城市航站樓的行李處理系統的設計研究

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有限公司，四川 成都 6114000）

隨著民航業的發展，機場的服務水平和質量在不斷提升。城市航站樓（City Air Terminal，簡稱CAT）作為一種新型的機場運行模式，近年已成為熱門項目，目前已陸續在北京、上海、蘇州等城市投入建設。城市航站樓是機場航空服務向城市地區的延伸，可實現城市與機場的銜接，實現機場旅客分流，緩解機場客流量大的壓力，同時配置的票務、值機、行李托運、海關、商務等功能又可為旅客提供輕便快捷的出行體驗。

不同于城市航站樓的其他業務，行李托運是實現旅客輕便出行，分散機場航站樓值機客流量的關鍵。行李在城市航站樓經過收集、自動處理，運輸至機場。行李處理系統提供國內、國際、VIP旅客托運行李和超規及早到行李服務。行李處理系統實現城市航站樓與機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。城市航站樓到機場航站樓之間通常建設有快速通道，如與軌道交通聯運，應用快速交通實現行李的自動快速運輸。

1 研究目的

就現狀而言，城市航站樓的行李系統設計研究沒有機場航站樓的行李系統設計研究完善。機場航站樓的行李系統設計早已形成規劃設計體系，國內外多家設計院都已具備完善的行李系統設計流程和方案。而城市航站樓的項目這幾年才在國內興起，對于城市航站樓的行李系統設計還缺乏成熟的理論支持，沒形成真正的設計體系，若只是依照傳統機場航站樓行李系統的原則設計，容易忽略城市航站樓行李系統的特性，造成功能缺失、運轉低效等問題。因此，深入研究城市航站樓行李系統的設計方案，可補充這一部分的空缺。城市航站樓行李系統的基本功能包括辦理托運、安檢、集中開包、早到存儲、自動運輸等，其中實現行李在城市航站樓與機場航站樓之間的快速運輸是保證行李系統正常運行的關鍵，是為客戶提供優質服務的保證。本文應用基于軌道交通的機場快線實現快速運輸，因此本文的行李系統分為城市航站樓端、基于軌道交通的機場快線端、機場航站樓端三部分，合理規劃設計各部分的功能和流程，形成層次結構分明的行李系統。城市航站樓，機場快線，機場航站樓之間行李處理系統的協調將采用行李信息管理系統實現，進行信息交互，數據統一管理。另外，同時采用全程跟蹤系統，實時監控行李，對異常行李進行報警。

2 城市航站樓行李處理系統全線流程處理能力計算

在進行行李系統規劃設計前，需先確認行李系統處理能力。不同于傳統的機場航站樓行李系統處理能力分析，除了要考慮旅客吞吐量、高峰小時行李流量等參數外，還需要考慮與機場快線接駁相關的集裝箱流量、發車次數等參數。

2.1 實際高峰小時系統行李處理量

一般情況行李系數為，國內：0.65件/人，高峰時期值機旅客，國際：1.05件/人，高峰時期值機旅客。高峰小時行李流量為：

高峰小時國內行李處理量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；

發車次數為趟/每小時；

每趟高峰小時集裝箱數量為p：p=m/n，取整。單位為箱/每趟。

從上面的計算可以推出，城市航站樓的行李處理量的影響因素相比傳統機場航站樓，還多了發車次數。

實際高峰小時系統行李處理量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時，也對行李輸送時間提出了需求。行李最長運行時間（小時）為：

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

t2為列車運行時間；t3為機場側實箱輸送到行李系統接口的時間；t4為機場行李系統輸送時間。同時，截柜時間將大于等于行李最長運行時間。

3 城市航站樓行李處理系統實現功能

城市航站樓站可實現辦理值機手續、托運行李。機場快線收集在城市航站樓托運的行李，將行李自動處理、輸送至機場航站樓行李系統。因此，行李系統具備以下功能：值機、托運行李服務；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

行李托運在城市航站樓將完成值機安檢的行李輸送至機場快線的專用行李車廂，再由列車將行李運送到機場航站樓，最后通過預留的行李系統接口，將行李輸入機場的行李系統，完成最后的輸送環節。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，可得出結論，行李托運服務需要解決三個環節的行李處理方案，即城市航站樓、機場快線、機場航站樓。其中，城市航站樓可以處理行李托運、行李安檢、分揀、早到存儲、行李裝載、集裝箱運輸等流程；機場快線負責行李輸送；機場航站樓通過預留接口將行李運輸到原有系統。三個位置間的行李傳輸可以通過標準的集裝箱作為載體，以保證各個環節間的通用性和行李在列車上運輸的穩定性，以及在短時間內迅速裝卸載。

4.1 城市航站樓側

城市航站樓作為機場功能的外延，在航空服務中將完成機場航站樓的業務需求。城市航站樓的行李托運手續、行李安檢和處理過程達到機場要求。其中，行李自助托運、行李安檢、行李運輸、行李分揀、早到行李處理同機場航站樓現有行李處理系統的模式一致。行李裝載的方式與航站樓的處理方式不同，統一裝入集裝箱運輸。

