西部机场集团机场建设指挥部 陕西省西安市 712000
摘要：本文针对机场行李系统虚拟框利用率低的问题进行研究。通过组态实现行李在值机岛上进入收集传送带的动态演示，实现根据时段要求完成调整虚拟框大小，充分利用现有的设备资源，提高行李分拣的运营效率，对行李分拣系统的设计有一定的指导意义。
关键词：虚拟框；行李系统
0 引言
随着民航运输业的快速发展，民航已成为社会大众出行的主要交通方式之一，旅客对民航服务种类、服务范围、服务水平的要求越来越高，对行李托运服务的效率和品质要求也随之提高。行李作为“不说话的旅客”，民航局也制定了相关规定，要求完善行李运输管理制度，提升行李运输服务水平，民航局发布的《公共航空运输旅客服务管理规定》中，对承运人、地面服务代理人、机场管理机构提出了建立托运行李监控制度的要求，进一步防止发生行李运输问题，减少行李运输差错，充分保护旅客财产权益。
行李分拣系统作为一个机场不可或缺的组成部分，需要满足吞吐量大、高效、可靠的要求。但是面对日益发达的航空运输业务，行李、货物、人员的流动性要求不断提高，机场的运营工作量也大大增加，机场行李系统分拣任务的负担也日益加重，在分拣过程中卡包、误拣的现象也频繁出现，影响了机场行李分拣运营效率，对机场形象也产生了影响，因此必须对机场行李分拣系统进行分析并进一步优化。
1 工作原理
机场行李处理系统是集机械、电气、自动控制及计算机信息系统为一体的大型复杂系统，包括离港行李系统和进港行李系统两部分。它涉及到机械设备与传动、自动检测与控制、编码与识别、信息处理与交换、计算机管理及系统集成等方面，用于离港旅客和中转旅客行李的值机、输送、安检、分拣和装运处理，以及到港旅客的行李提取。机场行李系统对于整个机场系统的正常运行具有重要的作用，如果行李系统出现故障，离港行李就不能按时运上飞机，会导致航班的延误，给航空公司、机场和旅客均带来损失。典型的大中型机场行李系统包括离港值机系统、安检系统、输送系统、读码系统、分拣系统、装运系统、中转系统和到港系统等。机场行李处理流程如1所示。
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图1机场行李处理流程
行李分拣系统中，不管是在分流处还是在汇流处都用到了窗口技术，例如在行李系统的起点处，也就是在值机柜台，行李进入分拣系统的地方，从每个值机柜台向收集输送带发送行李时，就用到了窗口技术，如图2就是行李从行李系统入口-值机柜台处导入收集输送带的示意图。
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图2值机柜台行李导入示意图
由此可知，值机柜台是由三部分组成，分别是称重输送机、X光机输送机和过渡输送机，其中过渡输送机又可称为发送输送机，在发送输送机的末端，都装有光电检测装置，用以判断当前是否有行李需要发送到收集传送带上，当然也可以在发送输送机的下端装压力探测器实现上述功能，收集传送带负责将行李送至离港转盘或者分拣机。
当行李到达发送输送机的末端时，光电检测器检测到有行李需要进入收集传送带，就向系统预约窗口，等到预约到的窗口到达发送输送机时，发送输送机自启动将行李送入收集传送带。如果行李没有预约窗口或是其他柜台先预约窗口，即使这个发送输送机前面有窗口经过，这件行李也不能导入，这称为“窗口保留策略”。
窗口保留策略中所提到的从系统中预约到的窗口就是本次设计的研究对象，现实机场的行李系统中，其传送带上并没有实实在在的窗口存在，规定每件行李在传送带上与其他行李之间的间隔，但是每件行李确确实实与其他行李之间存在有一定的间隔，而几乎很少出现系统错拣、漏拣行李的现象，就好像有一个框子，每件行李就放在对应的方框里面，这就是虚拟框。
