傾翻式自動分揀系統運行時存在的問題及解決方案

近年來，隨著國家經濟快速發展，我國民航運輸能力得到極大的提升。在民航運輸體系中，行李托運工作是一個非常重要的環節，行李在托運過程中是否損壞、遺失，取行李時是否方便，將直接影響乘客的出行體驗。本文以重慶某機場航站樓為例，分析在自動行李分揀系統應用過程中存在的問題并提出改進方案。

一、自動分揀系統概述

重慶某機場航站樓行李自動分揀系統于2017年建成投入使用。該系統全稱為行李自動分揀通道識別系統，采用RFID芯片識別技術，大大提高了行李識別的準確率。傳統的機場托運系統大多都依靠條形碼技術，來識別行李信息并與乘客身份綁定完成分揀。在實際操作中，綜合識別率只能達到90%左右，會產生部分行李無法識別的問題，機場只能借助人工來完成分揀。在這個過程中，容易產生行李提取等待時間過長、行李丟失等問題。重慶某機場航站樓使用的行李自助分揀系統，將很大程度上避免這些問題的發生。該系統投用后，行李識別準確率由之前的90%，提高為目前99%以上。

圖1 行李滑槽的痕跡圖

二、自動分揀系統存在問題

重慶某機場開航至今已運行近三年時間，行李自動分揀托盤平時每日傾翻次數約為14000次，在特殊節假日傾翻次數會達30000次以上，而在近三年的使用中，自動分揀系統也曾出現相關問題有待改進。

1.行李下滑位置靠前，存在分錯或掉出滑槽風險

行李通過傳送帶傳送至傾翻式自動分揀托盤上，托盤運行到相應位置發生傾翻，將行李滑入預定的滑槽內，完成分揀運輸行李的過程。從圖1使用中出現的行李滑槽的痕跡可知，分揀系統行李滑落痕跡明顯提前，行李分錯滑槽、掉出滑槽的風險增大，而且由于行李下落位置提前，行李撞擊滑槽邊緣時動能明顯增大，撞擊過猛導致滑槽三角板脫落的現象。

2.分揀托盤傾翻后未復位問題

行李分揀托盤小車在使用過程中出現傾翻后未復位現象，主要表現為兩種情況：一是系統報小車故障并同時報傾翻未復位；二是只報傾翻未復位，未報小車故障。1-150號小車出現傾翻未復位問題后，對小車進行人工復位處理，處理后小車可以恢復正常使用，不會再報故障。151-200號小車出現故障時，進行人工復位，但使用一段時間后151-200號之間小車仍然存在問題。

3.其他的待解決問題

導入口主動滾筒斷裂，從開航到現在已經出現3起，具體原因不明；夏季內圈異形環轉彎處異響，調整小車間距后當時可以消除，但使用一天左右異響再次出現，具體原因不明；國際分揀通道托盤存在由于軌道不齊平導致的異響，該故障由于沒有相應調整地腳工具，仍未修復。

三、原因分析

1.行李下滑位置靠前的原因分析

托盤的小車傾翻是由一個脈沖信號控制，而確認1號小車位置的檢測光電只有一個，每一條環線鏈條有200臺小車，小車在不停的使用中有一定的誤差累計。當沒有自動調整系統，這種誤差就會體現得越來越明顯，導致行李傾翻不斷靠前，出現部分行李傾翻超出托盤的現象。此外，由于托盤小車與PLC之間是由無線信號通訊，且由于小車高速運動，常發生通訊連接斷開的現象，若出現通訊瞬間斷開，托盤小車是無法獲得信號做出任何動作或通訊控制器故障，使傾翻錯誤的概率增大。

2.傾翻未復位的原因分析

對大多數傾翻未復位小車進行檢查，發現通常在正翻或者反翻時，有一個方向無法正常復位或正常傾翻。在人工手動復位或傾翻時會有明顯卡頓感，檢測發現齒輪磨損或破損，且檢查托板時發現托板側有較多碰撞的痕跡。

