城市航站樓的行李處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究

唐青，楊力，王曉余，張心怡，龐文凱

（中國(guó)民用航空局第二研究所民航成都物流技術(shù)有限公司，四川 成都 6114000）

隨著民航業(yè)的發(fā)展，機(jī)場(chǎng)的服務(wù)水平和質(zhì)量在不斷提升。城市航站樓（City Air Terminal，簡(jiǎn)稱CAT）作為一種新型的機(jī)場(chǎng)運(yùn)行模式，近年已成為熱門項(xiàng)目，目前已陸續(xù)在北京、上海、蘇州等城市投入建設(shè)。城市航站樓是機(jī)場(chǎng)航空服務(wù)向城市地區(qū)的延伸，可實(shí)現(xiàn)城市與機(jī)場(chǎng)的銜接，實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)旅客分流，緩解機(jī)場(chǎng)客流量大的壓力，同時(shí)配置的票務(wù)、值機(jī)、行李托運(yùn)、海關(guān)、商務(wù)等功能又可為旅客提供輕便快捷的出行體驗(yàn)。

不同于城市航站樓的其他業(yè)務(wù)，行李托運(yùn)是實(shí)現(xiàn)旅客輕便出行，分散機(jī)場(chǎng)航站樓值機(jī)客流量的關(guān)鍵。行李在城市航站樓經(jīng)過(guò)收集、自動(dòng)處理，運(yùn)輸至機(jī)場(chǎng)。行李處理系統(tǒng)提供國(guó)內(nèi)、國(guó)際、VIP旅客托運(yùn)行李和超規(guī)及早到行李服務(wù)。行李處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)城市航站樓與機(jī)場(chǎng)航站樓行李輸送的連接。在城市航站樓建立早到行李存續(xù)等功能，可為旅客出行提供更多便利，為寸土寸金的航站樓提供足夠的空間。城市航站樓到機(jī)場(chǎng)航站樓之間通常建設(shè)有快速通道，如與軌道交通聯(lián)運(yùn)，應(yīng)用快速交通實(shí)現(xiàn)行李的自動(dòng)快速運(yùn)輸。

1 研究目的

就現(xiàn)狀而言，城市航站樓的行李系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究沒(méi)有機(jī)場(chǎng)航站樓的行李系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究完善。機(jī)場(chǎng)航站樓的行李系統(tǒng)設(shè)計(jì)早已形成規(guī)劃設(shè)計(jì)體系，國(guó)內(nèi)外多家設(shè)計(jì)院都已具備完善的行李系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程和方案。而城市航站樓的項(xiàng)目這幾年才在國(guó)內(nèi)興起，對(duì)于城市航站樓的行李系統(tǒng)設(shè)計(jì)還缺乏成熟的理論支持，沒(méi)形成真正的設(shè)計(jì)體系，若只是依照傳統(tǒng)機(jī)場(chǎng)航站樓行李系統(tǒng)的原則設(shè)計(jì)，容易忽略城市航站樓行李系統(tǒng)的特性，造成功能缺失、運(yùn)轉(zhuǎn)低效等問(wèn)題。因此，深入研究城市航站樓行李系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，可補(bǔ)充這一部分的空缺。城市航站樓行李系統(tǒng)的基本功能包括辦理托運(yùn)、安檢、集中開包、早到存儲(chǔ)、自動(dòng)運(yùn)輸?shù)?，其中?shí)現(xiàn)行李在城市航站樓與機(jī)場(chǎng)航站樓之間的快速運(yùn)輸是保證行李系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵，是為客戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)的保證。本文應(yīng)用基于軌道交通的機(jī)場(chǎng)快線實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)輸，因此本文的行李系統(tǒng)分為城市航站樓端、基于軌道交通的機(jī)場(chǎng)快線端、機(jī)場(chǎng)航站樓端三部分，合理規(guī)劃設(shè)計(jì)各部分的功能和流程，形成層次結(jié)構(gòu)分明的行李系統(tǒng)。城市航站樓，機(jī)場(chǎng)快線，機(jī)場(chǎng)航站樓之間行李處理系統(tǒng)的協(xié)調(diào)將采用行李信息管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行信息交互，數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理。另外，同時(shí)采用全程跟蹤系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控行李，對(duì)異常行李進(jìn)行報(bào)警。

