动态扁平件分拣

扁平件分拣机的普遍用法是一个寄达路向对应一个分拣格口。路向与格口之间的关系在分拣程序中是固定的。邮件经过识别系统（光学字符识别或视频标码）的识别后，机器根据该邮件的寄达路向，查询分拣程序，确定邮件应进入哪个输出格口。这种分拣方式存在两个主要缺点：每个寄达路向必须对应一个或多个输出格口。在分拣程序中，每个寄达路向都设有溢出格口，以便清格时邮件可以继续处理。如果某个路向的邮件量很大，就需要给这个路向设置多个输出格口。由于受到这些限制，机器实际的分拣寄达路向少于输出格口数量；这种分拣方式产生拒收邮件或造成邮件的不断循环。当某个路向的所有输出格口都格满时，本该分入这些格口的邮件不能进入，它们只能作为拒收邮件进入拒收格口。如果使用环型分拣机，这些邮件则可滞留在分拣机上不断循环，等待清格完成。不管是哪种情况，都会给机器的分拣效率带来负面影响。

一台机器工作时，通过观察可以发现，有些格口中的邮件很少。这些格口占用了机器的宝贵空间。但是出于普遍服务的原则，操作员决不允许因某些路向的邮件量小就压缩或推迟分拣。在仔细观察的基础上，曼内斯曼邮政自动化公司推出了一种新的分拣方式。这种分拣方式是在新一代 TOP2000扁平件分拣机的基础上发展而来的，它具有以下特点：经过验证的环型分拣技术可以为邮件提供缓冲；高度集成和自动化的信盒处理系统可以避免操作员因清格时间造成的等待。

一、动态输出分配

TOP2000可以自动管理和变更分拣程序以优化其内部资源。值得一提的是，机器可以：临时将低效格口分配给高效路向；利用环型分拣机的缓冲功能暂时保留邮件；通过优化环型分拣机的占用率控制邮件的循环率；最大限度地提高信盒满载率；利用信盒处理系统的响应时间尽量减少信盒更换时间。 TOP2000仅设四个自动供件台，但分拣效率却可以达到43 200件/小时。四个供件台的邮件汇合成两条信流，进入环型分拣机进行分拣（见图1）。图1 环形分拣机布局

分拣区由两个独立的环型分拣机组成，可以进行双层、双侧分拣，具有很高的缓冲能力。上层环型分拣机负责分配上层的信盒，下层的环型分拣机负责分配下层的信盒。邮件被分入载运容器后，载运容器按照邮件的寄达地将邮件带入上层分拣机进行分拣或转移到下层。TOP2000的信盒处理功能是经过专门设计的（见图2），实现了从供件台到信盒输出的全自动化处理。

使用该系统的目的是为了最大限度地减少手工操作，从而减少对人工的依赖。图2 信盒处理系统装满待分拣邮件的信盒被送至供件席。信盒倾倒装置把邮件倾倒在供件席上。空信盒由传输系统送至分拣机用来更换装满已分邮件的信盒。设在分拣区的自动信盒分配系统可以给所有输出格口分配信盒，也可以单个更换装满邮件的信盒。如果某个信盒需要更换（例如已满），空信盒分配系统就会用最近的空信盒自动更换。如果某个输出格口发出需要空信盒的请求，而此时又没有空信盒可以提供，空信盒分配系统就会启动，优先将空信盒分配给相关格口。空信盒到达输出格口位置时，装满已分邮件的信盒就会由转换机构推入满盒输出装置。满盒输出装置将满载的信盒传至机器尾端的信盒管理系统。

TOP2000采用了一种被称为“动态输出分配”的分拣技术。在这种模式下，输出格口不再只对应一个路向。输出格口将随着信盒的更换而发生改变。具体做法是采用一种特殊的计算方法，随时检测每个邮件和空信盒的位置及每次输出时的状态。通过计算找出最理想的操作方式，以确保最低循环率和拒收率，最高信盒满载率和空盒传输率。

动态输出分配计算法的计算步骤如下：首先，找出环型分拣机中尚未分配信盒的邮件并查明它的寄达路向。如果该路向的一个输出格口正好打开，计算系统于邮件即将输出的瞬间预测信盒的工作状态。如果信盒可以接收这个邮件，计算系统将邮件分配给该输出格口。如果这个路向中没有输出格口打开或信盒接近满载，系统则重新寻找其它输出格口。计算系统会对所有输出格口进行通盘考虑，使以下三个参数达到最佳值：信盒装载率，空为最好，其次是99%，98%……；信盒输出装置的位置与空盒传输装置响应时间的关系及更换信盒的能力；路向重复频次（格口中邮件路向重复出现的频次越低越好）。

