民航機(jī)場(chǎng)行李（智能）分揀系統(tǒng)研究

惠名笠

（河南省機(jī)場(chǎng)集團(tuán)有限公司，河南鄭州 450000）

行李分揀系統(tǒng)有諸多優(yōu)勢(shì)，具備較強(qiáng)的自動(dòng)化水平，即便面對(duì)大量行李也能高效分揀，在民航機(jī)場(chǎng)中得到了廣泛應(yīng)用。行李分揀系統(tǒng)是科技發(fā)展后開發(fā)出來的一種智能化系統(tǒng)，其可對(duì)機(jī)場(chǎng)行李進(jìn)行統(tǒng)一分揀、輸送、處理，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、PLC技術(shù)、電氣控制技術(shù)等結(jié)合為一體，具有高效、集成等眾多優(yōu)點(diǎn)。

1 民航機(jī)場(chǎng)行李分揀系統(tǒng)的主要構(gòu)成

1.1 值機(jī)子系統(tǒng)

在各個(gè)值機(jī)柜臺(tái)都有設(shè)置三段傳送設(shè)備，三段傳送設(shè)備的主要用途分別為稱重貼標(biāo)簽、X光安檢、輸送行李。旅客將行李依次放在第一段傳送設(shè)備上，在對(duì)行李進(jìn)行稱重、貼標(biāo)簽后，將其送至第二段傳送設(shè)備上，隨后第二段傳送設(shè)備通過X光對(duì)行李進(jìn)行安檢，安檢通過后將其送到第三段傳送設(shè)備，最終使行李安全進(jìn)入收集傳輸設(shè)備[1]。

整個(gè)過程也需工作人員在線監(jiān)督，標(biāo)簽主要包括了旅客信息和航班信息，可幫助旅客辨認(rèn)行李，避免拿錯(cuò)。貼上標(biāo)簽以后，機(jī)場(chǎng)人員需要按下皮帶運(yùn)行按鈕，將行李傳入發(fā)送輸送設(shè)備中。旅客辦理行李托運(yùn)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)生成數(shù)碼，數(shù)碼由十位數(shù)字組成，以條形碼的形式出現(xiàn)在標(biāo)簽上，對(duì)該標(biāo)簽進(jìn)行掃描，可對(duì)被托運(yùn)行李進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，提高了行李托運(yùn)安全性。

行李在完成托運(yùn)后，控制系統(tǒng)會(huì)把和行李有關(guān)的數(shù)據(jù)信息傳送到用戶終端設(shè)備，通過該方式可使行李托運(yùn)信息透明化，全程都能實(shí)施監(jiān)控。這種方法當(dāng)前在全球各地都已經(jīng)有了大量應(yīng)用。對(duì)于行李分揀系統(tǒng)而言，系統(tǒng)在接收行李托運(yùn)信息后，可根據(jù)行李到達(dá)目的地，自動(dòng)劃分分揀口，實(shí)現(xiàn)行李高效運(yùn)輸。

1.2 行李分揀設(shè)備

在民航機(jī)場(chǎng)行李分揀系統(tǒng)中，使用的行李分揀設(shè)備主要有垂直分流設(shè)備、托盤分揀設(shè)備、擺臂分揀設(shè)備等。民航機(jī)場(chǎng)可根據(jù)實(shí)際客流量或規(guī)模等因素，選擇適合的行李分揀方法、設(shè)備，不但有利于節(jié)約成本，還能夠在一定限度上削弱后期分揀設(shè)備維護(hù)成本，使行李分揀系統(tǒng)更具性價(jià)比。

1.3 收集和傳送機(jī)子系統(tǒng)

收集和傳送設(shè)備需要和窗口預(yù)約功能相結(jié)合，民航機(jī)場(chǎng)全部的值機(jī)柜臺(tái)都可優(yōu)先托運(yùn)行李，可以有效避免因行李數(shù)量多導(dǎo)致的碰撞、擁堵現(xiàn)象出現(xiàn)，在行李傳送時(shí)更具秩序性，也可以幫助旅客實(shí)時(shí)跟蹤行李運(yùn)輸情況。

1.4 控制與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

行李控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中，會(huì)受到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、邏輯控制器、電子機(jī)械設(shè)施等設(shè)備監(jiān)督。航班信息會(huì)傳輸?shù)接脩艚K端設(shè)備上，并通過接口相連，實(shí)現(xiàn)航班的有效劃分，確保航班旅客所對(duì)應(yīng)的行李信息完整性。

在行李運(yùn)輸過程中，控制系統(tǒng)起著指導(dǎo)性作用，控制系統(tǒng)發(fā)出出發(fā)指令時(shí)，到達(dá)系統(tǒng)和中轉(zhuǎn)系統(tǒng)會(huì)持續(xù)操作[2]。各個(gè)系統(tǒng)中都有一個(gè)專門的局域網(wǎng)PLC控制系統(tǒng)。比如，在民航機(jī)場(chǎng)行李分揀控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)只允許相關(guān)工作人員進(jìn)入，且工作人員都需要登錄權(quán)限才能進(jìn)入系統(tǒng)。在系統(tǒng)內(nèi)，工作人員可通過核心控制室對(duì)運(yùn)輸路線加以監(jiān)督、跟蹤。統(tǒng)發(fā)生故障或行李運(yùn)行狀態(tài)異常時(shí)，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)發(fā)出報(bào)警，工作人員可停止系統(tǒng)運(yùn)行，將行李定向進(jìn)行重新歸納，使其進(jìn)入正確的傳送設(shè)備內(nèi)。

