節(jié)曉明，康 強(qiáng)，王 尚，侯畋有

（山東科技大學(xué) 能源與礦業(yè)工程學(xué)院，山東 青島266510）

具有消毒防控功能的機(jī)場行李節(jié)能輸送和主動(dòng)精準(zhǔn)推送裝置正是針對(duì)我國機(jī)場現(xiàn)存的疫情防控設(shè)施不完善、行李被動(dòng)識(shí)別、錯(cuò)誤提取現(xiàn)象頻發(fā)而造成病毒傳播的現(xiàn)象設(shè)計(jì)的。裝置包括光電傳感系統(tǒng)、封閉式消毒輸送裝置、變壓變頻交流調(diào)速系統(tǒng)、射頻識(shí)別系統(tǒng)和行李主動(dòng)精準(zhǔn)推送裝置。裝置應(yīng)用光電傳感技術(shù)識(shí)別行李進(jìn)出情況，配合封閉式消毒輸送裝置、VVVF 調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行工作。應(yīng)用RFID 識(shí)別技術(shù)識(shí)別托運(yùn)行李信息，配合VVVF 調(diào)速系統(tǒng)、封閉式主動(dòng)精準(zhǔn)推送裝置調(diào)控傳送模式，推送行李至特定存儲(chǔ)點(diǎn)。

1 研究背景

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，人們更傾向于航空出行，因此乘客數(shù)量的劇增對(duì)機(jī)場的服務(wù)質(zhì)量提出挑戰(zhàn)。行李托運(yùn)作為航空業(yè)務(wù)中必不可少的環(huán)節(jié)，在運(yùn)輸過程中易沾染病毒，造成損失，如何在航空托運(yùn)時(shí)進(jìn)行疫情防控是現(xiàn)在面臨的首要問題。同時(shí)在行李托運(yùn)中，因行李外觀相似導(dǎo)致乘客提取時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)拿誤拿現(xiàn)象；同時(shí)由轉(zhuǎn)盤傳送，效率低下，導(dǎo)致乘客提取行李擁擠。乘客在取行李的過程中，需自行辨認(rèn)行李，避免行李被他人誤拿錯(cuò)拿。在此種情況下，乘客接觸病毒的可能性也會(huì)大大提高。因此，如何解決行李被動(dòng)識(shí)別、錯(cuò)拿誤拿現(xiàn)象也成為機(jī)場服務(wù)質(zhì)量提高的一大難題。

現(xiàn)行的行李托運(yùn)中，對(duì)行李進(jìn)行消毒的措施非常少，極大程度提高了病毒在行李上傳播擴(kuò)散的途徑。在進(jìn)行行李提取時(shí)，采用的普通標(biāo)簽形狀外觀相似，容易造成乘客誤拿錯(cuò)拿；采用行李轉(zhuǎn)盤的方式讓乘客被動(dòng)識(shí)別行李，乘客到固定位置等待行李緩慢運(yùn)輸，增加了乘客的等待時(shí)間，降低行李提取效率，同時(shí)乘客集中在轉(zhuǎn)盤兩側(cè)，造成擁堵現(xiàn)象[1]，易發(fā)生大規(guī)模感染事件。

2 系統(tǒng)提出

基于上述背景，若在行李航空運(yùn)輸?shù)倪^程中合理進(jìn)行行李的自主高速推送，并結(jié)合疫情防控要求，對(duì)行李進(jìn)行基本防控消毒，不僅可以減少乘客的等待時(shí)間，避免行李被動(dòng)識(shí)別、錯(cuò)誤提取現(xiàn)象，同時(shí)可提高機(jī)場疫情防控效果，有效避免病毒的大規(guī)模傳播，以保障乘客和工作人員的健康安全。