2 城市航站樓行李處理系統(tǒng)全線流程處理能力計(jì)算

在進(jìn)行行李系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)前，需先確認(rèn)行李系統(tǒng)處理能力。不同于傳統(tǒng)的機(jī)場(chǎng)航站樓行李系統(tǒng)處理能力分析，除了要考慮旅客吞吐量、高峰小時(shí)行李流量等參數(shù)外，還需要考慮與機(jī)場(chǎng)快線接駁相關(guān)的集裝箱流量、發(fā)車次數(shù)等參數(shù)。

2.1 實(shí)際高峰小時(shí)系統(tǒng)行李處理量

一般情況行李系數(shù)為，國(guó)內(nèi)：0.65件/人，高峰時(shí)期值機(jī)旅客，國(guó)際：1.05件/人，高峰時(shí)期值機(jī)旅客。高峰小時(shí)行李流量為：

高峰小時(shí)國(guó)內(nèi)行李處理量K1：K1=L1×0.65；

高峰小時(shí)國(guó)外行李處理量K2：K2=L2×1.05；

每個(gè)集裝箱裝載行李數(shù)量K3：a件；

集裝箱流量m：m=K1/a+K2/a,取整。單位為箱/每小時(shí)；

發(fā)車次數(shù)為趟/每小時(shí)；

每趟高峰小時(shí)集裝箱數(shù)量為p：p=m/n，取整。單位為箱/每趟。

從上面的計(jì)算可以推出，城市航站樓的行李處理量的影響因素相比傳統(tǒng)機(jī)場(chǎng)航站樓，還多了發(fā)車次數(shù)。

實(shí)際高峰小時(shí)系統(tǒng)行李處理量K4大于理論值K1+K2，因此K4=p×a。

2.2 行李輸送時(shí)間

城市航站樓在為旅客帶來(lái)便捷服務(wù)時(shí)，也對(duì)行李輸送時(shí)間提出了需求。行李最長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間（小時(shí)）為：

其中，t1為城市航站樓行李輸送系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間；2/n為列車發(fā)車間隔；130s為集裝箱裝載時(shí)間；

t2為列車運(yùn)行時(shí)間；t3為機(jī)場(chǎng)側(cè)實(shí)箱輸送到行李系統(tǒng)接口的時(shí)間；t4為機(jī)場(chǎng)行李系統(tǒng)輸送時(shí)間。同時(shí)，截柜時(shí)間將大于等于行李最長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間。

3 城市航站樓行李處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能

城市航站樓站可實(shí)現(xiàn)辦理值機(jī)手續(xù)、托運(yùn)行李。機(jī)場(chǎng)快線收集在城市航站樓托運(yùn)的行李，將行李自動(dòng)處理、輸送至機(jī)場(chǎng)航站樓行李系統(tǒng)。因此，行李系統(tǒng)具備以下功能：值機(jī)、托運(yùn)行李服務(wù)；行李安檢；早到行李存儲(chǔ)；行李自動(dòng)分揀；行李自動(dòng)傳輸；全程行李信息跟蹤；行李信息管理。

4 行李處理流程

行李托運(yùn)在城市航站樓將完成值機(jī)安檢的行李輸送至機(jī)場(chǎng)快線的專用行李車廂，再由列車將行李運(yùn)送到機(jī)場(chǎng)航站樓，最后通過(guò)預(yù)留的行李系統(tǒng)接口，將行李輸入機(jī)場(chǎng)的行李系統(tǒng)，完成最后的輸送環(huán)節(jié)。行李處理全線流程，如圖1所示。

圖1 全線行李處理流程示意圖

從功能需求方面著手分析，可得出結(jié)論，行李托運(yùn)服務(wù)需要解決三個(gè)環(huán)節(jié)的行李處理方案，即城市航站樓、機(jī)場(chǎng)快線、機(jī)場(chǎng)航站樓。其中，城市航站樓可以處理行李托運(yùn)、行李安檢、分揀、早到存儲(chǔ)、行李裝載、集裝箱運(yùn)輸?shù)攘鞒?；機(jī)場(chǎng)快線負(fù)責(zé)行李輸送；機(jī)場(chǎng)航站樓通過(guò)預(yù)留接口將行李運(yùn)輸?shù)皆邢到y(tǒng)。三個(gè)位置間的行李傳輸可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的集裝箱作為載體，以保證各個(gè)環(huán)節(jié)間的通用性和行李在列車上運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定性，以及在短時(shí)間內(nèi)迅速裝卸載。

4.1 城市航站樓側(cè)

