1 引言

隨著國內(nèi)航空市場的快速發(fā)展、機場進(jìn)出港旅客數(shù)量的不斷增加，機場信息系統(tǒng)對計算機自動化和集成的要求越來越高，運輸系統(tǒng)對旅客行李分揀系統(tǒng)的處理能力也提出了越來越高的要求，越來越多的機場開始使用行李自動分揀系統(tǒng)。機場旅客行李自動分揀系統(tǒng)是一套面向大中型機場，對旅客行李進(jìn)行集中統(tǒng)一的傳送、分揀與處理的一套自動化系統(tǒng)，集計算機、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，具有廣闊的應(yīng)用前景。先進(jìn)的自動分揀技術(shù)以前一直由國外發(fā)達(dá)國家掌握，目前我國各大機場使用的行李自動分揀系統(tǒng)大部分都是引進(jìn)國外的成套系統(tǒng)，雖然性能不錯，但是價格昂貴。近年來國內(nèi)也有單位正在投入力量積極研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的行李自動分揀系統(tǒng)解決方案，本文介紹一種由國外開發(fā)的行李自動分揀系統(tǒng)在某機場的應(yīng)用。

2 行李自動分揀系統(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鏈路三級控制結(jié)構(gòu)。兩臺離港上位控制機采用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，除與機場計算機集成系統(tǒng)(SI)以及計算機離港控制系統(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 自動分揀原理

行李自動分揀系統(tǒng)(BHS)必須和機場計算機集成系統(tǒng)(SI)以及計算機離港控制系統(tǒng)(DCS)進(jìn)行實時的數(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)上位機從機場計算機集成系統(tǒng)的航班數(shù)據(jù)庫讀取，并轉(zhuǎn)發(fā)給下位PLC。航班信息包含的內(nèi)容有：航班號、目的地代碼、值機開始時間、值機結(jié)束時間、起飛時間。

B. BSM報文(Baggage Source Message)。旅客在辦理行李交運時，由值機計算機生成。民航總局的報文主機采集此信息，發(fā)送到機場計算機離港系統(tǒng)，然后通過行李分揀系統(tǒng)的報文接口機發(fā)送給行李分揀上位控制機，上位控制機將報文通過內(nèi)部LAN傳遞給PLC 。行李報文包含有航班號、 目的地代碼、流水號、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，旅客在辦理行李交運時，由值機計算機生成，并被打印成條型碼標(biāo)簽貼在旅客交運的行李上。當(dāng)行李通過掃描站時，條型碼信息被讀碼器自動掃描，并傳遞給PLC 。

要實現(xiàn)自動分揀，PLC必須對得到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行兩次比較。首先，PLC將行李條碼信息和報文信息進(jìn)行逐一比較，如果行李條碼信息和報文信息中有相同的行李流水號，就判定此條碼和報文屬于同一行李的信息(條碼信息包含有行李流水號，報文中包含有行李流水號和航班號信息);然后，報文信息和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,目的地代碼)，就會判定貼有此條碼標(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，航班信息和報文信息都是通過InTouch發(fā)送給下位控制機PLC的。InTouch是由wonderware公司開發(fā)的面向工業(yè)控制的人—機對話界面(HMI)開發(fā)工具，提供了組態(tài)環(huán)境WindowMaker和運行環(huán)境WindowViewer。在組態(tài)環(huán)境下定制系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫組態(tài)，畫面組態(tài)，定義系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和控制任務(wù)。在運行環(huán)境中通過執(zhí)行 InTouch QuickScripts來實施這些任務(wù)，進(jìn)行報警和行歷史數(shù)據(jù)的記錄和報告，并將數(shù)據(jù)實時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，實現(xiàn)INTOUCH與下位PLC通訊。

