理准入门限时，节点控制器将节点状态切换为待定状态；当末端载具的尾部越过尾部清空门限，且断口区域的传感器反馈无任何载具存在，节点控制器切断跨段通信桥接，将节点状态切回未连接状态。

16、通过采用上述技术方案，实现节点状态的精准触发与切换，采用载具尾部物理坐标与断口传感器双重确认的清空判定机制，避免固定时间延迟判定带来的误判风险，防止载具卡滞或跌落事故的发生。

17、在一个具体的可实施方案中，当载具批次的末端载具车头越过物理准入门限时，节点控制器将节点状态切换为待定状态，具体包括：

18、使已进入可移动路径节点的载具继续通过，直到末端载具尾部越过尾部清空门限；对于末端载具之后到达的待通过载具，剥夺跨界运动授权，并重新规划待通过载具的运动轨迹，使待通过载具在物理准入门限前等待。

19、通过采用上述技术方案，在不影响已授权载具正常通行的前提下，从源头截断后续车流，保证其他方向路径请求能够得到及时响应，解决现有技术中路径资源独占引发的系统局部死锁问题。

20、在一个具体的可实施方案中，方法还包括：

21、在节点状态为未连接状态、移动状态或跨段通信桥接未建立的状态下，若节点控制器检测到未授权载具越过物理准入门限并向断口移动，则执行硬实时保护动作，包括：将节点状态切换为保护状态；锁存未授权载具的载具id、坐标、运行速度，以及节点机械状态及时间戳；向断口前方的定子线圈施加反向制动电流；向未授权载具当前位置下方的定子线圈施加稳定保持电流以抑制载具继续跨断口运动；通过硬线互锁信号切断可移动路径节点的机械执行器的运动使能；向主控制器上报故障。

22、通过采用上述技术方案，实现断口异常闯入的硬件级硬实时保护，响应时间远快于上层软件调度，能够在载具到达断口前实现有效制动与电磁吸附，防止载具跌落事故，避免故障扩大引发的二次伤害。

23、在本技术的第二方面提供了一种包含可移动路径节点的载具拓扑重构与调度系统，系统包括：

24、门限配置模块，用于在可移动路径节点与固定定子轨道的断口处，设置物理准入门限与尾部清空门限；主控制模块，用于响应对齐请求，在当前连接方向完成双重清空并解除桥接后，将可移动路径节点切换为可重构状态，再驱动可移动路径节点移动至断口并完成机械锁止，生成拓扑重连指令并下发至节点控制器；通信桥接模块，用于校验拓扑重连指令，若校验通过则建立跨段通信桥接，将节点状态切换为连接，向本轮允许通行的载具批次释放跨界运动授权；跨段通信桥接至少包括连续坐标映射、换相或推力接力同步、防碰撞组域重建、接缝传感器占用同步中的至少一项；状态切换模块，用于当载具批次跨界运动时，通过节点控制器基于载具批次的末端载具id，切换节点状态；其中，末端载具id用于界定本轮授权批次的终止边界。

25、在本技术的第三方面提供了一种电子设备，包括：处理器和存储器；其中，存储器存储有计算机程序，计算机程序适于由处理器加载并执行上述的方法步骤。

26、在本技术的第四方面提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质存储有多条指令，指令适于由处理器加载并执行上述的方法步骤。