城市航站樓作為機(jī)場(chǎng)功能的外延，在航空服務(wù)中將完成機(jī)場(chǎng)航站樓的業(yè)務(wù)需求。城市航站樓的行李托運(yùn)手續(xù)、行李安檢和處理過(guò)程達(dá)到機(jī)場(chǎng)要求。其中，行李自助托運(yùn)、行李安檢、行李運(yùn)輸、行李分揀、早到行李處理同機(jī)場(chǎng)航站樓現(xiàn)有行李處理系統(tǒng)的模式一致。行李裝載的方式與航站樓的處理方式不同，統(tǒng)一裝入集裝箱運(yùn)輸。

當(dāng)列車從機(jī)場(chǎng)到達(dá)城市航站樓時(shí)，掏出行李車廂內(nèi)的空箱，根據(jù)城市航站樓的規(guī)模和行李處理量的不同，可設(shè)置專門的空箱存儲(chǔ)區(qū)，或者緩存輸送線，由行李信息管理系統(tǒng)調(diào)度空箱傳輸至行李裝載處。當(dāng)列車從城市航站樓出發(fā)到機(jī)場(chǎng)時(shí)，將裝有行李的實(shí)箱運(yùn)輸?shù)叫欣钴噹?/p>

在城市航站樓側(cè)的行李處理流程，如圖2所示，1層為公路交通到達(dá)的旅客設(shè)置值機(jī)島和開包間；在B1層為方便軌道交通到達(dá)的旅客也設(shè)置值機(jī)島和開包間。

圖2 城航樓側(cè)行李處理系統(tǒng)剖面示意圖

從行李托運(yùn)到行李裝箱前，均可通過(guò)當(dāng)前機(jī)場(chǎng)航站樓行李處理系統(tǒng)的成熟技術(shù)與方案來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理。在行李裝箱處，機(jī)場(chǎng)普遍通過(guò)人工來(lái)裝載，在城市航站樓側(cè)，行李將被裝載于統(tǒng)一規(guī)格尺寸的集裝箱內(nèi)，可用機(jī)械臂自動(dòng)抓取來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

4.2 機(jī)場(chǎng)快線端

機(jī)場(chǎng)快線端負(fù)責(zé)處理集裝箱的裝卸載和運(yùn)輸。集裝箱在三個(gè)環(huán)節(jié)間流通示意如圖3。

圖3 集裝箱運(yùn)行示意圖

機(jī)場(chǎng)快線的集裝箱處理模式，結(jié)合軌道交通的運(yùn)行模式。

城市航站樓到機(jī)場(chǎng)航站樓的列車線路、車站配線和列車對(duì)數(shù)的設(shè)置需滿足客流需求和值機(jī)功能需求。列車分為掛行李車和不掛行李車兩種，可以選擇兩種間隔運(yùn)行，也可以選擇每列車都掛行李車廂運(yùn)行。對(duì)于行李處理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在計(jì)算行李處理量時(shí)，只需考慮掛行李車的對(duì)數(shù)；在計(jì)算行李運(yùn)行時(shí)間時(shí)，考慮掛行李車廂的間隔發(fā)車時(shí)間和列車運(yùn)行時(shí)間。

集裝箱的裝卸載可以通過(guò)動(dòng)力滾筒輸送機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)輸送，也可以通過(guò)智能移載機(jī)器人AMR來(lái)運(yùn)輸（圖4）。在快線列車的專用行李車廂內(nèi)布置一列滾筒輸送機(jī)，通過(guò)光眼開關(guān)檢測(cè)集裝箱的位置，采用PLC程序自動(dòng)控制集裝箱的存儲(chǔ)，利用AMR機(jī)器人將集裝箱輸送至滾筒輸送機(jī)上，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程自動(dòng)化處理。

圖4 智能移載機(jī)器人AMR示意圖

4.3 機(jī)場(chǎng)航站樓側(cè)

在機(jī)場(chǎng)航站樓側(cè)，行李實(shí)箱卸載到機(jī)場(chǎng)航站樓指定的區(qū)域，再由專人提取行李，將行李放置到機(jī)場(chǎng)行李系統(tǒng)預(yù)留接口上，空箱將放到行李車廂。處理的流程如圖5所示。

圖5 機(jī)場(chǎng)航站樓側(cè)行李處理系統(tǒng)剖面示意圖

4.4 行李信息管理系統(tǒng)

城市航站樓行李系統(tǒng)和機(jī)場(chǎng)航站樓行李系統(tǒng)之間的通信采用傳統(tǒng)專網(wǎng)—端到端的物理鏈路和VPN虛擬專網(wǎng)。傳統(tǒng)專網(wǎng)的建設(shè)費(fèi)用較高，而VPN虛擬專網(wǎng)多應(yīng)用于政府機(jī)構(gòu)、企事業(yè)單位總部與分支機(jī)構(gòu)內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)(Intranet-VPN)。