基于行李運(yùn)輸基本要求和疫情防控標(biāo)準(zhǔn)，本文提出一種基于RFID 識(shí)別技術(shù)和變壓變頻交流調(diào)速技術(shù)的，具有消毒防控功能的機(jī)場行李節(jié)能輸送和主動(dòng)精準(zhǔn)推送裝置（見圖1）。該系統(tǒng)存有兩種運(yùn)行模式，一種為高速運(yùn)轉(zhuǎn)模式，即傳送速率提高使行李運(yùn)輸加快；另一種為低速運(yùn)轉(zhuǎn)模式，即降低傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)速率，節(jié)能低速運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)傳送帶上沒有行李傳輸時(shí)，推送系統(tǒng)進(jìn)入停滯運(yùn)行模式，節(jié)省能源消耗，保障傳送帶運(yùn)行安全。

圖1 裝置作業(yè)模型

本系統(tǒng)以光電傳感器感應(yīng)情況為劃分系統(tǒng)運(yùn)行模式的依據(jù)，在安檢傳送帶和推送傳送帶前增加封閉式消毒輸送裝置，在消毒輸送裝置入口處設(shè)置光電傳感器，裝置傳送帶上鋪放隔水防腐層，在主動(dòng)推送傳送帶入口處設(shè)置光電傳感器。本系統(tǒng)隨著機(jī)場控制系統(tǒng)一同開啟，系統(tǒng)工作過程分為兩個(gè)階段，第一個(gè)階段為消毒防控階段，在行李進(jìn)入安檢或進(jìn)行推送時(shí)，先進(jìn)入消毒傳送裝置，觸發(fā)裝置口處的光電傳感器，裝置開始進(jìn)行消毒水噴灑（符合GB/T 26373 要求的乙醇消毒劑），隨光電傳感器的停止而停止。當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測有多個(gè)行李進(jìn)行傳送時(shí)，可無間斷開始消毒噴灑，直至光電傳感器感應(yīng)無行李通過時(shí)停止噴灑。第二階段為行李推送階段，在行李完成消毒防控措施后，進(jìn)入推送傳送帶，傳送裝置內(nèi)部光電傳感器感應(yīng)行李進(jìn)入后，將信號(hào)傳回中央控制系統(tǒng)，系統(tǒng)調(diào)節(jié)傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)速度，加快行李的推送。

第二階段的運(yùn)行過程主要依托主動(dòng)推送裝置的精準(zhǔn)識(shí)別技術(shù)和變頻調(diào)速技術(shù)。當(dāng)無行李進(jìn)行傳送時(shí)，傳送帶保持低速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)有行李進(jìn)入傳送帶進(jìn)行傳送時(shí)，觸發(fā)入口處的光電傳感器，傳感器將信號(hào)傳回中央處理器，中央處理器根據(jù)接受到的信號(hào)，自主調(diào)節(jié)提升傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)速率至1 速度，并定時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)時(shí)間結(jié)束且光電傳感器無感應(yīng)行李進(jìn)入時(shí)，系統(tǒng)自主調(diào)整傳送帶速度，返回2 速度，進(jìn)入低速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。行李進(jìn)行推送時(shí)，控制中心根據(jù)行李的不同情況，為行李分配一個(gè)位置信息，即分配到某個(gè)行李領(lǐng)取柜具體箱子的信息，并將位置信息和行李信息發(fā)送到用戶的終端；控制中心收到行李分揀傳送帶信號(hào)后，向各個(gè)傳送帶自動(dòng)臂、傳送帶自動(dòng)擋臂發(fā)出指令，控制行李準(zhǔn)確被推送至指定存儲(chǔ)柜[1]。

此系統(tǒng)不僅可以為機(jī)場疫情防控作出重大貢獻(xiàn)，還有效地降低了傳送裝置的能源消耗，主動(dòng)精準(zhǔn)推送避免行李提取出現(xiàn)錯(cuò)拿亂拿、等待時(shí)間過長的現(xiàn)象，極大程度上提高了機(jī)場的安全等級(jí)和服務(wù)質(zhì)量，節(jié)省人力、物力、財(cái)力。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本文根據(jù)現(xiàn)存的機(jī)場行李運(yùn)輸規(guī)范、機(jī)場疫情防控安全服務(wù)規(guī)范、疫情防控要求提出了一種具有消毒防控功能的機(jī)場行李節(jié)能輸送和主動(dòng)精準(zhǔn)推送裝置并詳細(xì)地闡述了裝置的運(yùn)行方式、運(yùn)行過程。

