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# WCS 中心调度与交通管制 Demo 设计
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## 1. 背景与目标
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本设计依据 `01-P0-A现有链路稳固实施计划.md`，在 `FT546-WCS` 优化工作树根目录新增独立的 `javaTest` Maven 项目，用纯 Java 内存模型模拟 WCS 中心调度与交通管制。
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Demo 的目标是：
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1. 建立一个可运行的调度中心，模拟每周期任务准入、车辆分配、路径规划、交通管制、任务下发和完成。
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2. 用真实 JUnit 5 测试覆盖关键调度规则，确保测试数量大于 0。
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3. 固化当前 LEGACY 链路的重要语义，为后续从 `BaseSRgvThread` 提取可测试边界提供参考。
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4. 输出可读的控制台事件，使开发人员能观察每个周期的决策原因和状态变化。
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## 2. 范围与约束
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### 2.1 范围内
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- 独立 Maven 项目 `javaTest`。
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- Java 8 源码兼容。
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- JUnit 5 自动测试。
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- 内存车辆快照、业务任务、调度队列、地图和事件记录。
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- 每周期一次任务准入。
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- 确定性车辆选择。
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- 网格最短路径、路径占用和通道占用。
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- 避让任务生成。
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- 模拟协议下发与队列状态流转。
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- 命令行 Demo 场景。
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### 2.2 范围外
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- 不修改生产 `BaseSRgvThread`、`PlcSrgvRead` 或数据库表。
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- 不连接 SQL Server、PLC、WMS 或 Spring 容器。
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- 不发送真实 PLC 指令。
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- 不建立生产中央路权服务，不写交通运行表。
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- 不启用 SHADOW 或 ACTIVE 模式。
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- 不使用 `default02` 至 `default08` 保存新增交通状态。
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- 不猜测 PLC 寄存器偏移或载货字段布局。
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Demo 中的“调度中心”只协调内存任务、车辆与路径，不改变 P0-A 的 LEGACY 生产控制边界。
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## 3. 方案选择
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采用独立 Maven 项目，而不是加入现有 Reactor 或直接放入 `ruoyi-admin/src/test`。
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理由：
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- 可独立运行，不污染生产 Reactor 和依赖关系。
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- 不需要 Spring、MyBatis、HslCommunication 或数据库。
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- 能强制使用 JUnit 5 和现代 Surefire，避免现有工程“构建成功但测试数为 0”的假阳性。
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- 后续可把验证成熟的纯领域服务迁移到生产模块。
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## 4. 目录结构
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```text
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javaTest/
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├── pom.xml
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├── README.md
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└── src/
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├── main/java/com/ft546/wcs/demo/
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│ ├── DemoApplication.java
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│ ├── center/
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│ ├── model/
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│ ├── repository/
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│ ├── traffic/
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│ └── simulation/
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└── test/java/com/ft546/wcs/demo/
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```
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包边界如下：
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- `model`：不可变输入快照和明确的状态枚举。
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- `center`：调度周期、任务准入和车辆选择。
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- `traffic`：路径规划、资源占用与避让决策。
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- `repository`：内存任务、队列和历史。
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- `simulation`：场景构造、周期推进和事件输出。
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## 5. 核心模型
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### 5.1 车辆快照
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`VehicleSnapshot` 至少包含：
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- `vehicleId`
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- `floor`
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- `currentSite`
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- `workMode`
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- `status`
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- `battery`
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- `connected`
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- `allowSend`
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- `cargo`
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快照不可变。车辆只有同时满足在线、自动模式 `workMode=5`、空闲 `status=1`、允许下发且电量大于 30 时才具备普通任务资格。
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### 5.2 业务任务
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`DispatchTask` 包含：
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- `taskId`
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- `type`
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- `sourceSite`
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- `targetSite`
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- `floor`
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- `priority`
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- `state`
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Demo 支持入库、出库和移库的统一调度输入，但不模拟真实 WMS 回调。
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### 5.3 调度队列
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`DispatchQueueEntry` 使用明确字段表达：
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- `taskId`
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- `vehicleId`
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- `queueType`
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- `startSite`
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- `endSite`
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- `priority`
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- `issued`
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- `executionStatus`
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- `path`
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状态语义与旧链路保持一致：
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- 新建：`issued=0`、`executionStatus=1`
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- 下发成功：`issued=1`、`executionStatus=3`
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- 完成：`executionStatus=4`，随后归档并从活动队列删除
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避让任务使用 `queueType=AVOIDANCE` 和优先级 9，不把新增交通状态塞入旧扩展字段。