一旦输出格口被认定，计算系统就会考虑能否在不更换信盒（信盒是空的）的情况下输出邮件或在邮件分入信盒前完成信盒的更换（信盒已满或将满）。如果可以做到，计算系统就会将邮件分配给这个新的输出格口。

二、处理效率

首先，它可以适应识别系统的不稳定性。如果识别系统在某个邮件已通过相应输出格口以后判断出它的寄达路向，计算系统可通过计算，决定该邮件是否可以在设备上循环等待。如果循环率低于限制，或动态输出分配功能已经启动，运算系统就会寻找新的输出格口并把此邮件分给这个输出格口。

这种做法有两个主要优点：循环率受到控制，从而提高了设备的工作效率，使设备有更大的处理能力。由于采用了这种操作方法，TOP2000可以和任何一种识别系统兼容；动态输出分配功能适于处理冷门邮件是指那些去往偏僻路向的邮件。运算系统编制一个路向频次表并实时计算各路向出现的频次。如果某个邮件的出现频次很低，运算系统将决定此邮件是否需要等待其它去往同一路向的邮件。这个邮件暂时滞留在环型分拣机上，它占用的只是一个载运容器，而不是一个输出格口。循环若干圈后，或循环率过高时，一个输出格口就会打开，接受这些数量小的路向的邮件。如果动态输出分配功能已经启动，运算系统就会寻找新的输出格口并把此邮件分配给这个输出口。

这种方式利用了两个互叠环型分拣机的缓冲功能。冷门邮件被传至下层环中等待而不会影响设备的分拣效率。单环式分拣机是不具备这种特点的。此外，双环式分拣机还可以进行“超额设置”，即用户设定的路向数可以大于实际输出格口数。从统计学角度出发，很少有所有路向同时出现的可能。当数量小的路向的邮件出现时，机器将它们暂时留在分拣机中，将输出格口让给数量大的路向的邮件。一个固定的分拣程序由于技术原因一般需要“消耗”10%的输出格口用于邮件的拒收、溢出、脱机视频标码等。采用动态输出分配后，这一限制不复存在。设有300个输出格口的分拣机可以分拣300个路向，甚至更多。

这种方法还有其它优点： TOP2000可以进行实时调整，以适应路向的分布和作业高峰；机器的尺寸更小。用户接口更简单 —用户不必编制分拣程序和仔细研究路向分布，而只需输入分拣路向即可。

三、模拟技术

动态输出分配运算系统的开发使用了模拟技术。为此制作的模型模拟邮件和信盒的队列处理，以便调整运算参数并演示这一全新分拣技术的所有优点（见表1）。

让我们以一台312个输出格口、4个供件台和2条输入线的机器为例。TOP2 000的标称分拣速率为43 200件/小时，是扁平件分拣机中效率最高的。为了模拟不过于复杂，不考虑机器拒收率和OCR拒识率。第一次模拟在不采取“超额设置”的情况下进行。我们设置了312个寄达格口。第二次模拟我们考虑15%的“超额设置”，因此设置360个格口。

模拟装置随机从表中抽取寄达格口。为了更符合实际，我们使用了“Pareto 80/20”分配法。也就是说，百分之二十的寄达格口占了百分之八十的量。模拟考虑了实际分拣时的不均衡性，即少数格口的入格率高，多数格口的入格率低。这项模拟共进行了1小时，以保证分拣达到较稳定的状态。首先，我们注意到所有上机的邮件都被分拣过，没有拒收邮件出现。其次，在满盒传输线上循环的信盒达到95%～100%的满盒率。

我们对上下环型分拣机的平均循环率进行了测算并对1小时内有效分拣的邮件数量作出统计。在此之前模拟中，动态输出分配对操作效率的影响小于百分之一。这表明TOP2000相比标准型扁平件分拣机有很多优越之处。标准型扁平件分拣机平均只有90%的输出格口可用于分拣不同的路向，其工作效率一般低于95%的标称效率。分拣效率与“超额设置”之间存在某些联系。我们在模拟中观察“超额设置”的极限并且加大其对机器效率的影响的因素（见图3）。我们使用同一个模型，增加寄达路向数量以获取不同“超额设置”值。模拟显示配有312个输出格口的TOP2000可分拣375个路向（20%的超额率）。

TOP2000由两台相叠和独立的环型分拣机及全自动信盒处理系统组成。这些特点决定了该机具有开发动态输出分配分拣技术的可能。在这种模式下，机器可以优化其内部资源。另外，得宜于信盒处理系统的响应时间，分拣格口可以100%的利用，而不会影响信盒满载率、机器分拣率和拒收率。机器分拣的格口数甚至超过实际格口数，但对机器处理效率所产生的影响微乎其微。这项技术提高了分拣处理能力，开辟了缩小机器尺寸的途径，这一点对于邮局操作人员有着重要的意义。■ 魏慧军译自《POSTAL TECHNOLOGY 2001》