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        城市航站樓的行李處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究

        2022-05-18 07:23:28唐青楊力王曉余張心怡龐文凱
        中國設(shè)備工程 2022年8期
        關(guān)鍵詞:系統(tǒng)

        唐青,楊力,王曉余,張心怡,龐文凱

        (中國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)場的服務(wù)水平和質(zhì)量在不斷提升。城市航站樓(City Air Terminal,簡稱CAT)作為一種新型的機(jī)場運(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)場的銜接,實(shí)現(xiàn)機(jī)場旅客分流,緩解機(jī)場客流量大的壓力,同時配置的票務(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)場航站樓值機(jī)客流量的關(guān)鍵。行李在城市航站樓經(jīng)過收集、自動處理,運(yùn)輸至機(jī)場。行李處理系統(tǒng)提供國內(nèi)、國際、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)研究沒有機(jī)場航站樓的行李系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究完善。機(jī)場航站樓的行李系統(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)目這幾年才在國內(nèi)興起,對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,沒形成真正的設(shè)計(jì)體系,若只是依照傳統(tǒng)機(jī)場航站樓行李系統(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、自動運(yùn)輸?shù)龋渲袑?shí)現(xiàn)行李在城市航站樓與機(jī)場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)場快線端、機(jī)場航站樓端三部分,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)場快線,機(jī)場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,同時采用全程跟蹤系統(tǒng),實(shí)時監(jiān)控行李,對異常行李進(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、高峰小時行李流量等參數(shù)外,還需要考慮與機(jī)場快線接駁相關(guān)的集裝箱流量、發(fā)車次數(shù)等參數(shù)。

        2.1 實(shí)際高峰小時系統(tǒng)行李處理量

        一般情況行李系數(shù)為,國內(nèi):0.65件/人,高峰時期值機(jī)旅客,國際:1.05件/人,高峰時期值機(jī)旅客。高峰小時行李流量為:

        高峰小時國內(nèi)行李處理量K1:K1=L1×0.65;

        高峰小時國外行李處理量K2:K2=L2×1.05;

        每個集裝箱裝載行李數(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;

        發(fā)車次數(shù)為趟/每小時;

        每趟高峰小時集裝箱數(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)場航站樓,還多了發(fā)車次數(shù)。

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

        2.2 行李輸送時間

        城市航站樓在為旅客帶來便捷服務(wù)時,也對行李輸送時間提出了需求。行李最長運(yùn)行時間(小時)為:

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

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

        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)場快線收集在城市航站樓托運(yùn)的行李,將行李自動處理、輸送至機(jī)場航站樓行李系統(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;行李自動分揀;行李自動傳輸;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)場快線的專用行李車廂,再由列車將行李運(yùn)送到機(jī)場航站樓,最后通過預(yù)留的行李系統(tǒng)接口,將行李輸入機(jī)場的行李系統(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)需要解決三個環(huán)節(jié)的行李處理方案,即城市航站樓、機(jī)場快線、機(jī)場航站樓。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、行李裝載、集裝箱運(yùn)輸?shù)攘鞒?;機(jī)場快線負(fù)責(zé)行李輸送;機(jī)場航站樓通過預(yù)留接口將行李運(yùn)輸?shù)皆邢到y(tǒng)。三個位置間的行李傳輸可以通過標(biāo)準(zhǔn)的集裝箱作為載體,以保證各個環(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)場功能的外延,在航空服務(wù)中將完成機(jī)場航站樓的業(yè)務(wù)需求。城市航站樓的行李托運(yùn)手續(xù)、行李安檢和處理過程達(dá)到機(jī)場要求。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)場到達(dá)城市航站樓時,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)場時,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,均可通過當(dāng)前機(jī)場航站樓行李處理系統(tǒng)的成熟技術(shù)與方案來實(shí)現(xiàn)自動化處理。在行李裝箱處,機(jī)場普遍通過人工來裝載,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)械臂自動抓取來實(shí)現(xiàn)自動化。

        4.2 機(jī)場快線端

        機(jī)場快線端負(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)場航站樓的列車線路、車站配線和列車對數(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。對于行李處理系統(tǒng)來說,在計(jì)算行李處理量時,只需考慮掛行李車的對數(shù);在計(jì)算行李運(yùn)行時間時,考慮掛行李車廂的間隔發(fā)車時間和列車運(yùn)行時間。

        集裝箱的裝卸載可以通過動力滾筒輸送機(jī)來實(shí)現(xiàn)自動輸送,也可以通過智能移載機(jī)器人AMR來運(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),通過光眼開關(guān)檢測集裝箱的位置,采用PLC程序自動控制集裝箱的存儲,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)全過程自動化處理。

        圖4 智能移載機(jī)器人AMR示意圖

        4.3 機(jī)場航站樓側(cè)

        在機(jī)場航站樓側(cè),行李實(shí)箱卸載到機(jī)場航站樓指定的區(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)。對于行李系統(tǒng)的信息管理系統(tǒng)來說,不僅需要對城航樓的BHS設(shè)備進(jìn)行控制和管理,也需要對接和協(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)場快線運(yùn)營系統(tǒng)和機(jī)場行李信息管理系統(tǒng)。

        4.5 行李全程跟蹤系統(tǒng)

        行李全程跟蹤系統(tǒng)依托無線射頻識別(RFID)技術(shù),在“值機(jī)、安檢、分揀、早到存儲、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)部署識別設(shè)備,識別和采集的行李信息將存儲在行李全程跟蹤系統(tǒng)機(jī)場端,機(jī)場端如同一個“智能大腦”將繁雜的數(shù)據(jù)匯集并分類整理,對異常行李(如分揀不正確、裝載未完成等)進(jìn)行報(bào)警提示,通知工作人員及時處置,可提高行李裝運(yùn)準(zhǔn)確率,減少行李錯裝、漏裝情況的發(fā)生。

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

        5 結(jié)語

        本文基于城市航站樓與機(jī)場快線結(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)、高峰小時行李流量、每個集裝箱裝載行李數(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)場快線端、機(jī)場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、行李輸送;機(jī)場快線端配置專用行李車廂,由列車將行李運(yùn)送到機(jī)場航站樓端;機(jī)場航站樓端實(shí)現(xiàn)行李卸載,從后臺接口進(jìn)入機(jī)場航站樓行李處理系統(tǒng)。最后,完成行李自動分揀。同時,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。隨著未來交通體系的發(fā)展,旅客對出行服務(wù)品質(zhì)的要求不斷提升。新設(shè)備新技術(shù)是未來設(shè)計(jì)規(guī)劃的必然發(fā)展趨勢。后續(xù)研究將結(jié)合新技術(shù)和新設(shè)備對行李系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論進(jìn)行完善。

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