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文档简介

无人智能仓库设计规范一、概述

无人智能仓库是现代物流业发展的核心组成部分,其设计需综合考虑自动化设备、信息管理系统、空间布局及安全规范等多方面因素。本规范旨在为无人智能仓库的设计提供系统性指导,确保仓库的高效、安全、稳定运行。设计过程中需重点关注硬件设施配置、软件系统集成、环境适应性及运维管理等方面,以满足智能化、自动化的作业需求。

二、设计原则

(一)功能性与效率优先

1.优化作业流程,减少物料搬运距离与时间。

2.采用模块化设计,便于未来扩展与升级。

3.设置动态路径规划算法,提高设备调度效率。

(二)安全性与可靠性保障

1.设计多重安全防护机制,包括物理隔离、紧急停止系统及碰撞检测。

2.采用冗余设计,如双电源供应、备用服务器等,确保系统稳定运行。

3.定期进行安全检测与维护,降低故障风险。

(三)系统集成与可扩展性

1.确保WMS(仓库管理系统)、WCS(仓库控制系统)与上层业务系统无缝对接。

2.支持开放API接口,便于与其他智能设备(如AGV、分拣机器人)协同作业。

3.采用云边协同架构,提升数据处理与响应速度。

三、硬件设施设计

(一)空间布局规划

1.货架布局:根据存储物品特性选择高层货架或流利式货架,合理规划存储密度。

(1)高层货架适用于体积小、周转率低的物品,存储密度可达70%-80%。

(2)流利式货架适用于快周转物品,通过滚筒实现自动下滑。

2.通道设计:预留足够AGV/AMR通行宽度(建议3-4米),并设置无障碍通道。

3.作业区划分:明确收货区、拣选区、打包区、发货区等功能分区,减少交叉作业。

(二)自动化设备配置

1.货物搬运设备:

(1)AGV(自动导引车):适用于长距离搬运,支持激光导航或视觉导航,载重范围10-50公斤。

(2)AMR(自主移动机器人):适用于动态路径环境,如拣选、补货场景,灵活度高于AGV。

2.存取设备:

(1)AS/RS(自动化立体仓库):高度可达30米,配合穿梭车实现自动化存取。

(2)分拣系统:采用交叉带式或滑块式分拣机,分拣速度可达200-500件/小时。

(三)环境与基础设施

1.电力系统:

(1)设置专用10kV配电柜,满足设备高峰负荷需求(如AGV集群运行时需≥200kW)。

(2)采用UPS不间断电源,保障核心系统短时断电不中断。

2.网络系统:

(1)部署千兆以太网,确保设备间实时通信。

(2)设置无线AP覆盖全区域,支持设备定位与数据传输。

四、软件系统设计

(一)仓库管理系统(WMS)

1.核心功能:

(1)订单管理:支持多渠道订单自动导入,实时更新库存状态。

(2)库存管理:采用动态盘点机制,季度全盘或月度抽盘,误差率≤0.5%。

(3)任务调度:智能分配拣选、搬运任务,响应时间≤1秒。

2.技术要求:

(1)支持SQLServer或MySQL数据库,并发用户数≥500。

(2)具备API接口,可对接ERP、电商平台等外部系统。

(二)仓库控制系统(WCS)

1.作用:协调硬件设备与WMS指令,实现端到端作业控制。

2.关键模块:

(1)设备管理:实时监控AGV位置、电量、负载等状态。

(2)路径规划:动态避障,优化单次任务路径,平均缩短20%行驶时间。

(3)异常处理:自动报警并切换备用设备,故障恢复时间≤5分钟。

(三)数据可视化与报表

1.展示内容:

(1)实时库容利用率(建议目标≥75%)。

(2)设备OEE(综合效率)曲线图。

(3)拣选准确率、订单准时完成率等KPI统计。

2.技术实现:

(1)采用ECharts或D3.js搭建大屏可视化平台。

(2)日报、周报自动生成,支持Excel导出格式。

五、运维与安全管理

(一)日常维护流程

1.检查项目:

(1)每周巡检设备轴承、电机温度(正常范围≤60℃)。

(2)每月校准AGV导航传感器,误差≤2cm。

2.清洁标准:

(1)AGV/AMR轮胎每月清洁,避免异物干扰。

(2)货架轨道每季度除锈,涂抹润滑剂。

(二)应急处理预案

1.设备故障:

(1)启动备用设备,同时安排人工辅助作业。

(2)记录故障代码,联系供应商远程诊断。

2.断电情况:

(1)UPS支撑至少30分钟,完成关键任务保存。

(2)恢复供电后执行数据同步操作。

(三)人员培训要求

1.培训内容:

(1)基础操作:WMS界面使用、异常报警处理。

(2)安全规范:设备安全距离、紧急停止流程。

2.培训频次:新员工需完成72小时岗前培训,每年复审。

六、总结

无人智能仓库设计需以实际业务需求为导向,通过科学的空间规划、先进的软硬件集成及完善的管理体系,实现降本增效目标。设计团队应结合行业最佳实践,预留技术升级空间,确保仓库长期竞争力。

一、概述

无人智能仓库是现代物流业发展的核心组成部分,其设计需综合考虑自动化设备、信息管理系统、空间布局及安全规范等多方面因素。本规范旨在为无人智能仓库的设计提供系统性指导,确保仓库的高效、安全、稳定运行。设计过程中需重点关注硬件设施配置、软件系统集成、环境适应性及运维管理等方面,以满足智能化、自动化的作业需求。

二、设计原则

(一)功能性与效率优先

1.优化作业流程,减少物料搬运距离与时间。通过仿真软件模拟不同布局方案,选择最优路径规划算法(如A或Dijkstra),确保从入库到出库的全程耗时最短。

2.采用模块化设计,便于未来扩展与升级。每个功能区域(如存储区、分拣区)应独立设计,预留20%-30%的扩展空间,支持未来增加货架列或提升设备载重能力。

3.设置动态路径规划算法,提高设备调度效率。采用实时交通流分析技术,使AGV/AMR能在多设备冲突时自动调整路线,避免拥堵,理论上可提升整体作业效率15%-25%。

(二)安全性与可靠性保障

1.设计多重安全防护机制,包括物理隔离、紧急停止系统及碰撞检测。在设备运行路径上设置红外光栅或激光雷达,检测到障碍物时立即触发急停,同时通过声光报警系统通知附近人员。

2.采用冗余设计,如双电源供应、备用服务器等,确保系统稳定运行。关键设备(如AS/RS主控柜)应配置UPS+发电机组合,满足至少2小时的应急供电需求。

3.定期进行安全检测与维护,降低故障风险。每月对传感器进行校准,每年进行一次消防系统(如气溶胶灭火装置)的全面测试,确保所有安全设备处于待命状态。

(三)系统集成与可扩展性

1.确保WMS(仓库管理系统)、WCS(仓库控制系统)与上层业务系统无缝对接。采用RESTfulAPI或MQTT协议实现数据交互,确保订单信息、库存数据能实时同步,延迟控制在100ms以内。

2.支持开放API接口,便于与其他智能设备(如AGV、分拣机器人)协同作业。定义统一设备通信协议(如OPCUA),使不同厂商的设备能互相识别并共享状态信息。

3.采用云边协同架构,提升数据处理与响应速度。边缘计算节点部署在仓库本地,处理实时控制指令,云端则负责长期数据分析与模型优化,数据传输通过加密隧道(如TLS1.3)保障安全。

三、硬件设施设计

(一)空间布局规划

1.货架布局:根据存储物品特性选择高层货架或流利式货架,合理规划存储密度。

(1)高层货架适用于体积小、周转率低的物品,存储密度可达70%-80%。需配合巷道堆垛机实现自动存取,货架层高建议12-20米。

(2)流利式货架适用于快周转物品,通过滚筒实现自动下滑。货架倾斜角度需精确控制在3°-5°,确保物料平稳移动。

2.通道设计:预留足够AGV/AMR通行宽度(建议3-4米),并设置无障碍通道。通道地面需做耐磨处理,并增加防滑涂层,同时埋设地磁传感器辅助导航。

3.作业区划分:明确收货区、拣选区、打包区、发货区等功能分区,减少交叉作业。各区域面积分配可参考ABC分类法:A类物品作业区占比40%,B类30%,C类30%。

(二)自动化设备配置

1.货物搬运设备:

(1)AGV(自动导引车):适用于长距离搬运,支持激光导航或视觉导航,载重范围10-50公斤。需配置防碰撞系统,相邻AGV间距保持≥2米。

(2)AMR(自主移动机器人):适用于动态路径环境,如拣选、补货场景,灵活度高于AGV。建议采用7轴协作机器人,配合机械臂完成货架到包装台的自动搬运。

2.存取设备:

(1)AS/RS(自动化立体仓库):高度可达30米,配合穿梭车实现自动化存取。穿梭车载重能力需匹配最大托盘重量(如≥500公斤),运行速度建议0.6-1.2米/秒。

(2)分拣系统:采用交叉带式或滑块式分拣机,分拣速度可达200-500件/小时。分拣道口需设置称重传感器,剔除异常重量包裹。

(三)环境与基础设施

1.电力系统:

(1)设置专用10kV配电柜,满足设备高峰负荷需求(如AGV集群运行时需≥200kW)。配电柜内配置智能电表,实时监控各设备能耗。

(2)采用UPS不间断电源,保障核心系统短时断电不中断。UPS容量需覆盖至少300秒的设备启动需求。

2.网络系统:

(1)部署千兆以太网,确保设备间实时通信。在仓库中心设置交换机集群,通过光纤环网架构实现冗余备份。

(2)设置无线AP覆盖全区域,支持设备定位与数据传输。采用Wi-Fi6标准,信道带宽≥160MHz,确保AGV在密集环境下的连接稳定性。

四、软件系统设计

(一)仓库管理系统(WMS)

1.核心功能:

(1)订单管理:支持多渠道订单自动导入,实时更新库存状态。采用TMS(运输管理系统)接口同步物流信息,订单处理时效目标≤3分钟。

(2)库存管理:采用动态盘点机制,季度全盘或月度抽盘,误差率≤0.5%。引入AI图像识别技术辅助盘点,提升人工盘点的效率(如每小时完成2000件)。

(3)任务调度:智能分配拣选、搬运任务,响应时间≤1秒。采用遗传算法优化任务分配方案,使设备负载均衡率≥85%。

2.技术要求:

(1)支持SQLServer或MySQL数据库,并发用户数≥500。数据库采用分片架构,热点数据(如库存变动)设置缓存层。

(2)具备API接口,可对接ERP、电商平台等外部系统。API调用频率限制为100次/秒,并采用JWT令牌机制保障身份验证。

(二)仓库控制系统(WCS)

1.作用:协调硬件设备与WMS指令,实现端到端作业控制。需具备设备状态监控、故障自愈功能,如AGV电量低时自动引导至充电桩。

2.关键模块:

(1)设备管理:实时监控AGV位置、电量、负载等状态。设备异常时触发自动化报警流程,包括短信通知、钉钉/微信企业号推送。

(2)路径规划:动态避障,优化单次任务路径,平均缩短20%行驶时间。采用RRT算法(快速随机树)结合Dijkstra算法混合实现,支持动态地图更新。

(3)异常处理:自动报警并切换备用设备,故障恢复时间≤5分钟。建立设备故障知识库,通过规则引擎自动推荐解决方案。

(三)数据可视化与报表

1.展示内容:

(1)实时库容利用率(建议目标≥75%)。通过动态仪表盘展示各库位占用情况,异常库位(如空置超30天)自动高亮。

(2)设备OEE(综合效率)曲线图。分项展示设备可用率、性能效率、综合效率,性能效率目标≥90%。

(3)拣选准确率、订单准时完成率等KPI统计。采用柏拉图法则分析关键指标,优先改善前20%的问题。

2.技术实现:

(1)采用ECharts或D3.js搭建大屏可视化平台。支持拖拽式自定义报表,数据刷新周期≤5秒。

(2)日报、周报自动生成,支持Excel导出格式。报表生成时间控制在5分钟内,采用定时任务调度技术(如CronJob)。

五、运维与安全管理

(一)日常维护流程

1.检查项目:

(1)每周巡检设备轴承、电机温度(正常范围≤60℃)。使用红外测温枪批量检测,异常设备标记为黄色预警。

(2)每月校准AGV导航传感器,误差≤2cm。采用激光校准仪进行单点校准,校准记录存档3年。

2.清洁标准:

(1)AGV/AMR轮胎每月清洁,避免异物干扰。使用高压气枪吹扫轮胎花纹沟槽,清除碎屑。

(2)货架轨道每季度除锈,涂抹润滑剂。除锈等级达Sa2.5级,润滑剂采用食品级硅脂。

(二)应急处理预案

1.设备故障:

(1)启动备用设备,同时安排人工辅助作业。备用设备需提前预充电,确保响应时间≤10分钟。

(2)记录故障代码,联系供应商远程诊断。故障信息同步至WMS系统,生成维修工单。

2.断电情况:

(1)UPS支撑至少30分钟,完成关键任务保存。UPS切换过程中通过应急照明系统(如LED灯带)保障照明。

(2)恢复供电后执行数据同步操作。通过脚本自动比对本地缓存与云端数据,不一致部分手动修正。

(三)人员培训要求

1.培训内容:

(1)基础操作:WMS界面使用、异常报警处理。通过模拟系统进行实操考核,合格率需达95%。

(2)安全规范:设备安全距离、紧急停止流程。开展VR安全培训,考核通过率≥90%。

2.培训频次:新员工需完成72小时岗前培训,每年复审。培训效果通过季度技能抽查评估,不合格者安排补训。

六、总结

无人智能仓库设计需以实际业务需求为导向,通过科学的空间规划、先进的软硬件集成及完善的管理体系,实现降本增效目标。设计团队应结合行业最佳实践,预留技术升级空间,确保仓库长期竞争力。未来可考虑引入AI预测性维护技术,通过设备振动、温度等数据提前预警故障,使维护成本降低30%以上。

一、概述

无人智能仓库是现代物流业发展的核心组成部分,其设计需综合考虑自动化设备、信息管理系统、空间布局及安全规范等多方面因素。本规范旨在为无人智能仓库的设计提供系统性指导,确保仓库的高效、安全、稳定运行。设计过程中需重点关注硬件设施配置、软件系统集成、环境适应性及运维管理等方面,以满足智能化、自动化的作业需求。

二、设计原则

(一)功能性与效率优先

1.优化作业流程,减少物料搬运距离与时间。

2.采用模块化设计,便于未来扩展与升级。

3.设置动态路径规划算法,提高设备调度效率。

(二)安全性与可靠性保障

1.设计多重安全防护机制,包括物理隔离、紧急停止系统及碰撞检测。

2.采用冗余设计,如双电源供应、备用服务器等,确保系统稳定运行。

3.定期进行安全检测与维护,降低故障风险。

(三)系统集成与可扩展性

1.确保WMS(仓库管理系统)、WCS(仓库控制系统)与上层业务系统无缝对接。

2.支持开放API接口,便于与其他智能设备(如AGV、分拣机器人)协同作业。

3.采用云边协同架构,提升数据处理与响应速度。

三、硬件设施设计

(一)空间布局规划

1.货架布局:根据存储物品特性选择高层货架或流利式货架,合理规划存储密度。

(1)高层货架适用于体积小、周转率低的物品,存储密度可达70%-80%。

(2)流利式货架适用于快周转物品,通过滚筒实现自动下滑。

2.通道设计:预留足够AGV/AMR通行宽度(建议3-4米),并设置无障碍通道。

3.作业区划分:明确收货区、拣选区、打包区、发货区等功能分区,减少交叉作业。

(二)自动化设备配置

1.货物搬运设备:

(1)AGV(自动导引车):适用于长距离搬运,支持激光导航或视觉导航,载重范围10-50公斤。

(2)AMR(自主移动机器人):适用于动态路径环境,如拣选、补货场景,灵活度高于AGV。

2.存取设备:

(1)AS/RS(自动化立体仓库):高度可达30米,配合穿梭车实现自动化存取。

(2)分拣系统:采用交叉带式或滑块式分拣机,分拣速度可达200-500件/小时。

(三)环境与基础设施

1.电力系统:

(1)设置专用10kV配电柜,满足设备高峰负荷需求(如AGV集群运行时需≥200kW)。

(2)采用UPS不间断电源,保障核心系统短时断电不中断。

2.网络系统:

(1)部署千兆以太网,确保设备间实时通信。

(2)设置无线AP覆盖全区域,支持设备定位与数据传输。

四、软件系统设计

(一)仓库管理系统(WMS)

1.核心功能:

(1)订单管理:支持多渠道订单自动导入,实时更新库存状态。

(2)库存管理:采用动态盘点机制,季度全盘或月度抽盘,误差率≤0.5%。

(3)任务调度:智能分配拣选、搬运任务,响应时间≤1秒。

2.技术要求:

(1)支持SQLServer或MySQL数据库,并发用户数≥500。

(2)具备API接口,可对接ERP、电商平台等外部系统。

(二)仓库控制系统(WCS)

1.作用:协调硬件设备与WMS指令,实现端到端作业控制。

2.关键模块:

(1)设备管理:实时监控AGV位置、电量、负载等状态。

(2)路径规划:动态避障,优化单次任务路径,平均缩短20%行驶时间。

(3)异常处理:自动报警并切换备用设备,故障恢复时间≤5分钟。

(三)数据可视化与报表

1.展示内容:

(1)实时库容利用率(建议目标≥75%)。

(2)设备OEE(综合效率)曲线图。

(3)拣选准确率、订单准时完成率等KPI统计。

2.技术实现:

(1)采用ECharts或D3.js搭建大屏可视化平台。

(2)日报、周报自动生成,支持Excel导出格式。

五、运维与安全管理

(一)日常维护流程

1.检查项目:

(1)每周巡检设备轴承、电机温度(正常范围≤60℃)。

(2)每月校准AGV导航传感器,误差≤2cm。

2.清洁标准:

(1)AGV/AMR轮胎每月清洁,避免异物干扰。

(2)货架轨道每季度除锈,涂抹润滑剂。

(二)应急处理预案

1.设备故障:

(1)启动备用设备,同时安排人工辅助作业。

(2)记录故障代码,联系供应商远程诊断。

2.断电情况:

(1)UPS支撑至少30分钟,完成关键任务保存。

(2)恢复供电后执行数据同步操作。

(三)人员培训要求

1.培训内容:

(1)基础操作:WMS界面使用、异常报警处理。

(2)安全规范:设备安全距离、紧急停止流程。

2.培训频次:新员工需完成72小时岗前培训,每年复审。

六、总结

无人智能仓库设计需以实际业务需求为导向,通过科学的空间规划、先进的软硬件集成及完善的管理体系,实现降本增效目标。设计团队应结合行业最佳实践,预留技术升级空间,确保仓库长期竞争力。

一、概述

无人智能仓库是现代物流业发展的核心组成部分,其设计需综合考虑自动化设备、信息管理系统、空间布局及安全规范等多方面因素。本规范旨在为无人智能仓库的设计提供系统性指导,确保仓库的高效、安全、稳定运行。设计过程中需重点关注硬件设施配置、软件系统集成、环境适应性及运维管理等方面,以满足智能化、自动化的作业需求。

二、设计原则

(一)功能性与效率优先

1.优化作业流程,减少物料搬运距离与时间。通过仿真软件模拟不同布局方案,选择最优路径规划算法(如A或Dijkstra),确保从入库到出库的全程耗时最短。

2.采用模块化设计,便于未来扩展与升级。每个功能区域(如存储区、分拣区)应独立设计,预留20%-30%的扩展空间,支持未来增加货架列或提升设备载重能力。

3.设置动态路径规划算法,提高设备调度效率。采用实时交通流分析技术,使AGV/AMR能在多设备冲突时自动调整路线,避免拥堵,理论上可提升整体作业效率15%-25%。

(二)安全性与可靠性保障

1.设计多重安全防护机制,包括物理隔离、紧急停止系统及碰撞检测。在设备运行路径上设置红外光栅或激光雷达,检测到障碍物时立即触发急停,同时通过声光报警系统通知附近人员。

2.采用冗余设计,如双电源供应、备用服务器等,确保系统稳定运行。关键设备(如AS/RS主控柜)应配置UPS+发电机组合,满足至少2小时的应急供电需求。

3.定期进行安全检测与维护,降低故障风险。每月对传感器进行校准,每年进行一次消防系统(如气溶胶灭火装置)的全面测试,确保所有安全设备处于待命状态。

(三)系统集成与可扩展性

1.确保WMS(仓库管理系统)、WCS(仓库控制系统)与上层业务系统无缝对接。采用RESTfulAPI或MQTT协议实现数据交互,确保订单信息、库存数据能实时同步,延迟控制在100ms以内。