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## 6. 调度中心
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`LegacyDispatchCenter.runCycle()` 是每个模拟周期的唯一入口，固定顺序为：
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1. 冻结当轮车辆快照，并按 `vehicleId` 排序。
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2. 调用一次 `QueueAdmissionService.createPendingQueues()`。
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3. 对未分配业务任务调用 `VehicleAssignmentService.select()`。
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4. 对每辆车处理已有队列。
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5. 调用 `TrafficController.plan()` 获得路径、等待或避让决策。
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6. 通过 `SimulatedProtocolAdapter` 模拟指令下发。
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7. 根据车辆位置推进队列完成和历史归档。
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无论车辆数是多少，每周期业务准入只能调用一次。
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## 7. 确定性车辆选择
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车辆选择采用稳定比较顺序：
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1. 不符合资格的车辆排除，并记录排除原因。
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2. 同楼层优先。
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3. 绝对楼层差更小者优先。
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4. 保留旧链路的 Y 距离优先、X 距离次优语义。
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5. 全部相同时，`vehicleId` 字典序更小者优先。
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站点编码必须能解析为坐标。编码无效时返回 `REJECT_INVALID_SITE`，不得按坐标 0 静默参与比较。
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`VehicleAssignmentDecision` 必须包含被选车辆和可读的选择理由；没有可用车辆时返回明确的 HOLD 决策。
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## 8. 交通管制
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### 8.1 地图与路径
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`GridMap` 保存可通行点及站点坐标。`GridPathPlanner` 使用确定性最短路径算法，只允许通过可通行节点。
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每次规划前，`TrafficController` 从当前内存状态构建占用视图：
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- 锁定其他车辆队列中从其当前位置开始的剩余路径。
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- 锁定离线车辆当前位置。
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- 锁定场景中声明不可用的提升机或障碍点。
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占用视图只存在于当前模拟周期，不写数据库。
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### 8.2 通道与路径冲突
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如果目标通道存在同层阻挡车辆：
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- 阻挡车辆没有活动队列时，为其生成高优先级避让任务。
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- 当前业务任务返回 `HOLD_CHANNEL_BLOCKED`。
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- 避让任务完成并删除后，下一周期重新规划。
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如果路径被其他车辆占用但存在替代路线，则规划绕行；没有替代路线时返回 `HOLD_NO_PATH`。
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同一阻挡车辆在已有避让队列时不得重复创建避让任务。
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## 9. 协议模拟与状态流转
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`SimulatedProtocolAdapter` 只记录命令，不进行 I/O。它支持成功和可注入失败两种结果：
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- 成功时，队列更新为 `issued=1`、`executionStatus=3`。
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- 失败时，队列保持未下发状态，并记录 `HOLD_PROTOCOL_FAILURE` 及失败原因。
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- 同一队列已成功下发后不得重复发送。
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模拟器把车辆移动到路径下一站。到达目标站后：
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- 普通任务归档业务历史并删除活动队列。
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- 避让任务只归档避让事件并删除活动队列。
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- 删除队列后，其路径占用在下一周期自然释放。
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## 10. 错误处理
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Demo 使用决策结果表达预期异常，不使用空值表示失败：
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- `HOLD_NO_ELIGIBLE_VEHICLE`
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- `REJECT_INVALID_SITE`
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- `HOLD_NO_PATH`
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- `HOLD_CHANNEL_BLOCKED`
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- `HOLD_PROTOCOL_FAILURE`
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构造时拒绝重复任务号、重复车辆号和缺失地图站点。不可恢复的模型错误抛出 `IllegalArgumentException`；调度等待条件作为正常决策返回。
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## 11. 模拟场景
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`DemoApplication` 至少运行以下场景：
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1. 三辆车、一个业务任务：证明每周期只准入一次，并稳定选出车辆。
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2. 同层与跨层车辆竞争：证明同层、楼层差、Y/X 距离和车辆编号裁决。
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3. 其他车辆剩余路径占用：证明绕行或等待。
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4. 同通道阻挡：生成优先级 9 的避让任务，当前车等待。
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5. 避让完成：删除避让队列，下一周期原任务重新规划并下发。
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6. 无可达路径：返回 `HOLD_NO_PATH`，不抛异常。
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7. 协议失败后重试：第一次保持未下发，下一周期成功进入执行中。
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8. 到达目标：队列完成、归档并释放路径。
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控制台按周期输出任务、车辆、选车原因、路径、HOLD 原因、队列状态和历史结果。
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## 12. 自动测试
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JUnit 5 测试至少覆盖：
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- `LegacyDispatchCenterTest`：三车每周期只准入一次、稳定处理顺序。
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- `VehicleAssignmentServiceTest`：资格过滤、同层优先、楼层差、Y/X 距离、稳定裁决和无效站点。
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- `TrafficControllerTest`：路径锁、离线点、绕行、无路、通道阻挡、避让去重和释放。
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- `QueueLifecycleTest`：新建、下发、失败重试、完成归档和幂等。
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- `DemoScenarioTest`：端到端运行关键场景并验证真实事件结果。
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验证命令：
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```bash
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cd javaTest
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mvn test
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mvn exec:java
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```
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验收时必须从 Surefire 报告确认测试数量大于 0、失败数为 0、错误数为 0；不能只依据 Maven 退出码。
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## 13. 验收标准
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满足以下条件才认为 Demo 完成：
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1. 工作树根目录存在独立 `javaTest` Maven 项目。
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2. 源码编译目标为 Java 8。
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3. 调度中心真实执行每周期一次准入和逐车处理。
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4. 确定性选车规则及理由可测试。
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5. 交通管制能处理路径锁、通道阻挡、避让任务和占用释放。
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6. 队列状态按 LEGACY 语义流转。
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7. `DemoApplication` 可运行并打印完整模拟结果。
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8. JUnit 5 测试数量大于 0，全部通过。
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9. 项目不访问真实数据库、PLC 或 WMS，不修改生产控制代码。
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