黄正国
昆明长水国际机场有限责任公司 云南昆明 650000
摘要：由于机场旅客托运的行李具有多样性、非标准化、非规格化的特点，行李的射频识别（RFID）标签价格昂贵、难以回收再利用，以及行李输送所使用的皮带输送机速度较低等因素，因此使得旅客托运的行李难以实现高效密集存储和高速远程输送。笔者研究将托盘作为旅客托运行李的载体引入行李处理系统，并在托盘上安装RFID标签，旅客托运行李标签使用价格低廉的条码纸，在实现行李的高效密集存储同时，满足了机场对行李处理系统在效率、经济性和准确性方面的要求。
关键词：行李托盘处理系统；机场行李系统；
一、国内机场行李处理系统的经营现状
随着RFID技术在航空领域的推广，武汉天河国际机场T3航站楼、重庆江北国际机场T3A航站楼等开始使用RFID标签代替行李条码纸来对旅客托运的行李进行跟踪和自动分拣。在这些行李处理系统的实现方案中，每件行李使用一个RFID标签。由于RFID标签具有高识别率特性，因此行李分拣的准确率得到进一步提升。然而，与目前国内大部分机场使用的条码纸相比，RFID标签价格偏高且难以回收再利用，在造成资源浪费的同时，给机场的经营管理带来相当大的成本压力。在行李存储方面，目前国内绝大部分机场行李处理系统所处理的行李大小和形状各式各样，质量从0.5kg到50kg不等，很难实现行李的自动化密集存储。机场通常的做法是把需要存放的行李堆在一起，待行李需要装车运输的时候，再从堆放区将行李二次拣选出来。这种做法容易出现错装，且增加了地服人员的工作量。
二、行李托盘处理系统在机场行李系统中的应用
1.行李盘系统设计。托盘在物流系统中的重要性并不在于它本身结构的复杂性，而体现在它是物流系统中最主要的作业单元。对于零散、非标准化、非规格化的货物，在采用托盘承载后，便可以通过机械化和自动化的方式对其进行分拣和存储。具体到机场行李处理系统，由于旅客在机场所托运的行李都是非标准化和非规格化的，因此将行李装入托盘后，便可进行自动化密集存储。同时，这种装盘后的行李还有利于远距离高速（10m/s）运输，笔者将这种系统称为行李盘系统（BaggageTraySystem，BTS）。在BTS中，行李使用现在主流的条码纸，价格低廉，机场的运营成本压力小；在托盘的底部装有RFID标签，用于存储托盘号和所运送行李的基本属性、目的地等信息。值机后的行李从皮带输送机装载到托盘后，行李计算机系统将托盘号、行李的国际航空运输协会（IATA）条码、行李的目的地进行绑定并存入数据库，同时还将这些信息写入托盘上RFID标签内。行李处理系统使用托盘上RFID标签内的信息，对行李进行分拣并存储早到行李，确保在行李准确分拣的同时不增加运营成本。BTS包括托盘和输送机两部分。其中托盘由托盘体、导向轮、导向销、缓冲装置、核心载具、RFID标签等组成。这种托盘设计具有能耗低、磨损小、维护费用低、可承载行李通过安检机等特性，能满足行李处理系统的各项业务需求。输送机为链条传动输送机，其中央布置有导向轨道，输送机和托盘间采用摩擦传动。由于在托盘的底部设计了导向轮和导向销，因此在输送机上运行时无需侧护板，在保证托盘运动姿态的同时，减少了不必要的摩擦损耗。
该输送机设计具有以下5项优点：一是由驱动和传输的摩擦力而导致的损耗小，高度节能；二是托盘和侧护板之间无摩擦，噪音小且环保；三是导向轮的设计使得托盘几乎无磨损，可以延长托盘和其他设备的使用寿命；四是最高传输速度为10m/s，高效稳定；五是最大爬坡角度为18°，环境适应性强。