2.支持开放API接口,便于与其他智能设备(如AGV、分拣机器人)协同作业。定义统一设备通信协议(如OPCUA),使不同厂商的设备能互相识别并共享状态信息。

3.采用云边协同架构,提升数据处理与响应速度。边缘计算节点部署在仓库本地,处理实时控制指令,云端则负责长期数据分析与模型优化,数据传输通过加密隧道(如TLS1.3)保障安全。

三、硬件设施设计

(一)空间布局规划

1.货架布局:根据存储物品特性选择高层货架或流利式货架,合理规划存储密度。

(1)高层货架适用于体积小、周转率低的物品,存储密度可达70%-80%。需配合巷道堆垛机实现自动存取,货架层高建议12-20米。

(2)流利式货架适用于快周转物品,通过滚筒实现自动下滑。货架倾斜角度需精确控制在3°-5°,确保物料平稳移动。

2.通道设计:预留足够AGV/AMR通行宽度(建议3-4米),并设置无障碍通道。通道地面需做耐磨处理,并增加防滑涂层,同时埋设地磁传感器辅助导航。

3.作业区划分:明确收货区、拣选区、打包区、发货区等功能分区,减少交叉作业。各区域面积分配可参考ABC分类法:A类物品作业区占比40%,B类30%,C类30%。

(二)自动化设备配置

1.货物搬运设备:

(1)AGV(自动导引车):适用于长距离搬运,支持激光导航或视觉导航,载重范围10-50公斤。需配置防碰撞系统,相邻AGV间距保持≥2米。

(2)AMR(自主移动机器人):适用于动态路径环境,如拣选、补货场景,灵活度高于AGV。建议采用7轴协作机器人,配合机械臂完成货架到包装台的自动搬运。

2.存取设备:

(1)AS/RS(自动化立体仓库):高度可达30米,配合穿梭车实现自动化存取。穿梭车载重能力需匹配最大托盘重量(如≥500公斤),运行速度建议0.6-1.2米/秒。

(2)分拣系统:采用交叉带式或滑块式分拣机,分拣速度可达200-500件/小时。分拣道口需设置称重传感器,剔除异常重量包裹。

(三)环境与基础设施

1.电力系统:

(1)设置专用10kV配电柜,满足设备高峰负荷需求(如AGV集群运行时需≥200kW)。配电柜内配置智能电表,实时监控各设备能耗。

(2)采用UPS不间断电源,保障核心系统短时断电不中断。UPS容量需覆盖至少300秒的设备启动需求。

2.网络系统:

(1)部署千兆以太网,确保设备间实时通信。在仓库中心设置交换机集群,通过光纤环网架构实现冗余备份。

(2)设置无线AP覆盖全区域,支持设备定位与数据传输。采用Wi-Fi6标准,信道带宽≥160MHz,确保AGV在密集环境下的连接稳定性。

四、软件系统设计

(一)仓库管理系统(WMS)

1.核心功能:

(1)订单管理:支持多渠道订单自动导入,实时更新库存状态。采用TMS(运输管理系统)接口同步物流信息,订单处理时效目标≤3分钟。

(2)库存管理:采用动态盘点机制,季度全盘或月度抽盘,误差率≤0.5%。引入AI图像识别技术辅助盘点,提升人工盘点的效率(如每小时完成2000件)。

(3)任务调度:智能分配拣选、搬运任务,响应时间≤1秒。采用遗传算法优化任务分配方案,使设备负载均衡率≥85%。

2.技术要求:

(1)支持SQLServer或MySQL数据库,并发用户数≥500。数据库采用分片架构,热点数据(如库存变动)设置缓存层。

(2)具备API接口,可对接ERP、电商平台等外部系统。API调用频率限制为100次/秒,并采用JWT令牌机制保障身份验证。

(二)仓库控制系统(WCS)

1.作用:协调硬件设备与WMS指令,实现端到端作业控制。需具备设备状态监控、故障自愈功能,如AGV电量低时自动引导至充电桩。

2.关键模块:

(1)设备管理:实时监控AGV位置、电量、负载等状态。设备异常时触发自动化报警流程,包括短信通知、钉钉/微信企业号推送。

(2)路径规划:动态避障,优化单次任务路径,平均缩短20%行驶时间。采用RRT算法(快速随机树)结合Dijkstra算法混合实现,支

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