當列車從機場到達城市航站樓時，掏出行李車廂內的空箱，根據城市航站樓的規模和行李處理量的不同，可設置專門的空箱存儲區，或者緩存輸送線，由行李信息管理系統調度空箱傳輸至行李裝載處。當列車從城市航站樓出發到機場時，將裝有行李的實箱運輸到行李車廂。

在城市航站樓側的行李處理流程，如圖2所示，1層為公路交通到達的旅客設置值機島和開包間；在B1層為方便軌道交通到達的旅客也設置值機島和開包間。

圖2 城航樓側行李處理系統剖面示意圖

從行李托運到行李裝箱前，均可通過當前機場航站樓行李處理系統的成熟技術與方案來實現自動化處理。在行李裝箱處，機場普遍通過人工來裝載，在城市航站樓側，行李將被裝載于統一規格尺寸的集裝箱內，可用機械臂自動抓取來實現自動化。

4.2 機場快線端

機場快線端負責處理集裝箱的裝卸載和運輸。集裝箱在三個環節間流通示意如圖3。

圖3 集裝箱運行示意圖

機場快線的集裝箱處理模式，結合軌道交通的運行模式。

城市航站樓到機場航站樓的列車線路、車站配線和列車對數的設置需滿足客流需求和值機功能需求。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行，也可以選擇每列車都掛行李車廂運行。對于行李處理系統來說，在計算行李處理量時，只需考慮掛行李車的對數；在計算行李運行時間時，考慮掛行李車廂的間隔發車時間和列車運行時間。

集裝箱的裝卸載可以通過動力滾筒輸送機來實現自動輸送，也可以通過智能移載機器人AMR來運輸（圖4）。在快線列車的專用行李車廂內布置一列滾筒輸送機，通過光眼開關檢測集裝箱的位置，采用PLC程序自動控制集裝箱的存儲，利用AMR機器人將集裝箱輸送至滾筒輸送機上，實現全過程自動化處理。

圖4 智能移載機器人AMR示意圖

4.3 機場航站樓側

在機場航站樓側，行李實箱卸載到機場航站樓指定的區域，再由專人提取行李，將行李放置到機場行李系統預留接口上，空箱將放到行李車廂。處理的流程如圖5所示。

圖5 機場航站樓側行李處理系統剖面示意圖

4.4 行李信息管理系統

城市航站樓行李系統和機場航站樓行李系統之間的通信采用傳統專網—端到端的物理鏈路和VPN虛擬專網。傳統專網的建設費用較高，而VPN虛擬專網多應用于政府機構、企事業單位總部與分支機構內部聯網(Intranet-VPN)。

城市航站樓的民航專業弱電系統有兩種方案，一種為順延，一種為獨立建設。同樣，行李信息管理系統也有兩種方案：順延和獨立建設。對于行李系統的信息管理系統來說，不僅需要對城航樓的BHS設備進行控制和管理，也需要對接和協調外部其他相關系統的信息接口，保證能正確的交換數據。其中，外部相關接口增加兩項，一項為機場快線運營系統和機場行李信息管理系統。

4.5 行李全程跟蹤系統

行李全程跟蹤系統依托無線射頻識別（RFID）技術，在“值機、安檢、分揀、早到存儲、裝車/箱、離港運輸、裝機、卸機、到港運輸、中轉、到達、提取”等節點部署識別設備，識別和采集的行李信息將存儲在行李全程跟蹤系統機場端，機場端如同一個“智能大腦”將繁雜的數據匯集并分類整理，對異常行李（如分揀不正確、裝載未完成等）進行報警提示，通知工作人員及時處置，可提高行李裝運準確率，減少行李錯裝、漏裝情況的發生。

在城市航站樓建設全程跟蹤系統，增加兩個節點：裝箱和掏箱。在行李裝箱時，對行李信息進行采集；集裝箱到達機場后，掏箱行李進入機場行李系統，并收集行李信息。

5 結語

本文基于城市航站樓與機場快線結合，實現行李處理系統全流程的設計。首先，提出合理的方法計算行李系統的處理能力，確保資源的高效利用。引入行李系數、高峰小時行李流量、每個集裝箱裝載行李數量、發車次數等參數，進行行李系統處理能力設計。然后，從功能需求方面著手分析，設計行李處理系統的具體流程，全線流程由城市航站樓端、基于軌道交通的機場快線端、機場航站樓端三部分組成，城市航站樓為前端，實現值機、安檢、開包、早到存儲、行李輸送；機場快線端配置專用行李車廂，由列車將行李運送到機場航站樓端；機場航站樓端實現行李卸載，從后臺接口進入機場航站樓行李處理系統。最后，完成行李自動分揀。同時，引入行李全程跟蹤系統、行李信息管理系統、智能移載機器人AMR輔助行李處理全流程實現信息化、自動化。

城市航站樓的行李處理系統是一套大型的集成系統，根據功能和需求不同，規劃設計將有所不同。隨著未來交通體系的發展，旅客對出行服務品質的要求不斷提升。新設備新技術是未來設計規劃的必然發展趨勢。后續研究將結合新技術和新設備對行李系統設計理論進行完善。