2.行李的密集存储。由于托盘使得机场行李实现了标准化和规格化，因此可以在有限的空间内使用立体仓库对以下4种行李进行密集存储：一是早到和需要过夜的行李；二是因设备、系统出现故障而无法到达行李处理系统所确定的目的滑槽或集装转盘的行李；三是等待较长时间才能登机的行李；四是受其他因素影响而不能登机的行李。下面，笔者对行李自动化仓库的平面布局、行李装盘过程、行李存储过程（包括行李入库和行李出库）进行分析。货架的端头设计有垂直升降机，用于实现托盘在垂直方向的搬运。每两列货架组成一个巷道，每个巷道的每一层装有一个穿梭车，穿梭车完成托盘水平方向的搬运。穿梭车与垂直升降机互相配合，一起实现对所有货位的存取操作。在不同巷道的两列货架间设计了维修步道，维修步道是一个安全区，无机械设备作业。维修步道每两层一个，仓库管理员既可以通过维修步道进入仓库人工盘点，又可以在穿梭车故障的情况下对行李进行人工存储。通过维修步道可以最终到达穿梭车维修区和垂直升降机维修区。行李自动化仓库采用的这种布局，其特点包括以下5个方面：一是多个穿梭车、多个垂直升降机同时作业，有效地保证了仓库的吞吐量；二是没有传统立体库堆垛机所使用的天轨和地轨，适用于绝大部分的建筑条件；三是货架分散布置，易于扩展，有效地提升了行李分拣大厅的空间利用率；四是货架每层使用一台穿梭车，冗余度高，整个系统可靠性高；五是设置了维修步道，在穿梭车和垂直升降机失效时，仍然可以人工存储行李，保证了系统的高可靠性。
3.行李存储过程。装盘结束，WMS给需要进行存储的托盘分配一个空闲货位，分配原则包括以下3个方面：一是入库均分，同一航班的行李均匀地存放在整个立体库中，尽量避免同一航班的所有行李存放在同一巷道或同一层内，该分配原则是降低垂直升降机、穿梭车故障时人工搬运行李的工作量；二是出库路径最短，在保证货架负载整体平衡的情况下，尽量靠离行李集装转盘最近的一侧存放；三是尽量低层存放，在穿梭车故障时方便人工搬运。WMS给托盘分配货位后生成一个任务，发送给仓库控制系统（WCS）。WCS收到任务后将任务分解成为输送机控制段、穿梭车系统控制段（包括垂直升降机和穿梭车）。WCS将任务发送给输送机的PLC，该PLC控制托盘到达垂直升降机装货口；WMS再次检查垂直升降机、穿梭车系统是否有故障，若有故障，修改一个可到达的目标货位并下达任务给WCS；WCS控制垂直升降机和穿梭车将托盘送达目标货位，成为库存。WMS在库存中实时查找以下4种可以出库的行李：一是目的集装转盘即将开放的行李；二是已有路径到达目的集装转盘的行李；三是要到达目的集装转盘的故障已排除的行李；四是与该行李相关资源冲突已解除的行李。WMS为符合条件的行李生成出库任务，并发送给WCS。WCS收到任务后将任务分解成为穿梭车系统控制段（包括垂直升降机和穿梭车）、输送机控制段。WCS将任务发送给穿梭车系统的PLC，若该行李所使用的穿梭车系统有故障，则发送警报给监控与数据采集（SCADA）系统，提示人工介入处理故障；否则，穿梭车系统控制托盘进入输送机，行李再次进入行李分拣系统，该行李从库存中删除。
结束语：通过上述分析可以看到，通过合理的机械设计，托盘在输送过程中摩擦损耗大幅减少，延长了托盘和输送机的使用寿命并有效地降低了系统能耗，节能环保；RFID标签在行李处理系统中得到了循环利用，在提升分拣准确率的同时，有效地控制了行李系统的运营成本；实现了行李的自动化密集存储，在同一个空间内可以存放更多的行李，有效地提升了机场的服务品质。
参考文献：
[1]曾学.机场行李处理系统中的行李检测与跟踪[D].昆明:云南大学,2019.
[2]张文明.高可用物流信息系统的构建[J].物流技术与应用,2016,21(3):130-133