分析導致未復位的原因，主要是小車齒輪強度不夠，誘發原因是溫差大以及行李頻繁碰撞。托盤齒輪為非金屬材料，強度有限，行李長期碰撞托盤，導致齒輪頻繁受不均勻力沖擊，出現細小裂縫，夏季時溫度較高，齒輪沒有出現脆性破壞或斷裂。當冬季時溫度降低，齒輪受頻繁碰撞出現脆性開裂或斷開，齒輪斷裂后托盤小車無法鎖死，且極易變為傾翻狀態，傾翻后不復位。也會出現當該小車到達傾翻光電檢測器時，托盤不傾翻，行李自然也不傾翻。

圖2 滑槽光電設置位置示意圖

托盤小車傾翻未復位的第二個原因為通訊延遲。系統正常運行時，存在設備無法控制的現象，約過1分鐘后，整套設備組態才報通訊故障，通訊復位后，設備可以控制。且在進行人工復位時，存在控制器網口閃爍紅燈的現象。這是由于為無線通訊導致通訊延遲，且組態再未收到反饋信號，界面停滯，不報故障。

四、解決方案

1.行李下滑位置靠前的解決方案

（1）小車區塊化、信號本地化

環線上小車數量眾多，為了提高精準度，可以將小車區塊化，將一定數量的小車分為一組，在每組的第一個小車上設置光電感應裝置，控制該段小車傾翻計時的開始信號和前一段小車傾翻計時的結束信號，配合一個小車上的脈沖，將遠程控制信號轉化為本地控制信號，能提高小車的傾翻精準度，避免小車提前傾翻，導致行李下滑位置靠前或延后。

（2）滑槽分區域分組分塊化

由于土建的設置，可以將滑槽分區域分塊，在土建自然分組后的第一個滑槽處設立一個對應的光電裝置，見圖2。當裝有光電感應裝置的小車經過時，可以觸發信號，從而開始計時，由于車速是一定的，小車長度也是一定的，通過計算可以達到一個自動修正傾翻時間的效果。

小車的準確傾翻主要的決定性因素是行李滑落時間，也可以說是小車傾翻時間。行李位于托盤運行方向的后方、靠傾翻滑槽邊，則為傾翻的最短時間；位于托盤運行方向的前方、靠傾翻滑槽對邊，則為傾翻的最長時間。依據這兩個時間可以設計出滑槽寬度，因此，可以由滑槽寬度來調整小車傾翻的時間快慢。

在小車上設立本地的光電裝置和脈沖信號裝置，確保在平均傾翻時間內，小車準確通過滑槽中點。小車內部有接近開關，可以通過傾翻觸發測量到小車的傾翻時間，加設變頻器，可以控制時間的變化量，從而大幅度提高小車傾翻的精準度。

2.傾翻后未復位的解決方案

對小車進行拆解后發現，小車存在齒輪的齒牙磨損嚴重痕跡，導致齒輪間松動，也有松動導致的較大位移。測試傾翻機，將傾翻機調至未復位狀態，測試傾翻，發現傾翻機旋轉固定度數，當旋轉度數無法滿足時，該傾翻機會報故障，接近開關僅有檢測作用，無控制作用，當復位旋轉至接近開關時，傾翻機不會停止轉動，轉動到一定度數后才會停止。

此時，建議更換小車原有非金屬的齒輪，使用強度較大的金屬齒輪，增加小車抗碰撞性能，增加齒輪的穩定性，避免齒輪在高低溫環境下工作效率的降低。

五、結論

本文對自動分揀系統在運行過程中出現的問題進行細致分析，找到系統出現各種問題出現的原因，并結合改進方案，在一定的程度上降低分揀系統出現問題的概率，也可為傾翻式自動分揀系統設計及系統的改進提供參考。