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

文/羅俊斌 羅伊茜 蘇 武

國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)（International Air Transport Association，簡(jiǎn)稱“IATA”）統(tǒng)計(jì)報(bào)告預(yù)計(jì)2034年全球旅客數(shù)量達(dá)70億人次，面對(duì)日益增長(zhǎng)的旅客吞吐量，為提高機(jī)場(chǎng)服務(wù)質(zhì)量和旅程體驗(yàn)，有效縮短旅客行李處理時(shí)間和降低航空公司運(yùn)營(yíng)成本，國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)推薦采用基于高速行李傳輸和分揀技術(shù)的行李處理系統(tǒng)，以確保及時(shí)、安全、高效地完成大量旅客行李遠(yuǎn)距離輸送和分揀的需求。

行李托盤處理系統(tǒng)（Baggage Tray System，簡(jiǎn)稱“BTS”）屬于國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)規(guī)范中描述的第二類DCV（Destination Coded Vehicle）系統(tǒng)范疇，以“雙窄帶驅(qū)動(dòng)方式”的輸送機(jī)為輸送載體，將各種不規(guī)則的旅客行李裝載在托盤上，以“托盤”作為標(biāo)準(zhǔn)輸送物料被閉環(huán)輸送系統(tǒng)輸送，應(yīng)用RFID射頻識(shí)別技術(shù)進(jìn)行100%行李輸送跟蹤、分流（揀）的綜合型行李處理系統(tǒng)。

一、系統(tǒng)組成與功能選擇

行李托盤處理系統(tǒng)在行業(yè)內(nèi)也被稱為“獨(dú)立運(yùn)載系統(tǒng)”（Individual Carrier System，簡(jiǎn)稱“ICS”），具有最大輸送速度達(dá)10m/s、可靠性高、便于進(jìn)行早到行李暫存等優(yōu)點(diǎn)，由裝盤、輸送(水平、傾斜、轉(zhuǎn)彎輸送)、分合流(水平分∕合流、垂直分∕合流)、卸盤等四大類功能設(shè)備構(gòu)成的閉環(huán)輸送系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、托盤調(diào)度管理系統(tǒng)等組成。

基于“一件行李一個(gè)托盤”行李處理原則的行李托盤處理系統(tǒng)相對(duì)其它行李處理系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)眾多，符合機(jī)場(chǎng)行李處理系統(tǒng)先進(jìn)性、成熟型和可擴(kuò)展性的產(chǎn)品特性，極大地拓展了行李處理系統(tǒng)型譜

圖1：裝盤單元

圖2：輸送單元

圖3：分合流單元

圖4： 卸盤單元

1.托盤單元

托盤單元是行李托盤處理系統(tǒng)中旅客行李的裝載容器，由耐磨和耐沖擊的特殊塑料材質(zhì)制成，其自身不帶任何動(dòng)力裝置，具有可進(jìn)行堆垛儲(chǔ)存、可直接進(jìn)入安檢設(shè)備實(shí)現(xiàn)在線安檢作業(yè)等特性。在每個(gè)托盤單元都安裝有一個(gè)包括托盤單元ID號(hào)等信息的可更換的RFID射頻識(shí)別標(biāo)簽，智能控制系統(tǒng)通過(guò)托盤單元ID號(hào)對(duì)系統(tǒng)中行李的實(shí)時(shí)位置和通過(guò)的路由情況進(jìn)行100%跟蹤。托盤單元常用規(guī)格尺寸有1200×850×240、1350×1000×200、1680×1225×350（mm）等三種規(guī)格。

2.裝盤單元

行李裝盤單元根據(jù)行李與托盤單元相對(duì)位置不同，分為頂部裝載單元和側(cè)面裝載單元，在行李裝載過(guò)程中通過(guò)將旅客行李的IATA條碼和托盤單元ID號(hào)進(jìn)行匹配、綁定，整個(gè)系統(tǒng)采用托盤單元ID號(hào)對(duì)旅客行李進(jìn)行跟蹤。其中：頂部裝載單元裝載能力1800件/小時(shí)；側(cè)面裝載單元裝載能力90件/小時(shí)，如圖1。

3.輸送單元

輸送單元是行李托盤處理系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的單元，分為水平輸送模塊、傾斜輸送模塊、轉(zhuǎn)彎輸送模塊等，如圖2。適用于上坡/下坡輸送、高速傳輸、巷道式存儲(chǔ)系統(tǒng)場(chǎng)合。其中：水平直線輸送的速度為0.75m/s～10m/s、單臺(tái)設(shè)備長(zhǎng)度為1500mm～30000mm；傾斜輸送的速度為0.75m/s～1.0m/s、爬坡角度達(dá)15°；水平轉(zhuǎn)彎輸送的速度為0.75m/s～2.5m/s、中心轉(zhuǎn)彎半徑通常為2200mm和2550mm。

4.分合流單元

分流合流單元分為水平分流/合流單元模塊、垂直分流/合流單元模塊等兩類，如圖3。其中：水平合流單元模塊用于空托盤、實(shí)托盤（即：行李和托盤組合體）由一條支線水平合流到一條主線上的場(chǎng)合；水平分流單元模塊用于空托盤、實(shí)托盤由一條主線水平分流到一條支線上的場(chǎng)合；垂直分流/合流單元模塊用于空托盤、實(shí)托盤在兩條垂直安裝的線路上可以交叉/交匯輸送的場(chǎng)合。

水平分流單元處理能力1800件/小時(shí)；水平合流單元處理能力1800件/小時(shí)；水平90°換向單元處理能力900件/小時(shí)；垂直分流單元處理能力1800件/小時(shí)；垂直合流單元處理能力1800件/小時(shí)。

