1 引言

隨著國(guó)內(nèi)航空市場(chǎng)的快速發(fā)展、機(jī)場(chǎng)進(jìn)出港旅客數(shù)量的不斷增加，機(jī)場(chǎng)信息系統(tǒng)對(duì)計(jì)算機(jī)自動(dòng)化和集成的要求越來(lái)越高，運(yùn)輸系統(tǒng)對(duì)旅客行李分揀系統(tǒng)的處理能力也提出了越來(lái)越高的要求，越來(lái)越多的機(jī)場(chǎng)開(kāi)始使用行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)。機(jī)場(chǎng)旅客行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)是一套面向大中型機(jī)場(chǎng)，對(duì)旅客行李進(jìn)行集中統(tǒng)一的傳送、分揀與處理的一套自動(dòng)化系統(tǒng)，集計(jì)算機(jī)、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)、PLC及電氣控制技術(shù)于一體，有快速、高效、集成度高等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。先進(jìn)的自動(dòng)分揀技術(shù)以前一直由國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家掌握，目前我國(guó)各大機(jī)場(chǎng)使用的行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)大部分都是引進(jìn)國(guó)外的成套系統(tǒng)，雖然性能不錯(cuò)，但是價(jià)格昂貴。近年來(lái)國(guó)內(nèi)也有單位正在投入力量積極研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)解決方案，本文介紹一種由國(guó)外開(kāi)發(fā)的行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)在某機(jī)場(chǎng)的應(yīng)用。

2 行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)介紹

2.1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

行李分揀系統(tǒng)(BHS)控制離港和到港兩部分系統(tǒng)設(shè)備，,采用信息網(wǎng)、控制網(wǎng)和遠(yuǎn)程I/O鏈路三級(jí)控制結(jié)構(gòu)。兩臺(tái)離港上位控制機(jī)采用WINDOWS NT4.0操作系統(tǒng)和INTOUCH 7.0工業(yè)組態(tài)軟件，互為熱備，配置雙網(wǎng)卡，除與機(jī)場(chǎng)計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)(SI)以及計(jì)算機(jī)離港控制系統(tǒng)(DCS)構(gòu)成以太網(wǎng)外，還與下位主控制器PLC構(gòu)成以太網(wǎng)。PLC選用 A-B公司的兩臺(tái)大型處理器PLC-5/80，互為熱備。 PLC-5/80不僅具有豐富的邏輯處理能力，并具有非常強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 自動(dòng)分揀原理

行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)(BHS)必須和機(jī)場(chǎng)計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)(SI)以及計(jì)算機(jī)離港控制系統(tǒng)(DCS)進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交換，并把獲得的數(shù)據(jù)發(fā)送給下位PLC-5/80進(jìn)行處理。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2。

PLC-5/80必須獲取以下三種數(shù)據(jù)信息：

A. 航班信息。此信息由行李分揀系統(tǒng)上位機(jī)從機(jī)場(chǎng)計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)的航班數(shù)據(jù)庫(kù)讀取，并轉(zhuǎn)發(fā)給下位PLC。航班信息包含的內(nèi)容有：航班號(hào)、目的地代碼、值機(jī)開(kāi)始時(shí)間、值機(jī)結(jié)束時(shí)間、起飛時(shí)間。

B. BSM報(bào)文(Baggage Source Message)。旅客在辦理行李交運(yùn)時(shí)，由值機(jī)計(jì)算機(jī)生成。民航總局的報(bào)文主機(jī)采集此信息，發(fā)送到機(jī)場(chǎng)計(jì)算機(jī)離港系統(tǒng)，然后通過(guò)行李分揀系統(tǒng)的報(bào)文接口機(jī)發(fā)送給行李分揀上位控制機(jī)，上位控制機(jī)將報(bào)文通過(guò)內(nèi)部LAN傳遞給PLC 。行李報(bào)文包含有航班號(hào)、 目的地代碼、流水號(hào)、行李件數(shù)等信息.。

C. 行李條碼信息。行李條碼包含行李流水號(hào)，旅客在辦理行李交運(yùn)時(shí)，由值機(jī)計(jì)算機(jī)生成，并被打印成條型碼標(biāo)簽貼在旅客交運(yùn)的行李上。當(dāng)行李通過(guò)掃描站時(shí)，條型碼信息被讀碼器自動(dòng)掃描，并傳遞給PLC 。

