# WCS 完整地图中心调度历史任务仿真设计 ## 1. 目标与强制结果 把固化的 240 条 `dbo.wcs_srgv_queue_finish` 历史记录只作为任务负载输入， 由调度中心基于独立完整地图重新选车、重新规划路径并执行全生命周期。 最终真实负载验收必须同时满足： - 输入 240 条，完成 240 条，等待 0 条，失败 0 条。 - 每条任务均实际经历到达、排队、选车、寻路、资源裁决、PLC/ACK、逐节点移动、 逐段释放、归档和 WMS 完成回调。 - 节点双占、资源超容量、对向换边、重复归档和重复 WMS 业务效果均为 0。 - 不能读取历史完成状态直接完成任务，不能把历史 `path_info` 作为地图或规划结果。 这是纯内存确定性仿真，不连接真实 PLC/WMS，不修改 `ruoyi-*` 生产模块，不替代 SHADOW、HIL 或 ACTIVE 现场验收。 ## 2. 方案选择 ### 方案 A：继续从历史 `path_info` 生成拓扑 拒绝。`path_info` 是调度中心规划后的历史输出，用它生成地图会形成循环验证， 无法证明新算法独立规划。 ### 方案 B：启动生产 Spring 服务并连接实时数据库 不采用。它更接近现场，但受实时车辆、队列、设备和数据库状态影响，无法生成可重复的 自动化验收证据，还会扩大测试对生产模块的依赖。 ### 方案 C：完整权威地图快照驱动纯内存中心调度 采用。只读固化 `dbo.wcs_srgv_map` 的完整非敏感投影，按生产地图规则构建网格； 任务与地图完全独立，调度结果可重复，同时仍复用当前中心调度、交通资源账本和协议模拟。 ## 3. 权威输入 ### 3.1 历史任务快照 沿用已经 SHA-256 校验的 240 条任务记录。字段口径如下： - `task_no/guid/task_type/start_site/end_site/priority/create_date`：真实业务输入。 - `agv_id`：历史车辆对照，不参与选车约束。 - `path_info`：历史规划结果对照，不参与地图、可达性、寻路或交通裁决。 - `finish_date`：历史耗时对照，不控制仿真结束。 - 历史完成状态：只说明该任务曾完成，不产生仿真状态迁移。 ### 3.2 完整地图快照 新增完整 `dbo.wcs_srgv_map` 快照，至少保留： ```text site_id, x, y, z, value, axy, warehouse, space_area ``` 只读核验基线： - 全表 2,552 个网格单元，覆盖 `x=1..29`、`y=1..11`、`z=1..8`。 - `value IN (1,2)` 的可通行单元 1,175 个，且都有唯一非空 `site_id`。 - 240 条样本所在 1～3 层共有 445 个可通行站点。 - 完整地图及 manifest 均计算 SHA-256，测试运行不再连接数据库。 快照不包含连接串、设备地址、凭据或其他敏感字段。 ## 4. 地图编译与端点解析 地图编译遵循生产 `RoadCacheServiceImpl` 与 `PathFinder` 的网格语义： 1. 仅 `value=1/2` 的单元可通行。 2. 同一层中曼哈顿距离为 1 的可通行单元建立无向边。 3. 每个节点和边的交通容量为 1。 4. 站点坐标直接来自地图快照，不从任务历史路径推断。 5. 地图编译后必须校验站点 ID 唯一、坐标唯一、边端点存在和每层连通分量。 业务端点按生产规则解析： - 普通站点直接使用 `wcs_srgv_map.site_id`。 - `tsj` 映射到任务所在层的 `07050{floor}`。 - 优先使用起点地图层作为任务物理层；历史 `the_floor` 只在业务别名解析时使用并交叉校验。 - 解析后的物理起终点必须存在且位于同一可达连通分量，否则真实负载验收立即失败， 不降级使用 `path_info`。 只读验证已经证明上述规则下 240 条任务的起终点均存在，且不读取 `path_info` 时 240 对起终点全部可达。 ## 5. 中心调度数据流 ```text create_date 到达事件 -> 饥饿保护优先队列 -> 健康空闲车辆候选 -> 中心选车 -> 完整地图重新规划 vehicle->source->target -> 路线/走廊预约 -> SHADOW 下一段资源裁决 -> 模拟 PLC 发送与 ACK -> 车辆移动一个节点 -> 释放旧节点和已通过边 -> 到达后唯一归档 -> WMS 幂等完成回调 ``` 规划器必须在每次初始分配、故障恢复、协议重试耗尽和避让完成后重新计算路径。 报告保存新规划路径，并在任务结束后才与历史 `path_info` 比较。 ## 6. 交通预约与确定性解锁 当前活锁的根因是：一个车辆的剩余路线被空闲车辆占用，其他任务又被整条路线反向冲突 门禁阻塞。新调度器采用以下规则： ### 6.1 路线预约 - 每个活动任务保存当前规划路径和剩余无向边集合。 - 路线重叠但方向一致时可以并行准入，具体移动仍由下一段资源账本串行化。 - 路线存在反向共享边时，按有效优先级、等待年龄、到达时间、任务 ID 决定唯一方向所有者。 - 方向所有者到达冲突区出口前不可被新任务反向抢占；释放出口后重新裁决。 ### 6.2 阻塞车辆迁移 - 若方向所有者的剩余路径被空闲车辆当前位置占用，中心调度生成内部 `CLEARANCE_MOVE`，而不是让业务任务无限 HOLD。 - 清障目标必须是完整地图中的真实可通行节点，且不在方向所有者剩余路径、其他车辆位置 或已预约资源中。 - 目标按最短路径长度、非主干优先、站点 ID 稳定排序选择；迁移本身也经过规划、 SHADOW 裁决、PLC/ACK、逐节点移动和资源释放，严禁瞬移。 - 清障完成后原业务任务重新规划。内部迁移不计入 240 条业务任务完成数，但完整写入事件证据。 ### 6.3 进展保证 - 每个冲突连通分量同时只有一个方向所有者。 - 连续 HOLD 达阈值时保留原到达时间和老化优先级，不把任务放回队尾。 - 无冲突任务可在其他地图区域继续并行。 - watchdog 监视“业务终态增加、车辆沿授权路线前进、清障迁移完成”三类有效进展； 重复 HOLD 和重复分配不算进展。 - 真实负载出现 watchdog 或 tick 上限即测试失败，不再作为可接受的 WAITING 报告。 ## 7. 优先级与饥饿保护 - 排序键：有效优先级、`create_date`、`task_no`、`guid`、稳定序号。 - 数值越小优先级越高。 - 每等待 30 仿真秒提升一级，有效优先级最低提升到 0。 - 清障迁移继承被保障业务任务的方向所有权，但不能改变业务任务自身优先级。 - 低优先级任务一旦成为方向所有者，必须获得至少一个可验证移动进展后才允许重新竞争。 ## 8. 故障和恢复 模拟 PLC 发送失败、ACK 超时/丢失、断线、PLC 重启、低电量和车辆故障继续使用固定故障计划。 - 故障车辆停止接收新任务并释放未执行的下一段资源。 - 活动业务任务保留原到达时间后重新调度。 - 旧 boot ID 的 ACK 拒绝生效。 - 低电量或故障恢复后车辆重新进入候选池。 - 故障不能把真实负载任务转为 FAILED；达到重试阈值后必须换车或延后重试。 - 只有地图快照自身违反结构契约时才允许启动失败，不能把单条真实任务关闭来满足总数。 ## 9. 归档与 WMS - 只有车辆逐节点抵达物理终点才能完成业务任务。 - 每个任务 ID 只允许一条归档记录。 - 仿真主动对每个完成任务投递两次 WMS 完成通知，业务接收器只产生一次业务效果。 - 最终必须满足归档数 240、WMS 投递尝试 480、WMS 业务效果 240。 ## 10. TDD 与验收测试 实现必须先添加并运行以下失败测试： 1. 修改同一任务的历史 `path_info` 不改变新规划路径。 2. 删除 `path_info` 后，只要业务输入和完整地图有效，任务仍能规划和完成。 3. 完整地图按 `value` 和坐标生成连边，不能使用历史相邻节点生成边。 4. `tsj` 在 1～3 层正确映射到 `070501/070502/070503`。 5. 三车走廊阻塞场景生成实际清障移动并最终完成，不出现换边或双占。 6. 对向路线按优先级和老化确定方向所有者，低优先级最终通行。 7. 240 条真实任务运行两次均得到完全相同结果。 最终自动验收断言： ```text inputCount == 240 completedCount == 240 waitingCount == 0 failedCount == 0 archiveCount == 240 wmsDeliveryAttempts == 480 wmsBusinessEffects == 240 deadlocks == 0 totalSafetyViolations == 0 ``` 此外，现有故障矩阵、60 条安全场景和全部 Maven 测试必须继续通过。 ## 11. 报告与证据 生成新的独立证据目录，不覆盖旧运行： ```text outputs/wcs-history-driven-center-dispatch-/ summary.json task-results.csv tick-events.csv invariant-results.json readable-report.xlsx manifest.sha256 ``` 报告必须新增： - 地图快照行数、可通行节点数、地图 SHA 和规划算法版本。 - `path_infoUsedForPlanning=false`。 - 每条任务的业务端点、解析后物理端点、历史路径和中心新规划路径。 - 方向预约、清障任务、HOLD、重试和重新选车明细。 - 240/0/0 状态、每车完成数、耗时分位数和安全不变量。 首页继续标明：真实历史负载驱动纯内存仿真，不是现场 SHADOW/HIL/ACTIVE 验收。 ## 12. 明确边界 本设计证明完整静态地图上的中心调度功能、确定性、故障恢复和资源安全；它不证明实时地图与 现场一致、真实 PLC 时序、SQL 事务、WMS 网络交付或生产吞吐能力。完整地图快照发生变化时， 必须生成新版本和新证据，不能沿用旧结论。