一种行李自动分拣系统解决方案在民航机场的应用

1 引言 随着国内航空市场的快速发展、机场进出港旅客数量的不断增加，机场信息系统对计算机自动化和集成的要求越来越高，运输系统对旅客行李分拣系统的处理能力也提出了越来越高的要求，越来越多的机场开始使用行李自动分拣系统。机场旅客行李自动分拣系统是一套面向大中型机场，对旅客行李进行集中统一的传送、分拣与处理的一套自动化系统，集计算机、工业控制网络、PLC及电气控制技术于一体，有快速、高效、集成度高等优点，具有广阔的应用前景。先进的自动分拣技术以前一直由国外发达国家掌握，目前我国各大机场使用的行李自动分拣系统大部分都是引进国外的成套系统，虽然性能不错，但是价格昂贵。近年来国内也有单位正在投入力量积极研发具有自主知识产权的行李自动分拣系统解决方案，本文介绍一种由国外开发的行李自动分拣系统在某机场的应用。 2 行李自动分拣系统介绍 2.1 控制系统结构 行李分拣系统（BHS）控制离港和到港两部分系统设备，,采用信息网、控制网和远程I/O链路三级控制结构。两台离港上位控制机采用WINDOWS NT4.0操作系统和INTOUCH 7.0工业组态软件，互为热备，配置双网卡，除与机场计算机集成系统（SI）以及计算机离港控制系统（DCS）构成以太网外，还与下位主控制器PLC构成以太网。PLC选用 A-B公司的两台大型处理器PLC-5/80，互为热备。 PLC-5/80不仅具有丰富的逻辑处理能力，并具有非常强大的数据处理能力。系统结构如图1所示。 2.2 自动分拣原理 行李自动分拣系统（BHS）必须和机场计算机集成系统（SI）以及计算机离港控制系统（DCS）进行实时的数据交换，并把获得的数据发送给下位PLC-5/80进行处理。网络拓扑结构如图2。 PLC-5/80必须获取以下三种数据信息： A． 航班信息。此信息由行李分拣系统上位机从机场计算机集成系统的航班数据库读取，并转发给下位PLC。航班信息包含的内容有：航班号、目的地代码、值机开始时间、值机结束时间、起飞时间。 B． BSM报文（Baggage Source Message）。旅客在办理行李交运时，由值机计算机生成。民航总局的报文主机采集此信息，发送到机场计算机离港系统，然后通过行李分拣系统的报文接口机发送给行李分拣上位控制机，上位控制机将报文通过内部LAN传递给PLC 。行李报文包含有航班号、 目的地代码、流水号、行李件数等信息.。 C． 行李条码信息。行李条码包含行李流水号，旅客在办理行李交运时，由值机计算机生成，并被打印成条型码标签贴在旅客交运的行李上。当行李通过扫描站时，条型码信息被读码器自动扫描，并传递给PLC 。 要实现自动分拣，PLC必须对得到的数据信息进行两次比较。首先，PLC将行李条码信息和报文信息进行逐一比较，如果行李条码信息和报文信息中有相同的行李流水号，就判定此条码和报文属于同一行李的信息（条码信息包含有行李流水号，报文中包含有行李流水号和航班号信息）；然后，报文信息和PLC中的航班分配表中的航班进行逐一比较，如果两者相应的信息段相同(航班号,目的地代码)，就会判定贴有此条码标签的行李属于该航班。数据流程如图3所示。 2.3 InTouch7.0组态软件 InTouch是本系统中所有信息交互的中枢，航班信息和报文信息都是通过InTouch发送给下位控制机PLC的。InTouch是由wonderware公司开发的面向工业控制的人—机对话界面（HMI）开发工具，提供了组态环境WindowMaker和运行环境WindowViewer。在组态环境下定制系统，进行数据库组态，画面组态，定义系统的数据采集和控制任务。在运行环境中通过执行 InTouch QuickScripts来实施这些任务，进行报警和行历史数据的记录和报告，并将数据实时传输给本站的其它任务和网上其它工作站。InTouch7.0支持动态数据交换(DDE)，能够用作 DDE 和 SuiteLink 通讯协议的客户和服务器。通过DDE和SuiteLink，InTouch7.0能与其他 Windows 程序、Wonderware I/O 服务器和第三方 I/O 服务器程序实现通讯。本系统使用Wonderware的以太网（EtherNet）通讯协议服务器ABTCP，实现INTOUCH与下位PLC通讯。 