智能道閘技術(shù)在民用機(jī)場(chǎng)的應(yīng)用研究

張偉廣

智能道閘是在普通道閘的基礎(chǔ)上增加一些智能化的設(shè)計(jì)，是一種通道阻擋裝置，用于通道通行管理，基本功能在于管理人流并規(guī)范行人出入，主要應(yīng)用于公共交通、收費(fèi)檢票等隔斷、分流。近年來(lái)，智能通道閘廣泛應(yīng)用于地鐵、機(jī)場(chǎng)、景區(qū)、學(xué)校、小區(qū)等公共場(chǎng)所。目前，一些國(guó)內(nèi)外機(jī)場(chǎng)使用智能道閘做為旅客預(yù)分流設(shè)備。

在機(jī)場(chǎng)，智能道閘主要安裝在旅客進(jìn)入安全檢查待檢區(qū)的通道，用于對(duì)進(jìn)入安檢待檢區(qū)的旅客進(jìn)行預(yù)分流，動(dòng)態(tài)控制旅客等待人數(shù)。

一、機(jī)場(chǎng)安檢待檢區(qū)現(xiàn)狀

統(tǒng)計(jì)并篩選出2018年春節(jié)期間，即2018年02月14日4：00至2018年02月21日0：00（2018年02月20日24：00）安檢待檢區(qū)實(shí)際待檢人數(shù)狀況，并以高密直方圖的方式展示如下，見(jiàn)圖1。

由圖1可見(jiàn)，2018年春節(jié)期間待檢區(qū)人數(shù)在不同時(shí)段呈現(xiàn)周期變化，每天峰值出現(xiàn)在早晨5：00～7：00期間，最大值出現(xiàn)在6：00左右。

圖2選取了比較均衡的一天（2018年2月15日24小時(shí)）并對(duì)一天中的各個(gè)時(shí)刻的安檢人數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。

二、數(shù)據(jù)模型測(cè)算

如圖3所示，旅客需通過(guò)1、2、3個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)入隔離區(qū)。智能道閘安裝后將①環(huán)節(jié)由人工判讀改為為采用智能道閘進(jìn)行分流和阻攔。通過(guò)數(shù)學(xué)建模主要測(cè)算驗(yàn)證：（1）高峰時(shí)段安檢待檢區(qū)有旅客排隊(duì)人數(shù)計(jì)算；（2）道閘通行能力測(cè)算。

歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示高峰小時(shí)安檢人數(shù)均高于高峰小時(shí)值機(jī)人數(shù)，為了滿足最大需要，數(shù)據(jù)測(cè)算選用每小時(shí)通過(guò)的安檢人數(shù)峰值測(cè)算。

（一）高峰時(shí)段安檢待檢區(qū)有旅客排隊(duì)人數(shù)計(jì)算

目前高峰時(shí)段35個(gè)安檢口全部開(kāi)放，假設(shè)以為了高峰小時(shí)客流量人/小時(shí)。假設(shè)高峰時(shí)段所有旅客值機(jī)后，立即進(jìn)入待檢區(qū)準(zhǔn)備安檢?？烧J(rèn)為此時(shí)所有待檢旅客都將在安檢待檢區(qū)集中排隊(duì)。

通過(guò)上述測(cè)算可得，高峰時(shí)段安檢待檢區(qū)的待檢人數(shù)和人員密度都非常高，已超過(guò)待檢區(qū)的合理容量。實(shí)際情況也證實(shí)2018年過(guò)年期間，旅客待檢隊(duì)伍已溢出待檢區(qū)外延至3個(gè)入口通道，影響了安檢待檢區(qū)的正常管理及3個(gè)主要通道的通行，需要加入智能道閘滿足待檢區(qū)通行需求。