要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分揀，PLC必須對(duì)得到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行兩次比較。首先，PLC將行李條碼信息和報(bào)文信息進(jìn)行逐一比較，如果行李條碼信息和報(bào)文信息中有相同的行李流水號(hào)，就判定此條碼和報(bào)文屬于同一行李的信息(條碼信息包含有行李流水號(hào)，報(bào)文中包含有行李流水號(hào)和航班號(hào)信息);然后，報(bào)文信息和PLC中的航班分配表中的航班進(jìn)行逐一比較，如果兩者相應(yīng)的信息段相同(航班號(hào),目的地代碼)，就會(huì)判定貼有此條碼標(biāo)簽的行李屬于該航班。數(shù)據(jù)流程如圖3所示。

2.3 InTouch7.0組態(tài)軟件

InTouch是本系統(tǒng)中所有信息交互的中樞，航班信息和報(bào)文信息都是通過(guò)InTouch發(fā)送給下位控制機(jī)PLC的。InTouch是由wonderware公司開(kāi)發(fā)的面向工業(yè)控制的人—機(jī)對(duì)話界面(HMI)開(kāi)發(fā)工具，提供了組態(tài)環(huán)境WindowMaker和運(yùn)行環(huán)境WindowViewer。在組態(tài)環(huán)境下定制系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)，畫(huà)面組態(tài)，定義系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和控制任務(wù)。在運(yùn)行環(huán)境中通過(guò)執(zhí)行 InTouch QuickScripts來(lái)實(shí)施這些任務(wù)，進(jìn)行報(bào)警和行歷史數(shù)據(jù)的記錄和報(bào)告，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給本站的其它任務(wù)和網(wǎng)上其它工作站。InTouch7.0支持動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換(DDE)，能夠用作 DDE 和 SuiteLink 通訊協(xié)議的客戶和服務(wù)器。通過(guò)DDE和SuiteLink，InTouch7.0能與其他 Windows 程序、Wonderware I/O 服務(wù)器和第三方 I/O 服務(wù)器程序?qū)崿F(xiàn)通訊。本系統(tǒng)使用Wonderware的以太網(wǎng)(EtherNet)通訊協(xié)議服務(wù)器ABTCP，實(shí)現(xiàn)INTOUCH與下位PLC通訊。

與DDE命名規(guī)則一致，InTouch通過(guò)一個(gè)三部分命名約定來(lái)標(biāo)志在I/O服務(wù)器程序中的數(shù)據(jù)元素，包括VIEW(應(yīng)用程序名)，TAGNAME(主題名)和ActualTagname (項(xiàng)目名)。為了從另一個(gè)應(yīng)用程序中得到數(shù)據(jù)，客戶機(jī)程序(InTouch)通過(guò)指定這三項(xiàng)打開(kāi)到服務(wù)器程序的一個(gè)通道。此外，它必須知道提供該數(shù)據(jù)值的應(yīng)用程序名，應(yīng)用程序中包含該數(shù)據(jù)值的主題名和項(xiàng)目名。當(dāng)另一Windows應(yīng)用程序從InTouch中請(qǐng)求一個(gè)數(shù)據(jù)值時(shí)，它也必須知道這三個(gè)I/O地址項(xiàng)。I/O類型標(biāo)記名必須與一個(gè)訪問(wèn)名相聯(lián)系，訪問(wèn)名包含了用來(lái)與其他I/O數(shù)據(jù)源通訊的信息，這些信息包括節(jié)點(diǎn)名，應(yīng)用程序名和主題名。

3. 信息接口

3.1 航班信息接口

機(jī)場(chǎng)計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)(SI)的航班數(shù)據(jù)庫(kù)SYBASE根據(jù)航班計(jì)劃預(yù)先錄入整日的航班信息。SYBASE是客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，裝有SYBASE客戶端軟件的行李分揀系統(tǒng)上位控制機(jī)，從SYBASE航班數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)用航班信息，并按照值機(jī)開(kāi)始時(shí)間的先后次序給航班排序?；圪Y源是有限的，行李分揀系統(tǒng)總是為在當(dāng)前一段時(shí)間內(nèi)最先值機(jī)的航班分配行李滑槽，當(dāng)有航班值機(jī)結(jié)束，刪除該航班，調(diào)入新的航班。這就要求從航班數(shù)據(jù)庫(kù)讀出的航班信息必須經(jīng)過(guò)處理才能為行李分揀系統(tǒng)使用。InTouch的數(shù)據(jù)處理能力有限，本系統(tǒng)采用EXCEL通過(guò)ODBC訪問(wèn)SYBASE，并把讀到的航班信息做數(shù)據(jù)處理，再根據(jù)滑槽資源情況，定制滑槽分配表，建立滑槽與航班的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。InTouch通過(guò)DDE方式從EXCEL中讀入滑槽分配表，再通過(guò)以太網(wǎng)I/O服務(wù)器ABTCP，把滑槽分配表發(fā)送給下位的PLC-5/80數(shù)據(jù)庫(kù)。這樣，在下位PLC就建立了航班和行李滑槽一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。PLC通過(guò)接收另外兩個(gè)信息：行李條碼和報(bào)文來(lái)確定行李屬于哪個(gè)航班。這樣，確定了行李的航班號(hào)，也就確定了該行李的滑槽號(hào)。

