行李托盤處理系統(tǒng)在機(jī)場(chǎng)行李系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

嚴(yán)亞琦

摘要：行李托盤處理系統(tǒng)（BTS）屬于IATA規(guī)范中描述的DCV（目的地車輛）系統(tǒng)類別。它以“雙窄帶驅(qū)動(dòng)方式”的輸送機(jī)為載體。它是一種綜合行李處理系統(tǒng)，將各種不規(guī)則旅客的行李裝載在托盤上，并使用“托盤”作為標(biāo)準(zhǔn)“載具”，通過閉環(huán)輸送機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)輸。采用RFID射頻識(shí)別技術(shù)進(jìn)行100%行李處理跟蹤、分揀。

關(guān)鍵詞：行李托盤處理系統(tǒng);機(jī)場(chǎng)行李系統(tǒng);應(yīng)用分析研究

隨著近幾年社會(huì)的快速發(fā)展，我國的民航規(guī)模正在逐步擴(kuò)大，為我國的交通流提供了非常重要的支撐，但目前在交通和民航機(jī)場(chǎng)的行李貨物量都非常大，基于此，機(jī)場(chǎng)行李運(yùn)輸效率及相關(guān)服務(wù)的效率非常重要，在行李運(yùn)輸過程中合理使用自動(dòng)行李分揀系統(tǒng)，提高機(jī)場(chǎng)的自動(dòng)化服務(wù)水平，可以有效減少機(jī)場(chǎng)的勞動(dòng)力，使行李運(yùn)輸?shù)男矢?。鑒于目前行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)使用了多項(xiàng)技術(shù)，有必要進(jìn)一步掌握相關(guān)系統(tǒng)的工作原理，以便更好地解決容易出現(xiàn)的問題，提高行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1行李分揀系統(tǒng)概述

行李分揀系統(tǒng)可用于行李的自動(dòng)識(shí)別和分揀。主要服務(wù)對(duì)象是機(jī)場(chǎng)旅客。它可以分揀乘客的行李并將其運(yùn)送到相應(yīng)的航班。由于旅客乘坐的航班不同，國內(nèi)航班和國外航班的托運(yùn)行李檢查需要不同的檢查站。旅客行李應(yīng)貼上標(biāo)簽，并通過傳送帶運(yùn)輸。行李引導(dǎo)系統(tǒng)將行李引導(dǎo)至托盤分揀機(jī)。然后可以自動(dòng)讀取行李上的條形碼。當(dāng)前的掃描設(shè)備可以從六個(gè)方向識(shí)別行李上的電子標(biāo)簽或條形碼。

2控制系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)

行李托盤處理系統(tǒng)控制系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)采用“分層+高度模塊化”的設(shè)計(jì)理念，以便于后期控制系統(tǒng)的擴(kuò)展和升級(jí)。大型集散控制系統(tǒng)是行李處理托盤系統(tǒng)各子系統(tǒng)之間的有機(jī)連接橋梁，包括多個(gè)檢測(cè)單元、執(zhí)行單元、驅(qū)動(dòng)單元、PLC控制單元和總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等，靈活可靠的硬件和軟件模塊。以適應(yīng)各子系統(tǒng)的不同特點(diǎn)控制要求和管理要求。一方面，底層設(shè)備控制系統(tǒng)可以向上行監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送現(xiàn)場(chǎng)行李處理信息和接收控制信息;另一方面，上層監(jiān)控系統(tǒng)可向下發(fā)布系統(tǒng)控制信息，現(xiàn)場(chǎng)采集各種數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，確保行李處理托盤系統(tǒng)高效、快速、安全、可靠運(yùn)行。

3提前到達(dá)行李存放模式選擇

根據(jù)不同的機(jī)場(chǎng)土建條件和用戶系統(tǒng)要求，早到行李存儲(chǔ)規(guī)劃設(shè)計(jì)有三種存儲(chǔ)模式：“輸送機(jī)通道”、“堆垛機(jī)+行李架”和“穿梭車+行李架”。通常，“堆垛機(jī)+行李架”和“穿梭機(jī)+行李架”模式用于處理3000件以上的早到行李存儲(chǔ)?！拜斔蜋C(jī)通道”存儲(chǔ)模式繼續(xù)采用傳統(tǒng)行李處理系統(tǒng)的早到行李存儲(chǔ)概念，采用多個(gè)輸送機(jī)通道，單個(gè)進(jìn)入行李存儲(chǔ)或存儲(chǔ)模式只能根據(jù)航班時(shí)區(qū)進(jìn)行邏輯分組存儲(chǔ)，空間利用率一般為50%～85%。