2 民航機(jī)場(chǎng)行李分揀系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 連鎖控制技術(shù)

行李分揀系統(tǒng)的傳送帶工作會(huì)受到上下游傳送帶影響，上下游傳送帶出現(xiàn)異常時(shí)，會(huì)直接影響全部傳送帶的運(yùn)行效率。比如，下游的傳送帶停止運(yùn)行時(shí)，行李無法在中途向其余路線轉(zhuǎn)變，出現(xiàn)這種故障時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)通知控制系統(tǒng)，以光聲信號(hào)為表示，控制系統(tǒng)接到信息后會(huì)快速把信息傳輸至上游傳送帶，上游傳送帶停止工作。待下游傳送帶正常運(yùn)行后，行李分揀系統(tǒng)會(huì)從下往上依次啟動(dòng)傳送帶，使所有傳送帶依次進(jìn)入運(yùn)行模式。如果行李分揀系統(tǒng)傳送帶正處于維修情況，不會(huì)產(chǎn)生任何連鎖影響。傳送帶處于正常運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)，為了可以減少能耗，沒有行李存在的前提下，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，自動(dòng)停止運(yùn)行，有行李進(jìn)入后，傳送帶會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，維修時(shí)不會(huì)受待機(jī)影響[3]。

2.2 窗口控制技術(shù)

在行李運(yùn)輸過程中，機(jī)場(chǎng)行李分揀系統(tǒng)需要對(duì)每個(gè)行李的距離嚴(yán)格控制，避免行李之間發(fā)生碰撞或摩擦。通常情況下，我國(guó)民航機(jī)場(chǎng)都是使用窗口控制技術(shù)達(dá)到該目的。窗口控制技術(shù)可確保行李以虛擬窗口方式進(jìn)入傳送帶，并按照固定距離有序傳輸。

2.3 堵塞控制技術(shù)

民航機(jī)場(chǎng)每日行李量非常大，對(duì)行李進(jìn)行傳送時(shí)，難免會(huì)出現(xiàn)堵塞情況，因此，在開發(fā)行李分揀系統(tǒng)時(shí)考慮到該問題，應(yīng)用進(jìn)了堵塞控制技術(shù)。在傳送帶中，每隔一段距離都會(huì)安裝一個(gè)探測(cè)設(shè)備，探測(cè)設(shè)備的主要作用是為了對(duì)行李傳送情況加以監(jiān)控，出現(xiàn)堵塞情況時(shí)便于及時(shí)解決。

為了有效預(yù)防行李堵塞情況出現(xiàn)，機(jī)場(chǎng)行李分揀系統(tǒng)還專門在傳送帶電機(jī)中設(shè)計(jì)了過載檢測(cè)設(shè)備，能夠?qū)π欣顡p壞度進(jìn)行檢測(cè)。如果已經(jīng)發(fā)生了嚴(yán)重堵塞情況，這時(shí)工作人員可按下緊急按鈕，傳送帶會(huì)立刻停止運(yùn)行，是一種有效的應(yīng)急方法。

2.4 行李實(shí)時(shí)跟蹤技術(shù)

行李實(shí)時(shí)跟蹤技術(shù)在行李分揀系統(tǒng)中占據(jù)重要地位。當(dāng)旅客辦完行李托運(yùn)手續(xù)后，行李分揀系統(tǒng)正式對(duì)行李運(yùn)輸情況加以實(shí)時(shí)跟蹤，確保旅客信息和行李一致。

行李進(jìn)行集中安檢過后，控制系統(tǒng)會(huì)對(duì)行李所在位置加以定位，并在安檢后將托運(yùn)信息錄入至系統(tǒng)。處理系統(tǒng)通過串口了解行李安全屬性后，會(huì)把相關(guān)信息傳入跟蹤信息當(dāng)中，最終完成行李分流控制。

對(duì)于系統(tǒng)而言，跟蹤方法和行李分流密切相關(guān)，出現(xiàn)跟蹤錯(cuò)誤，就無法準(zhǔn)確分流行李，可能導(dǎo)致行李運(yùn)輸路線錯(cuò)誤等問題發(fā)生，造成嚴(yán)重?fù)p失。在該技術(shù)運(yùn)行時(shí)，主要通過對(duì)行李流加以仿真，比較仿真結(jié)果和實(shí)際情況，發(fā)現(xiàn)偏差時(shí)可對(duì)仿真流加以調(diào)整，直到與實(shí)際相符為止。通過采用行李實(shí)時(shí)跟蹤技術(shù)能夠?qū)C(jī)場(chǎng)行李實(shí)施高效跟蹤。