3.2 BSM報(bào)文信息接口

本系統(tǒng)設(shè)有專用的報(bào)文接口機(jī)與機(jī)場(chǎng)離港系統(tǒng)相連，從民航總局的報(bào)文主機(jī)實(shí)時(shí)接收行李報(bào)文并轉(zhuǎn)發(fā)給行李分揀系統(tǒng)上位機(jī)。接口軟件采用中國(guó)航信的機(jī)場(chǎng)行李處理系統(tǒng)接口軟件--通用行李接口軟件，該軟件采用的Socket接口是TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用程序接口，通信連接速度快、數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)，有操作簡(jiǎn)捷、功能豐富、界面友好等優(yōu)點(diǎn)。

3.3 行李條碼信息接口

本系統(tǒng)采用Metrologic公司的LS8500全息條碼掃描器對(duì)行李條碼進(jìn)行識(shí)讀，該掃描器集光學(xué)掃描系統(tǒng)、信號(hào)整形電路、譯碼電路三部分于一體，采用RS-232方式與掃描接口模塊相連。掃描接口選用A-B公司的2760-RB柔性接口模塊，安裝在A-B 1771遠(yuǎn)程I/O機(jī)架RACK17和RACK20中，通過(guò)遠(yuǎn)程I/O適配器1771-ASB連入PLC-5/80的遠(yuǎn)程I/O鏈路。

PLC獲取了以上3種數(shù)據(jù)信息，通過(guò)定制滑槽分配表，確定了滑槽與航班的對(duì)應(yīng)關(guān)系;通過(guò)比較數(shù)據(jù)，確定了行李的航班號(hào)。這樣，就確定了行李與滑槽的對(duì)應(yīng)關(guān)系。然后，采用虛擬窗口技術(shù)的PLC編程方法，來(lái)確定每個(gè)滑槽的位置，并實(shí)時(shí)跟蹤傳送帶上的行李位置，使行李準(zhǔn)確的找到對(duì)應(yīng)的滑槽。

4.結(jié)束語(yǔ)

旅客行李自動(dòng)分揀系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中，故障率低，處理速度快，顯著地改善了機(jī)場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)、服務(wù)水平，發(fā)揮了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。首先，行李的自動(dòng)傳輸與分揀可以提高工作效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、減少甚至杜絕差錯(cuò)。第二，該系統(tǒng)同離港系統(tǒng)配合可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)放式柜臺(tái)辦票，即旅客可在其航班截止辦票之前的任何時(shí)間在任意柜臺(tái)辦理值機(jī)手續(xù)，在方便旅客之余有效降低高峰時(shí)間的業(yè)務(wù)流量。第三，該系統(tǒng)所采集的行李數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了物流與信息流的有機(jī)結(jié)合，是機(jī)場(chǎng)信息化管理的基礎(chǔ)，同時(shí)支持機(jī)場(chǎng)間的數(shù)據(jù)共享，以提供行李的跟蹤查詢等增值服務(wù)。

但系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上也有不足之處，我們進(jìn)行了一系列技術(shù)改造，如上位機(jī)升級(jí)、節(jié)能和掃描器電源斷電等，特別是進(jìn)出港控制系統(tǒng)分離和增加PanelView應(yīng)急操作終端的改造，很大程度上提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性和應(yīng)急處理能力。改造后的控制結(jié)構(gòu)圖如圖4。另外，因?yàn)楹桨鄶?shù)據(jù)庫(kù)在后臺(tái)，當(dāng)行李分揀系統(tǒng)上位機(jī)重新啟動(dòng)后，滑槽會(huì)重新分配，造成行李混亂現(xiàn)象。如果改造航班數(shù)據(jù)庫(kù)為前臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，上位機(jī)重啟后會(huì)保持之前滑槽分配表的數(shù)據(jù)不變。此外，滑槽是按航班目的地分配的，當(dāng)一個(gè)航班有多個(gè)目的地時(shí)，會(huì)占用多個(gè)滑槽，如果滑槽資源不夠，正在值機(jī)又沒(méi)有滑槽的航班行李會(huì)因?yàn)闊o(wú)滑槽而大量棄包。改變滑槽分配規(guī)則，使多目的地航班占用一個(gè)滑槽，可以改善這一狀況，降低行李的棄包比率。因此，以上兩點(diǎn)將是系統(tǒng)下一步技術(shù)改造的課題。