3.1 裝置運(yùn)行過程

本文提出的具有消毒防控功能的機(jī)場行李節(jié)能輸送和主動(dòng)精準(zhǔn)推送裝置主要應(yīng)用于人流量較大、境外流入較多的城市機(jī)場，裝置主要由光電線傳感器、消毒噴灑裝置、變壓變頻交流交速器、中央控制系統(tǒng)、行李主動(dòng)精準(zhǔn)推送裝置構(gòu)成。應(yīng)選擇適當(dāng)機(jī)場進(jìn)行試點(diǎn)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)后方可進(jìn)行較大范圍推廣，具體實(shí)施方案如下：

硬件設(shè)施方面，行李在登記時(shí)使用RFID 識(shí)別牌進(jìn)行登記[2-3]，以便在后續(xù)行李運(yùn)輸推送過程中識(shí)別行李。在機(jī)場安檢傳送帶前增加封閉式消毒傳送裝置，并在裝置入口處設(shè)置光電傳感器；在行李托運(yùn)結(jié)束進(jìn)行傳送時(shí)，設(shè)置主動(dòng)精準(zhǔn)推送裝置，在裝置前增加封閉式消毒傳送裝置，并在裝置入口處設(shè)置光電傳感器。以光電傳感器感應(yīng)是否有行李通過作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，將有行李通過的信號(hào)傳送至中央控制系統(tǒng)，開啟消毒噴灑裝置，當(dāng)光電傳感器停止響應(yīng)時(shí)結(jié)束噴灑。

在行李推送時(shí)，在主動(dòng)精準(zhǔn)推送裝置入口處設(shè)置光電傳感器，以光電傳感器感應(yīng)是否有行李通過作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)有行李通過的信號(hào)傳送至中央控制系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)調(diào)節(jié)變速器定時(shí)加速傳送帶，加速行李輸送；當(dāng)無行李通過時(shí)，光電傳感器停止響應(yīng)，傳送裝置進(jìn)入低速運(yùn)轉(zhuǎn)模式，降低能源消耗。進(jìn)行行李推送時(shí)，控制中心根據(jù)行李的不同情況，為行李分配一個(gè)位置信息，即分配到某個(gè)行李領(lǐng)取柜的具體箱子的信息，并將位置信息和行李信息發(fā)送到用戶的終端；控制中心收到行李分揀傳送帶信號(hào)后，向自動(dòng)臂控制分揀傳送帶發(fā)出指令，自動(dòng)臂控制分揀傳送帶的角度和傳送帶的角度對(duì)接，使傳送帶相應(yīng)轉(zhuǎn)向，控制中心控制角度可調(diào)傳送帶，使角度可調(diào)的輸送帶與一層機(jī)柜對(duì)接，將自己放在輸送帶的另一個(gè)位置上，以便使行李順利地從導(dǎo)流輸送帶轉(zhuǎn)移到某一層機(jī)柜輸送帶上；控制中心接收到來自機(jī)柜輸送帶傳感器的信號(hào)后，向機(jī)柜輸送帶的自動(dòng)傳動(dòng)臂發(fā)送指令，并使機(jī)柜輸送帶的自動(dòng)傳動(dòng)臂將相應(yīng)的行李推送到行李輸送帶[1]。

為節(jié)約成本，減少維護(hù)維修費(fèi)用，只在機(jī)場中央控制室設(shè)置一處中央控制中心，放置中央處理器，用于處理各階段傳感器接受信息并進(jìn)行裝置調(diào)控。

所有傳送系統(tǒng)的模式變化均由中央處理器完成。中央處理器安裝專用控制程序，在接收到裝置傳感器信號(hào)后對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，并發(fā)出相應(yīng)傳送系統(tǒng)的模式轉(zhuǎn)換命令。

此外，對(duì)所有傳送帶裝置在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，增加智能控制器及變頻變速裝置。智能控制器用于接收中央處理器發(fā)送的模式轉(zhuǎn)換命令，而后控制變頻變速裝置，提高或降低傳送帶速度，以實(shí)現(xiàn)傳送模式的快速轉(zhuǎn)換。