3 民航機(jī)場(chǎng)行李分揀系統(tǒng)的分揀算法

3.1 行李分揀算法

在對(duì)行李進(jìn)行分揀時(shí)，系統(tǒng)在識(shí)別行李后，PLC控制系統(tǒng)會(huì)發(fā)出相關(guān)請(qǐng)求，在請(qǐng)求中會(huì)顯示行李的運(yùn)輸目的地。行李分揀系統(tǒng)會(huì)結(jié)合該請(qǐng)求進(jìn)行針對(duì)性行李分揀，將其分揀到對(duì)應(yīng)地滑槽中，系統(tǒng)通過接口將地滑槽信息輸入PLC控制系統(tǒng)中[4]。

行李進(jìn)入運(yùn)輸過程后，不管發(fā)生任何變動(dòng)，都會(huì)將信息傳到行李處理報(bào)文中。系統(tǒng)有專門處理行李信息的模塊，即DBFeeder，該模塊在接收信息后會(huì)將其列入歷史信息范疇。

3.2 接收數(shù)據(jù)報(bào)文算法

獲取到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)報(bào)文后，可以把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成為JMS信息，并結(jié)合機(jī)場(chǎng)實(shí)際情況針對(duì)性修改腳本語言，將信息傳輸?shù)紻BFeeder模塊中，模塊可自動(dòng)儲(chǔ)存信息。

3.3 行李路由算法

無論讀碼器還是掃碼器，在對(duì)行李進(jìn)行掃描時(shí)，與設(shè)備相對(duì)應(yīng)的PLC控制系統(tǒng)都會(huì)發(fā)送分揀信息，并告知掃描設(shè)備是否已經(jīng)成功讀取條形碼。如果為降效條形碼，掃描生成的標(biāo)簽?zāi)康牡貢?huì)覆蓋其他條碼；如果標(biāo)簽條碼的數(shù)量在1個(gè)以上，行李會(huì)被運(yùn)往附近的人工補(bǔ)碼站；假設(shè)只存在單獨(dú)的條碼系統(tǒng)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)該條碼進(jìn)行分揀；如果在行李中有兩個(gè)及以上的條碼是已知信息，且各條碼目的地信息都不同，行李會(huì)運(yùn)往就近的人工補(bǔ)碼站，確定目的地信息后再進(jìn)行統(tǒng)一分揀。行李進(jìn)入決定點(diǎn)時(shí)，PLC控制系統(tǒng)會(huì)發(fā)布分揀請(qǐng)求信息，系統(tǒng)會(huì)計(jì)算出行李當(dāng)前位置與目的地間的各種渠道，在眾多路線中選擇效率最快的一條渠道。

計(jì)算渠道時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)渠道數(shù)量較多，系統(tǒng)會(huì)對(duì)各條渠道長(zhǎng)度進(jìn)行比較，選擇長(zhǎng)度最短的渠道。如果某條渠道的部分通道不通，會(huì)將這條渠道從選擇中摘除，在其他渠道中對(duì)比長(zhǎng)度。算法一般采用分流器位置不變X次數(shù)以及擺臂X次數(shù)，如果擺臂次數(shù)較少，說明長(zhǎng)度較短、效率較高[5]。

3.4 接收航班信息報(bào)文算法

和行李數(shù)據(jù)報(bào)文一樣，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)后，都需要將其轉(zhuǎn)換為JMS信息，航班信息主要涵蓋了具體的起飛時(shí)間、抵達(dá)目的地時(shí)間、航班班次、日期、行李地滑槽、倉(cāng)位、地滑槽開放時(shí)間等。接收信息后需要借助中間件作用，將其傳輸?shù)紻BFeeder模塊中，DBFeeder模塊會(huì)自動(dòng)儲(chǔ)存信息。旅客自己也可以通過掌上設(shè)備查詢航班信息與行李托運(yùn)信息，如果IIS系統(tǒng)出現(xiàn)故障，旅客可以使用CMUI模塊，但該模板不能實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)本次變更同步。

4 結(jié)語

本文主要圍繞民航機(jī)場(chǎng)行李分揀系統(tǒng)展開研究。行李分揀系統(tǒng)主要是由值機(jī)子系統(tǒng)、行李分揀設(shè)備、收集和傳送機(jī)子系統(tǒng)、控制與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等構(gòu)成的。在行李分揀系統(tǒng)開發(fā)中，應(yīng)用進(jìn)了多種關(guān)鍵技術(shù)，如連鎖控制技術(shù)、窗口控制技術(shù)、堵塞控制技以及行李實(shí)時(shí)跟蹤技術(shù)等，眾多控制技術(shù)為行李分揀系統(tǒng)高效運(yùn)行提供了支撐。在行李分揀系統(tǒng)中，涵蓋了多種分揀算法，其主要表現(xiàn)在行李分揀算法、接收數(shù)據(jù)報(bào)文算法、行李路由算法、接收航班信息報(bào)文算法等方面，打造了高效、集成的行李分揀系統(tǒng)。