“堆垛機(jī)+行李架”存儲(chǔ)模式的“隨機(jī)存取”物流倉庫存儲(chǔ)技術(shù)，通過配置行李在通道盡頭的巷道固定平臺(tái)上以放置空托盤/早到行李，堆垛機(jī)在巷道中的貨架之間，通過撿拾裝置水平、垂直移動(dòng)執(zhí)行撿拾動(dòng)作，將托盤/早到行李組合存放在貨架上或從貨架上取出;這種存儲(chǔ)模式可以在任何時(shí)間獨(dú)立檢索任何行李，無需循環(huán)，空間利用率超過97%?！按┧筌?行李架”存儲(chǔ)模式是應(yīng)用垂直和水平運(yùn)輸分離技術(shù)，“升降機(jī)+穿梭車”替代堆垛機(jī)，升降機(jī)輸送穿梭車垂直進(jìn)出各存儲(chǔ)層，穿梭車穿梭在某一存儲(chǔ)層內(nèi)，以提供更可靠的冗余功能，這種存儲(chǔ)模式比“堆垛機(jī)+行李架”模式具有更好的可靠性。

4密集型行李存儲(chǔ)

4.1自動(dòng)行李倉庫設(shè)計(jì)

擱板的末端設(shè)計(jì)有垂直升降機(jī)，用于在垂直方向上承載托盤。每兩排行李架構(gòu)成一條道路，每層道路配備一輛穿梭車，完成托盤的水平搬運(yùn)。穿梭機(jī)和垂直升降機(jī)共同工作，以進(jìn)入所有行李艙。在不同巷道的兩排行李架之間設(shè)計(jì)了維修路徑。維修路徑為安全區(qū)，無機(jī)械操作。每兩層都有一條維護(hù)通道，機(jī)場(chǎng)工作人員可以通過該通道進(jìn)入行李倉庫進(jìn)行手動(dòng)盤點(diǎn)，并在系統(tǒng)故障時(shí)手動(dòng)存放行李。穿梭機(jī)服務(wù)區(qū)和垂直升降機(jī)服務(wù)區(qū)最終通過維修通道到達(dá)。

自動(dòng)化行李倉庫的布局特點(diǎn)有以下五個(gè)方面：一是多架穿梭機(jī)和垂直升降機(jī)同時(shí)工作，有效保證了倉庫的吞吐量;第二，傳統(tǒng)的立體堆垛機(jī)沒有使用天軌和地軌，滿足大多數(shù)建筑條件;三是行李架布局分散，易于進(jìn)行區(qū)域化擴(kuò)展，有效提高了行李分揀大廳的空間利用率;第四，每層貨架采用一個(gè)穿梭機(jī)，整個(gè)系統(tǒng)具有較高冗余性、可靠性;第五，設(shè)置有維護(hù)路徑，以便在穿梭機(jī)和垂直升降機(jī)無法確保系統(tǒng)的高可靠性而發(fā)生故障時(shí)，仍然可以手動(dòng)存儲(chǔ)行李。

4.2行李包裝流程

托盤由輸送機(jī)發(fā)送至行李裝載站，輸送機(jī)上安裝的RFID讀取器讀取托盤上RFID標(biāo)簽中存儲(chǔ)的托盤編號(hào)。讀取成功后，托盤處于就緒狀態(tài)。當(dāng)行李通過帶式輸送機(jī)到達(dá)裝載站時(shí)，自動(dòng)條形碼閱讀器（或條形碼掃描儀，AutomaticAgreeder，ATR）將讀取行李上的條形碼。讀取條形碼后，系統(tǒng)將自動(dòng)為行李分配一個(gè)就緒托盤。PLC可編程邏輯控制器為了控制行李進(jìn)入托盤、端板的過程，帶有RFID讀寫裝置的控制系統(tǒng)將行李條碼、目的地等信息放入托盤的RFID標(biāo)簽中，同時(shí)，托盤號(hào)和行李條形碼信息被發(fā)送到倉庫外殼元件系統(tǒng)（WMS）。WMS將行李條形碼綁定到托盤編號(hào)，并根據(jù)離港系統(tǒng)（BaggageSourceMessage，BSM）的行李源信息在數(shù)據(jù)庫中建立完整的行李輸送、處理記錄。