虚拟窗口技术就是行李在进入分拣控制系统时，为了保证能够有效的确保能准确的分拣行李，必须对行李与行李之间的间距加以控制，使行李之间保持一定的距离，以避免造成误拣、卡包等情况发生。一般采用窗口技术，将行李传输带按一定的规则划分多个虚拟区间，也就是多个窗口，使得行李在导入行李传输带后，按一定的顺序距离排列。
虚拟框的存在是行李从值机柜台进入收集传送带并避免行李相互碰撞的重要条件，如果没有虚拟框，那么从值机柜台导入的行李与行李之间可能发生碰撞，从而导致行李的损坏，甚至行李的卡包会导致传送带故障报警停机，可能造成航班延误。
综合设备利用率和分拣效率需要，本文设计按照动态视窗设计与判断的方法，解决因实时窗口分配不均衡而导致的时间等待问题，从而保证了分拣系统中货物分拣的连续性和均衡性。
2 方案设计
以行李系统值机柜台为例，对行李系统的虚拟框的划分进行设计。
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图3 设计流程图
值机柜台的值机速率按照一个柜台需要1至1.5分钟处理一个旅客来计算，设定一条值机收集线共设计16柜台。因此，一条收集带实际处理量为16件每一分钟。每一条收集线输送设备带速为30米/分钟，虚拟窗口为2米长，每一条收集线每一分钟可处理15件行李。如果繁忙时段，将虚拟框的长度调整为1.7米，每一条收集线每一分钟可处理17件行李，这样就可以提高现有资源的利用率，缩短了旅客在柜台等待的时间，有助于提高机场分拣的运营效率，更提升了机场在顾客中的形象，对机场的发展有深远的影响。
本次设计思路就是，将虚拟框可视化，用一个有形的框来表示虚拟框，当发送输送机末端的光电检测器向系统预约窗口时，系统就产生这样的一个有形的框，当这个有形的框到达该发送输送机时，行李被发送到这个有形的框里，然后行李和框一起在传送带上运动，行李被送往下一级安检。本来，实际机场的行李系统中，是传送带带着行李运动，行李在传送带上位置是固定的、不移动的，但是为了效果更明显，这次设计的思路是让传送带的位置固定，让行李和虚拟框运动，来模拟值机柜台处的行李系统。
系统设计中，向系统预约虚拟框的动作，通过给每个值机柜台设置按钮来实现。本次设计共设置了10个值机柜台模拟现实的值机岛，每个值机柜台均有一台计算机模拟办理登记手续，且每个柜台都设有一个托运行李的按钮，如果该柜台需要托运一件行李，则操作人员只需按一下按钮，系统便能产生一个框，如果误操作，多按了一下，那么系统就会多产生了一个空框，那么下一个柜台如果要托运行李的话，就不需要向系统预约虚拟框，可以直接使用系统中此时多产生的空框，这样可以提高行李系统的效率，避免系统内空框过剩，造成资源浪费。设计流程如图3所示。
本次设计以西门子的WinCC组态软件为界面，完成行李系统分时段，划分行李虚拟框的控制监控以及组态任务。通过组态动态画面，实现行李在值机岛上进入收集传送带并完成虚拟框根据时段调整其大小的设计要求，实现了系统状态的监控。
经过运行演示，结果证明，监控画面清晰明了，效果良好，能直观显示行李进入收集传送带的过程以及根据时段合理调整虚拟框大小，充分利用现有的设备资源，提高行李分拣的运营效率，对行李分拣系统的设计有一定的指导意义。
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图4系统程序
3 总结
本文简要叙述了行李在值机柜台导入输送线的工作原理，引入了虚拟框的概念，并对其作了简单的介绍，详细地说明了设计的思路以及流程图，和要解决的目标任务，以及组态设计。
作者简介：姓名：张艺倩 (1990.03) 性别 女，陕西省西安市人，学历 本科，专业：自动化。