（二）道閘通行能力測(cè)算

單個(gè)通道道閘額定通過(guò)能力為30人/分鐘，22條道閘的額定通過(guò)能力為39600人/小時(shí)，7285人的最小通過(guò)時(shí)間為11.378分鐘。類比地鐵、高鐵實(shí)際通過(guò)能力接近額定通過(guò)能力的70%，空乘旅客因隨行行李等較地鐵、高鐵通過(guò)時(shí)間增加1～2秒，即測(cè)算通過(guò)能力為4.85秒/人。這個(gè)情況下7285人的通過(guò)時(shí)間為26分鐘。

安檢最大通過(guò)能力的220人/小時(shí)，未來(lái)改造后43個(gè)安檢口的最大通過(guò)能力為157人/每分鐘。根據(jù)上述測(cè)算157人正常通過(guò)22個(gè)安檢口約需34.6秒，22條安檢口最大通過(guò)率約為安檢通過(guò)率的1.73倍。

通過(guò)上述測(cè)算可初步得出，道閘設(shè)置將不會(huì)對(duì)旅客進(jìn)入安檢待檢區(qū)形成阻礙。22條道閘數(shù)量可以滿足機(jī)場(chǎng)目前及未來(lái)需求。

三、智能道閘功能

（一）定位和隔離功能

通過(guò)道閘的設(shè)置，將整個(gè)候機(jī)樓安檢黃線外區(qū)域分割形成大廳公共區(qū)、安檢待檢區(qū)域兩大部分。需要安檢的旅客憑掃描登機(jī)牌確認(rèn)信息后按進(jìn)入條件穿過(guò)閘機(jī)前往安檢區(qū)。因此，憑借值機(jī)信息、穿過(guò)閘機(jī)的旅客信息和旅客安檢信息以及它們的組合，可以更加精確地定位旅客所處區(qū)域。

閘機(jī)的設(shè)置可有效隔離送行人員、離起飛時(shí)間≥5小時(shí)的旅客等無(wú)關(guān)或相關(guān)人員的隨意進(jìn)入。送行人員人數(shù)可參考其他機(jī)場(chǎng)送迎旅客的統(tǒng)計(jì)調(diào)查報(bào)告。2015年大型機(jī)場(chǎng)送行人員數(shù)量與旅客數(shù)量比為0.56：1。目前所有送行人員均由機(jī)場(chǎng)工作人員進(jìn)行人工隔離，加裝閘機(jī)后即可由閘機(jī)進(jìn)行隔離，阻攔作用會(huì)突出和增強(qiáng)。

（二）旅客分流及密度控制

旅客數(shù)量的控制可通過(guò)對(duì)閘機(jī)設(shè)置區(qū)域準(zhǔn)入規(guī)則（如登機(jī)時(shí)間提前量的設(shè)置）來(lái)控制待檢區(qū)內(nèi)滯留或排隊(duì)的旅客的總數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。

旅客在經(jīng)過(guò)閘機(jī)時(shí)掃描（紙質(zhì)或者電子的）登機(jī)牌等各類型登機(jī)憑證，閘機(jī)系統(tǒng)將讀取到的登機(jī)憑證信息與系統(tǒng)預(yù)置的結(jié)合航班信息、旅客信息等相關(guān)數(shù)據(jù)組合出的允許通行條件進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果來(lái)決定閘機(jī)是否開(kāi)啟讓該旅客通行進(jìn)入安檢待檢區(qū)域，對(duì)不符合條件的旅客將給出提示、指引信息和幫助措施說(shuō)明，實(shí)現(xiàn)旅客自動(dòng)分流，用信息化的手段改善安檢待檢區(qū)域運(yùn)行管理，有效避免旅客走錯(cuò)安檢區(qū)域，避免國(guó)內(nèi)、國(guó)際旅客交叉。

道閘的分流充分體現(xiàn)了“果凍原理”，即將大區(qū)域的人員流動(dòng)分隔到各個(gè)小區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)有效的人流控制和分塊管理。在充分利用現(xiàn)有的空間資源，形成緩沖地帶的基礎(chǔ)上，還可以有效提高待檢區(qū)和安檢通道內(nèi)的安全管控能力，避免個(gè)別密集區(qū)域旅客過(guò)于集中而引發(fā)安全事故。