5.卸盤單元

卸盤單元是通過(guò)傾翻托盤的方式將行李與托盤分離，由一套或多套相互獨(dú)立的翻轉(zhuǎn)裝置、托盤輸送裝置和機(jī)架等組成，如圖4。其通行能力達(dá)3000件/小時(shí)，根據(jù)其控制策略不同分為靜態(tài)卸盤、半動(dòng)態(tài)卸盤和動(dòng)態(tài)卸盤三類；靜態(tài)卸盤過(guò)程中托盤停止在托盤輸送裝置上不運(yùn)動(dòng)，半動(dòng)態(tài)卸盤和動(dòng)態(tài)卸盤過(guò)程中托盤仍處于向前輸送狀態(tài)。其中：靜態(tài)卸盤單元處理能力1200件/小時(shí)、半動(dòng)態(tài)卸盤單元處理能力1500件/小時(shí)、動(dòng)態(tài)卸盤單元處理能力1800件/小時(shí)。

6.空托盤碼分單元

空托盤碼分單元根據(jù)系統(tǒng)布局的位置不同可分別作為疊式存儲(chǔ)器或托盤單元分離裝置使用；由一套窄帶輸送裝置、一套升降型碼分裝置、機(jī)架等組成，用于均衡和存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行的空托盤。通常，空托盤碼分單元放入碼垛能力1200盤/小時(shí)、拆垛能力1200盤/小時(shí)，如圖5。

二、早到行李存儲(chǔ)模式選擇

根據(jù)機(jī)場(chǎng)土建情況、用戶系統(tǒng)需求等不同，進(jìn)行早到行李存儲(chǔ)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)有“輸送機(jī)巷道”、“堆垛機(jī) + 貨架”、“穿梭車 + 貨架”等三類存儲(chǔ)模式可供選擇，如圖6。

通?！岸讯鈾C(jī) + 貨架”和“穿梭車 +貨架”模式用于處理3000件以上的早到行李存儲(chǔ)場(chǎng)合。“輸送機(jī)巷道”存儲(chǔ)模式沿用傳統(tǒng)行李處理系統(tǒng)早到行李存儲(chǔ)理念，采用若干輸送機(jī)組成單入單出的行李存儲(chǔ)巷道，該存儲(chǔ)模式只能采用基于航班或時(shí)區(qū)邏輯分組、應(yīng)用動(dòng)態(tài)回路方式存儲(chǔ)托盤/早到行李，其空間利用率通常為50%～85%。

“堆垛機(jī) + 貨架” 存儲(chǔ)模式應(yīng)用“隨機(jī)存取”的物流倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)技術(shù)，通過(guò)配置在巷道末端的存取貨固定站臺(tái)放置空托盤/早到行李，堆垛機(jī)在貨架間的巷道中高速水平移動(dòng)、堆垛機(jī)取貨裝置垂直移動(dòng)和取貨動(dòng)作相結(jié)合的模式將托盤/早到行李存儲(chǔ)在貨架上或取回；該存儲(chǔ)模式無(wú)須循環(huán)就可在任何時(shí)間單獨(dú)取回任意一件行李，其空間利用率超過(guò)97%。

圖5： 空托盤碼分單元

圖6： 早到行李存儲(chǔ)模式示意

“穿梭車+貨架” 存儲(chǔ)模式是應(yīng)用“垂直提升和水平轉(zhuǎn)運(yùn)分離”技術(shù)，采用“升降機(jī)+穿梭車”替代堆垛機(jī)，升降機(jī)垂直提升托盤/早到行李進(jìn)出各存儲(chǔ)層，穿梭車在同一存儲(chǔ)層運(yùn)送存儲(chǔ)托盤/行李，穿梭車提供更可靠的冗余功能；該存儲(chǔ)模式具有比“堆垛機(jī)+貨架”模式更好的可靠性和優(yōu)勢(shì)。

三、控制系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)

行李托盤處理系統(tǒng)控制系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)宜采用“層級(jí)式+高度模塊化”的設(shè)計(jì)理念，從而方便后期對(duì)控制系統(tǒng)的擴(kuò)容升級(jí)。大規(guī)模分布式控制系統(tǒng)是行李處理托盤系統(tǒng)各個(gè)子系統(tǒng)之間有機(jī)聯(lián)系的橋梁，包含諸多檢測(cè)單元、執(zhí)行單元、驅(qū)動(dòng)單元、PLC控制單元及總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等，用方便、靈活、可靠的硬件和軟件模塊進(jìn)行組合設(shè)計(jì)，以適應(yīng)各個(gè)子系統(tǒng)不同特點(diǎn)的控制要求和管理要求。一方面，底層設(shè)備控制系統(tǒng)可向上位監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送現(xiàn)場(chǎng)行李處理信息、接受控制信息；另一方面，上位監(jiān)控系統(tǒng)又可向下發(fā)布系統(tǒng)控制信息、采集現(xiàn)場(chǎng)的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行多種綜合處理，保證行李處理托盤系統(tǒng)高效、快捷、安全、可靠的運(yùn)行。

四、結(jié)束語(yǔ)

文章通過(guò)對(duì)行李托盤處理系統(tǒng)的組成、行李存儲(chǔ)模式、控制系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行論述，通過(guò)論述可知基于“一件行李一個(gè)托盤”行李處理原則的行李托盤處理系統(tǒng)相對(duì)其它行李處理系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)眾多，符合機(jī)場(chǎng)行李處理系統(tǒng)先進(jìn)性、成熟型和可擴(kuò)展性的產(chǎn)品特性，極大地拓展了行李處理系統(tǒng)型譜。目前，行李托盤處理系統(tǒng)已在北京首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)、廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)、迪拜國(guó)際機(jī)場(chǎng)等國(guó)內(nèi)外機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用。