与DDE命名规则一致，InTouch通过一个三部分命名约定来标志在I/O服务器程序中的数据元素，包括VIEW(应用程序名)，TAGNAME(主题名）和ActualTagname （项目名）。为了从另一个应用程序中得到数据，客户机程序(InTouch)通过指定这三项打开到服务器程序的一个通道。此外，它必须知道提供该数据值的应用程序名，应用程序中包含该数据值的主题名和项目名。当另一Windows应用程序从InTouch中请求一个数据值时，它也必须知道这三个I/O地址项。I/O类型标记名必须与一个访问名相联系，访问名包含了用来与其他I/O数据源通讯的信息，这些信息包括节点名，应用程序名和主题名。 3． 信息接口 3.1 航班信息接口 机场计算机集成系统（SI）的航班数据库SYBASE根据航班计划预先录入整日的航班信息。SYBASE是客户/服务器体系结构的数据库管理系统，装有SYBASE客户端软件的行李分拣系统上位控制机，从SYBASE航班数据库调用航班信息，并按照值机开始时间的先后次序给航班排序。滑槽资源是有限的，行李分拣系统总是为在当前一段时间内最先值机的航班分配行李滑槽，当有航班值机结束，删除该航班，调入新的航班。这就要求从航班数据库读出的航班信息必须经过处理才能为行李分拣系统使用。InTouch的数据处理能力有限，本系统采用EXCEL通过ODBC访问SYBASE，并把读到的航班信息做数据处理，再根据滑槽资源情况，定制滑槽分配表，建立滑槽与航班的一一对应关系。InTouch通过DDE方式从EXCEL中读入滑槽分配表，再通过以太网I/O服务器ABTCP，把滑槽分配表发送给下位的PLC-5/80数据库。这样，在下位PLC就建立了航班和行李滑槽一一对应的关系。PLC通过接收另外两个信息：行李条码和报文来确定行李属于哪个航班。这样，确定了行李的航班号，也就确定了该行李的滑槽号。 3.2 BSM报文信息接口 本系统设有专用的报文接口机与机场离港系统相连，从民航总局的报文主机实时接收行李报文并转发给行李分拣系统上位机。接口软件采用中国航信的机场行李处理系统接口软件--通用行李接口软件，该软件采用的Socket接口是TCP/IP网络的应用程序接口，通信连接速度快、数据传输实时，有操作简捷、功能丰富、界面友好等优点。 3.3 行李条码信息接口 本系统采用Metrologic公司的LS8500全息条码扫描器对行李条码进行识读，该扫描器集光学扫描系统、信号整形电路、译码电路三部分于一体，采用RS-232方式与扫描接口模块相连。扫描接口选用A-B公司的2760-RB柔性接口模块，安装在A-B 1771远程I/O机架RACK17和RACK20中，通过远程I/O适配器1771-ASB连入PLC-5/80的远程I/O链路。 PLC获取了以上3种数据信息，通过定制滑槽分配表，确定了滑槽与航班的对应关系；通过比较数据，确定了行李的航班号。这样，就确定了行李与滑槽的对应关系。然后，采用虚拟窗口技术的PLC编程方法，来确定每个滑槽的位置，并实时跟踪传送带上的行李位置，使行李准确的找到对应的滑槽。 4．结束语 旅客行李自动分拣系统在实际应用中，故障率低，处理速度快，显著地改善了机场的运营、服务水平，发挥了很好的经济效益和社会效益。首先，行李的自动传输与分拣可以提高工作效率、减轻劳动强度、减少甚至杜绝差错。第二，该系统同离港系统配合可以实现开放式柜台办票，即旅客可在其航班截止办票之前的任何时间在任意柜台办理值机手续，在方便旅客之余有效降低高峰时间的业务流量。第三，该系统所采集的行李数据实现了物流与信息流的有机结合，是机场信息化管理的基础，同时支持机场间的数据共享，以提供行李的跟踪查询等增值服务。 但系统在设计上也有不足之处，我们进行了一系列技术改造，如上位机升级、节能和扫描器电源断电等，特别是进出港控制系统分离和增加PanelView应急操作终端的改造，很大程度上提高了系统稳定性和应急处理能力。改造后的控制结构图如图4。另外，因为航班数据库在后台，当行李分拣系统上位机重新启动后，滑槽会重新分配，造成行李混乱现象。如果改造航班数据库为前台数据库，上位机重启后会保持之前滑槽分配表的数据不变。此外，滑槽是按航班目的地分配的，当一个航班有多个目的地时，会占用多个滑槽，如果滑槽资源不够，正在值机又没有滑槽的航班行李会因为无滑槽而大量弃包。改变滑槽分配规则，使多目的地航班占用一个滑槽，可以改善这一状况，降低行李的弃包比率。因此，以上两点将是系统下一步技术改造的课题。