（三）信息采集和數(shù)據(jù)挖掘

在待檢區(qū)設(shè)置的道閘作為旅客進(jìn)入機(jī)場(chǎng)的第一個(gè)關(guān)口，如果在此處進(jìn)行旅客信息采集，如以生物識(shí)別為導(dǎo)向的旅客身份和唯一性確定等，將對(duì)后續(xù)安檢、候機(jī)區(qū)旅客跟蹤和自助登機(jī)等提供可靠的身份數(shù)據(jù)。同時(shí)，通過(guò)閘機(jī)獲得的旅客過(guò)閘信息和安檢口獲取的旅客安檢信息，可為統(tǒng)計(jì)安檢排隊(duì)時(shí)間提供數(shù)據(jù)，從而進(jìn)一步改善安檢能力和安檢效率、建設(shè)或者開(kāi)放更多的安檢口提供決策信息。此外，機(jī)場(chǎng)信息共享平臺(tái)等其他信息系統(tǒng)或各類大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析也可以根據(jù)應(yīng)用需要提取相關(guān)數(shù)據(jù)完成統(tǒng)計(jì)分析和決策。

閘機(jī)系統(tǒng)本身也可統(tǒng)計(jì)3個(gè)安檢待檢區(qū)入口的通行人流分布，為指引、值機(jī)大廳的商業(yè)分布等提供依據(jù)。

四、設(shè)計(jì)方案

（一）系統(tǒng)架構(gòu)

根據(jù)昆明長(zhǎng)水國(guó)際機(jī)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)勘查及實(shí)際情況，閘機(jī)系統(tǒng)由前端設(shè)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、后端設(shè)備和軟件四部分組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)規(guī)劃見(jiàn)圖4。

（二）系統(tǒng)功能

系統(tǒng)主要功能如下：

（1）系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理；（2）閘機(jī)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控管理；（3）設(shè)備通行控制管理；（4）應(yīng)急處置管理；（5）查詢統(tǒng)計(jì)；（6）系統(tǒng)管理等。

（三）系統(tǒng)接口

系統(tǒng)現(xiàn)階段主要接口：（1）與機(jī)場(chǎng)數(shù)據(jù)交換平臺(tái)接口；（2）與時(shí)鐘系統(tǒng)接口。

系統(tǒng)預(yù)留接口：（1）與安檢信息系統(tǒng)接口；（2）與離港系統(tǒng)接口；（3）與消防系統(tǒng)接口；（4）與門禁系統(tǒng)接口。

（四）系統(tǒng)功率

因此，東西兩側(cè)安檢待檢區(qū)各6臺(tái)閘機(jī)額定功率≤1.8kW，中央?yún)^(qū)域10臺(tái)閘機(jī)額定功率≤3kW，閘機(jī)系統(tǒng)總功率≤6.6kW。

根據(jù)閘機(jī)用電負(fù)荷功率計(jì)算配電容量，考慮無(wú)功功率的損耗，按照常規(guī)機(jī)電設(shè)備功率因素0.8計(jì)算，東西兩側(cè)閘機(jī)配電容量為2.25kVA，中央?yún)^(qū)域閘機(jī)配電容量為3.75kVA。雖然單個(gè)閘機(jī)的功率不大，但是數(shù)量略多且頻繁啟動(dòng)，因此計(jì)算配電容量時(shí)需考慮6.6kW同時(shí)啟動(dòng)的極端情況來(lái)選擇合適的分路空開(kāi)，確保閘機(jī)正常運(yùn)行。

五、結(jié)論

隨著我國(guó)“智慧機(jī)場(chǎng)”建設(shè)不斷推進(jìn)，各種先進(jìn)技術(shù)、智能化設(shè)備將在機(jī)場(chǎng)得到更廣泛地應(yīng)用，本文提出的觀點(diǎn)可以作為智能道閘在機(jī)場(chǎng)的應(yīng)用方案，通過(guò)智能道閘系統(tǒng)的應(yīng)用，不斷提高機(jī)場(chǎng)的智能化管理水平，節(jié)省人力成本。