4.3行李存放程序

4.3.1行李倉儲(chǔ)。裝載結(jié)束時(shí)，WMS為要存儲(chǔ)的托盤分配一個(gè)可用空間。分配原則包括以下三個(gè)方面：一是將同一航班的行李均勻存放在整個(gè)立體倉庫內(nèi)，避免同一航班的所有行李存放在同一車道或同一樓層。分配原則是減少垂直升降機(jī)和穿梭車故障時(shí)手動(dòng)行李處理的工作量。第二，出站路徑最短，為確保行李架上行李傳輸?shù)卣w平衡，盡量在離行李收集轉(zhuǎn)盤最近的一側(cè)存放;三是盡量低液位儲(chǔ)存，便于在穿梭車故障時(shí)人工處理。WMS分配托盤空間以生成任務(wù)，并將其發(fā)送到WarehouseControlSystem（WCS）。WCS收到任務(wù)后，將任務(wù)分解為輸送機(jī)控制部分和穿梭車系統(tǒng)控制部分（包括垂直升降和穿梭車）。WCS將任務(wù)發(fā)送至輸送機(jī)的PLC，PLC控制托盤至垂直升降裝載端口;WMS將再次檢查垂直升降和穿梭系統(tǒng)是否存在故障，如果有，修改可到達(dá)的目標(biāo)行李位置，并將任務(wù)發(fā)送給WCS;WCS控制垂直升降機(jī)和穿梭機(jī)，將托盤運(yùn)送到目標(biāo)位置進(jìn)行存放。

4.3.2行李出庫。WMS可在行李架中找到以下三種可實(shí)時(shí)出庫的行李：一是收集轉(zhuǎn)盤即將搬運(yùn)至拖車的行李;二是供旅客領(lǐng)取的行李;三是傳輸過程存在問題的行李。WMS為符合條件的行李生成出站任務(wù)并將其發(fā)送給WCS。WCS收到任務(wù)后，將任務(wù)分解為穿梭機(jī)系統(tǒng)控制部分（包括垂直升降和穿梭機(jī)）和輸送機(jī)控制部分。WCS任務(wù)將發(fā)送到PLC的穿梭車系統(tǒng)，如果行李傳輸過程出現(xiàn)故障，則向監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（SupervisoryControl AndDataAcquisition，SCADA）系統(tǒng)發(fā)送警報(bào)，提示人為干預(yù)處理故障;否則，穿梭機(jī)系統(tǒng)控制托盤進(jìn)入輸送機(jī)，行李重新進(jìn)入行李分揀系統(tǒng)，傳輸至故障區(qū)域人工取出處理。

5結(jié)論

與其他行李處理系統(tǒng)相比，行李托盤處理系統(tǒng)具有許多優(yōu)勢(shì)，符合先進(jìn)、成熟、可擴(kuò)展的機(jī)場(chǎng)行李處理系統(tǒng)的產(chǎn)品特點(diǎn)，極大地?cái)U(kuò)展了行李處理系統(tǒng)的范圍。目前，行李托盤處理系統(tǒng)已應(yīng)用于北京首都國際機(jī)場(chǎng)、廣州白云國際機(jī)場(chǎng)、迪拜國際機(jī)場(chǎng)等國內(nèi)外機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目。

參考文獻(xiàn)

[1]趙玲.托盤式分揀機(jī)控制系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D].昆明理工大學(xué)，2013.

[2]羅俊斌，謝軍華.機(jī)場(chǎng)行李高速傳輸處理系統(tǒng)的選擇比較研究[J].物流技術(shù)與應(yīng)用，2015，20（08）：132-134.

[3]張?jiān)?機(jī)場(chǎng)行李分揀系統(tǒng)行李輸送線行李跟蹤控制算法研究[D].中國民航大學(xué)，2012.

[4]陳靜，劉玉坤.機(jī)場(chǎng)行李處理系統(tǒng)輸入建模對(duì)仿真的影響[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2016，52（07）：229-235.