與DDE命名規(guī)則一致，InTouch通過一個三部分命名約定來標(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 (項目名)。為了從另一個應(yīng)用程序中得到數(shù)據(jù)，客戶機程序(InTouch)通過指定這三項打開到服務(wù)器程序的一個通道。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)值的主題名和項目名。當(dāng)另一Windows應(yīng)用程序從InTouch中請求一個數(shù)據(jù)值時，它也必須知道這三個I/O地址項。I/O類型標(biāo)記名必須與一個訪問名相聯(lián)系，訪問名包含了用來與其他I/O數(shù)據(jù)源通訊的信息，這些信息包括節(jié)點名，應(yīng)用程序名和主題名。

3. 信息接口

3.1 航班信息接口

機場計算機集成系統(tǒng)(SI)的航班數(shù)據(jù)庫SYBASE根據(jù)航班計劃預(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，從SYBASE航班數(shù)據(jù)庫調(diào)用航班信息，并按照值機開始時間的先后次序給航班排序。滑槽資源是有限的，行李分揀系統(tǒng)總是為在當(dāng)前一段時間內(nèi)最先值機的航班分配行李滑槽，當(dāng)有航班值機結(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)庫讀出的航班信息必須經(jīng)過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ODBC訪問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應(yīng)關(guān)系。InTouch通過DDE方式從EXCEL中讀入滑槽分配表，再通過以太網(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。這樣，在下位PLC就建立了航班和行李滑槽一一對應(yīng)的關(guān)系。PLC通過接收另外兩個信息：行李條碼和報文來確定行李屬于哪個航班。這樣，確定了行李的航班號，也就確定了該行李的滑槽號。

3.2 BSM報文信息接口

本系統(tǒng)設(shè)有專用的報文接口機與機場離港系統(tǒng)相連，從民航總局的報文主機實時接收行李報文并轉(zhuǎn)發(fā)給行李分揀系統(tǒng)上位機。接口軟件采用中國航信的機場行李處理系統(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)傳輸實時，有操作簡捷、功能豐富、界面友好等優(yōu)點。

3.3 行李條碼信息接口

本系統(tǒng)采用Metrologic公司的LS8500全息條碼掃描器對行李條碼進(jìn)行識讀，該掃描器集光學(xué)掃描系統(tǒng)、信號整形電路、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機架RACK17和RACK20中，通過遠(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，通過定制滑槽分配表，確定了滑槽與航班的對應(yīng)關(guān)系;通過比較數(shù)據(jù)，確定了行李的航班號。這樣，就確定了行李與滑槽的對應(yīng)關(guān)系。然后，采用虛擬窗口技術(shù)的PLC編程方法，來確定每個滑槽的位置，并實時跟蹤傳送帶上的行李位置，使行李準(zhǔn)確的找到對應(yīng)的滑槽。

4.結(jié)束語

旅客行李自動分揀系統(tǒng)在實際應(yīng)用中，故障率低，處理速度快，顯著地改善了機場的運營、服務(wù)水平，發(fā)揮了很好的經(jīng)濟效益和社會效益。首先，行李的自動傳輸與分揀可以提高工作效率、減輕勞動強度、減少甚至杜絕差錯。第二，該系統(tǒng)同離港系統(tǒng)配合可以實現(xiàn)開放式柜臺辦票，即旅客可在其航班截止辦票之前的任何時間在任意柜臺辦理值機手續(xù)，在方便旅客之余有效降低高峰時間的業(yè)務(wù)流量。第三，該系統(tǒng)所采集的行李數(shù)據(jù)實現(xiàn)了物流與信息流的有機結(jié)合，是機場信息化管理的基礎(chǔ)，同時支持機場間的數(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，如上位機升級、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，因為航班數(shù)據(jù)庫在后臺，當(dāng)行李分揀系統(tǒng)上位機重新啟動后，滑槽會重新分配，造成行李混亂現(xiàn)象。如果改造航班數(shù)據(jù)庫為前臺數(shù)據(jù)庫，上位機重啟后會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)一個航班有多個目的地時，會占用多個滑槽，如果滑槽資源不夠，正在值機又沒有滑槽的航班行李會因為無滑槽而大量棄包。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，以上兩點將是系統(tǒng)下一步技術(shù)改造的課題。