3.2 裝置運(yùn)行方法

該機(jī)場行李托運(yùn)封閉式消毒噴灑、主動(dòng)精準(zhǔn)推送系統(tǒng)的運(yùn)行方法具體步驟如下：

（1）進(jìn)行行李集中輸送時(shí)，由工作人員依次放入傳送帶進(jìn)行傳送，當(dāng)行李進(jìn)入封閉式消毒輸送傳送帶入口時(shí)，觸發(fā)光電傳感器，光電傳感器將有行李進(jìn)入的信號(hào)傳輸至中央處理器。

（2）中央處理器通過接收光電傳感器信號(hào)，傳輸模式轉(zhuǎn)換信號(hào)至裝置智能控制器。

（3）智能控制器通過接收中央處理器信號(hào)，控制開啟消毒噴灑器進(jìn)行消毒液噴灑。

（4）當(dāng)行李通過光電傳感器后，傳感器感應(yīng)無行李通過，將信號(hào)傳送至中央處理器。

（5）中央處理器接收光電傳感器信號(hào)，傳輸模式轉(zhuǎn)換信號(hào)至裝置智能控制器。

（6）智能控制器通過接收中央處理器信號(hào)，控制關(guān)閉消毒噴灑器進(jìn)行消毒液噴灑。

（7）控制中心通過接收光電傳感器信號(hào)，調(diào)節(jié)變頻變速器提高傳送帶速度至1 檔（100m/min），進(jìn)行定時(shí)加速傳送，當(dāng)時(shí)間結(jié)束并且傳感器不再有信號(hào)傳送時(shí)，傳送帶減速為2 檔（30~60m/min），繼續(xù)進(jìn)行低速傳動(dòng)。

（8）控制中心根據(jù)分揀傳送帶上行李的情況為其分配一個(gè)具體的箱體，并形成位置信息，將該位置信息發(fā)送至用戶終端。行李存放時(shí)間開始計(jì)時(shí)，當(dāng)行李存放時(shí)間過長，控制中心會(huì)發(fā)出警報(bào)提醒，同時(shí)將存放超時(shí)收費(fèi)信息發(fā)送至用戶終端。

（9）行李分揀傳送帶傳感器感應(yīng)到信號(hào)后將信號(hào)傳送至控制中心，發(fā)出指令調(diào)節(jié)傳送帶自動(dòng)擋臂，使其將行李攔截推送至導(dǎo)流傳送帶。

（10）控制中心通過控制傳送帶角度可調(diào)節(jié)傳送帶接口位置，使傳送帶對(duì)接至特定一層柜體傳送帶上，以使行李順利從導(dǎo)流傳送帶運(yùn)輸至特定一層柜體傳送帶上。

（11）柜體傳送帶傳感器感應(yīng)到信號(hào)后將信號(hào)傳送至控制中心，發(fā)出指令調(diào)節(jié)柜體傳送帶自動(dòng)擋臂，使自動(dòng)擋臂將對(duì)應(yīng)的行李攔至行李推送傳送帶。

（12）控制中心控制推送帶將行李推送至指定存放位置，等待乘客提取行李。

（13）當(dāng)行李存儲(chǔ)時(shí)間超過預(yù)定存儲(chǔ)時(shí)間后，控制中心會(huì)發(fā)出警告提醒，工作人員收到提醒后會(huì)將未取行李取出，放置于規(guī)定的行李未提取處。

本項(xiàng)目提供的機(jī)場行李托運(yùn)封閉式消毒輸送和主動(dòng)精準(zhǔn)推送系統(tǒng)，通過識(shí)別行李進(jìn)出對(duì)行李進(jìn)行消毒處理，又根據(jù)行李的形狀等信息對(duì)行李分配存放位置，等待乘客進(jìn)行提取，避免了行李被動(dòng)識(shí)別、誤拿錯(cuò)拿的現(xiàn)象，極大程度上提高了機(jī)場安全、服務(wù)質(zhì)量。