城市航站樓的民航專業(yè)弱電系統(tǒng)有兩種方案，一種為順延，一種為獨(dú)立建設(shè)。同樣，行李信息管理系統(tǒng)也有兩種方案：順延和獨(dú)立建設(shè)。對(duì)于行李系統(tǒng)的信息管理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，不僅需要對(duì)城航樓的BHS設(shè)備進(jìn)行控制和管理，也需要對(duì)接和協(xié)調(diào)外部其他相關(guān)系統(tǒng)的信息接口，保證能正確的交換數(shù)據(jù)。其中，外部相關(guān)接口增加兩項(xiàng)，一項(xiàng)為機(jī)場(chǎng)快線運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)和機(jī)場(chǎng)行李信息管理系統(tǒng)。

4.5 行李全程跟蹤系統(tǒng)

行李全程跟蹤系統(tǒng)依托無(wú)線射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)，在“值機(jī)、安檢、分揀、早到存儲(chǔ)、裝車/箱、離港運(yùn)輸、裝機(jī)、卸機(jī)、到港運(yùn)輸、中轉(zhuǎn)、到達(dá)、提取”等節(jié)點(diǎn)部署識(shí)別設(shè)備，識(shí)別和采集的行李信息將存儲(chǔ)在行李全程跟蹤系統(tǒng)機(jī)場(chǎng)端，機(jī)場(chǎng)端如同一個(gè)“智能大腦”將繁雜的數(shù)據(jù)匯集并分類整理，對(duì)異常行李（如分揀不正確、裝載未完成等）進(jìn)行報(bào)警提示，通知工作人員及時(shí)處置，可提高行李裝運(yùn)準(zhǔn)確率，減少行李錯(cuò)裝、漏裝情況的發(fā)生。

在城市航站樓建設(shè)全程跟蹤系統(tǒng)，增加兩個(gè)節(jié)點(diǎn)：裝箱和掏箱。在行李裝箱時(shí)，對(duì)行李信息進(jìn)行采集；集裝箱到達(dá)機(jī)場(chǎng)后，掏箱行李進(jìn)入機(jī)場(chǎng)行李系統(tǒng)，并收集行李信息。

5 結(jié)語(yǔ)

本文基于城市航站樓與機(jī)場(chǎng)快線結(jié)合，實(shí)現(xiàn)行李處理系統(tǒng)全流程的設(shè)計(jì)。首先，提出合理的方法計(jì)算行李系統(tǒng)的處理能力，確保資源的高效利用。引入行李系數(shù)、高峰小時(shí)行李流量、每個(gè)集裝箱裝載行李數(shù)量、發(fā)車次數(shù)等參數(shù)，進(jìn)行行李系統(tǒng)處理能力設(shè)計(jì)。然后，從功能需求方面著手分析，設(shè)計(jì)行李處理系統(tǒng)的具體流程，全線流程由城市航站樓端、基于軌道交通的機(jī)場(chǎng)快線端、機(jī)場(chǎng)航站樓端三部分組成，城市航站樓為前端，實(shí)現(xiàn)值機(jī)、安檢、開包、早到存儲(chǔ)、行李輸送；機(jī)場(chǎng)快線端配置專用行李車廂，由列車將行李運(yùn)送到機(jī)場(chǎng)航站樓端；機(jī)場(chǎng)航站樓端實(shí)現(xiàn)行李卸載，從后臺(tái)接口進(jìn)入機(jī)場(chǎng)航站樓行李處理系統(tǒng)。最后，完成行李自動(dòng)分揀。同時(shí)，引入行李全程跟蹤系統(tǒng)、行李信息管理系統(tǒng)、智能移載機(jī)器人AMR輔助行李處理全流程實(shí)現(xiàn)信息化、自動(dòng)化。

城市航站樓的行李處理系統(tǒng)是一套大型的集成系統(tǒng)，根據(jù)功能和需求不同，規(guī)劃設(shè)計(jì)將有所不同。隨著未來(lái)交通體系的發(fā)展，旅客對(duì)出行服務(wù)品質(zhì)的要求不斷提升。新設(shè)備新技術(shù)是未來(lái)設(shè)計(jì)規(guī)劃的必然發(fā)展趨勢(shì)。后續(xù)研究將結(jié)合新技術(shù)和新設(shè)備對(duì)行李系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論進(jìn)行完善。