行李系统技术演变及未来系统设计

马海豹 向阳

摘 要：随着全球航空业的不断发展，机场的客流量也呈现不断增长的趋势。行李处理系统是机场处理旅客行李必不可少的一个重要环节。行李处理系统从诞生至今，其技术历经几个阶段的演变。从最初简单的传送带模式，到自动分拣技术的使用，再到高速小车系统的应用，到目前自主导航AGV技术的引入。其技术从一个简单的机械电气设备逐渐演化为一个高度自动化、信息化、智能化的系统。文章主要就机场行李系统技术演变及发展进行全面的论述和分析，并对行李系统的未来发展提出一些设计思路。

关键词：行李系统；输送机；分拣机；ICS；AGV

中图分类号：F562；V354文献标志码：ADOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2024.08.013

Abstract： With the continuous development of the global aviation industry， the passenger flow at airports is also showing a growing trend. The baggage handling system is an essential part of airport baggage handling for passengers. The baggage handling system has undergone several stages of technological evolution since its inception. The technology has evolved from simple conveyor belt modes to the use of automatic sorting technology， to the application of high-speed car systems， and now to the introduction of autonomous navigation AGV technology. Its technology has gradually evolved from a simple mechanical and electrical equipment to a highly automated， information-based， and intelligent system. This paper mainly provides a comprehensive discussion and analysis of the evolution and development of airport luggage system technology， and proposes some design ideas for the future development of luggage systems.

Key words： baggage system; conveyor; sorter; ICS; AGV

0    引    言

機场运行包括旅客流和行李流，旅客流需要机场航站楼的相关设施及航空器的安全及时起降来保障，而行李流需要行李系统的高效运行来保障。行李系统是处理将旅客托运行李运到飞机上和从飞机上将行李运到旅客手里的系统设备。由出发行李处理系统、到达行李提取系统及中转行李处理系统组成。一个高效、可靠的机场旅客行李处理系统显得尤为重要，其运行品质不仅关乎到民航安全的命题，更是与机场提供的服务质量息息相关。随着民航业的不断发展和科技的不断进步，行李系统的技术演变也经历几个阶段的变革，目前越来越先进及高集成度的行李自动分拣系统已运用于国内外及世界各大机场。

1    行李系统的技术演变

行李系统的演变到目前为止可分为四代，第一代为简单的传送带模式CI-T系统，第二代为自动行李分拣系统模式CI-S系统，第三代为高速小车分拣系统模式ICS系统，第四代为基于AGV技术的行李分拣系统模式AGV系统 ，目前第二代和第三代行李系统是市场主流的系统[1]。

1.1    第一代行李处理系统CI-T

第一代行李处理系统开始于20世纪七八十年代，是行李处理系统设备的初级阶段，系统主要由简单的值机输送机、安检机、传送输送机和行李转盘组成，通常也叫CI-T系统，即行李直通系统。其主要系统功能是把离港行李从值机岛输送到离港装运转盘及把到港行李放置在到港转盘上。其典型系统流程图如图1所示。

a.系统特点。

系统流程：简单，直线式流程，从值机、安检、输送到装运和到港。

行李流向：行李系统只具有简单输送功能，行李沿着固定路线被输送。

系统流量：系统处理的高峰行李量非常低，一般小于2 400件/h。

适用场景：适用支线机场或中小规模的机场。

主要优势：成本低，系统简单，维护方便。

b.技术特点。

值机技术：采用传统的值机输送机。

输送技术：采用传统的皮带输送机。

装载技术：采用行李装运转盘，有平转盘和斜转盘。

传感器技术：光电开关为主。

驱动技术：直启和软启控制。

控制技术：简单PLC控制，一般用小型PLC控制。

1.2    第二代行李系统CI-S

第二代行李系统开始于90年代，行李系统开始由简单的输送功能向自动化分拣的方向演进。系统主要由值机输送机、安检机、传送输送机、分拣机、皮带式早到存储和行李转盘组成，通常也叫CI-S系统，即行李分拣系统。其主要系统功能是把离港行李从值机岛输入经过自动分拣机分拣，输送到对应离港装运转盘。到港行李处理与第一代类似，直接放置到港转盘上或通过到港输送机输送到到港转盘上[2]。其典型系统流程图如图2所示。

a.系统特点。

系统流程：较复杂，包含值机、安检、分拣、存储、装运和到港。

行李流向：行李系统不但具有输送功能，还具有分拣路径选择和早到行李存储功能。

系统流量：系统处理的高峰小时行李量，一般在2 400～6 000件/h。

适用场景：使用于中大型规模的机场。

主要优势：处理流量高，全自动化分拣，早到存储，高冗余。

b.技术特点。

值机技术：采用传统值机输送机或自助值机SBD设备。

输送技术：采用传统的输送机。

分拣技术：采用全自动分拣机，目前主流为翻盘分拣机。

存储技术：采用输送带在线积放存储或存储柜存储。

装载技术：采用行李装运转盘，有平转盘和斜转盘。

传感器技术：光电开关，ATR读码器。

驱动技术：直启，软启和变频控制。

控制技术：输送机中大型PLC控制，分拣机工业PC控制，具有跟踪功能。

信息和网络技术：高层IT服务器，数据库，分拣和报表软件，双星型网络。

1.3    第三代行李系统ICS

第三代行李处理系统开始于2000年，行李处理系统由简单的自动分拣向高速输送和复杂的分拣方向演进，系统主要由值机输送机、安检机、传送输送机、高速小车输送机、行李托盘、货架式早到存储和行李转盘组成，通常也叫ICS或DCV系统[3]，即高速行李小车系统。其主要系统功能是把离港行李从值机岛输入经过装载输送机装入ICS托盘，ICS托盘经过高速输送到达分拣站进行倾翻，行李再进入传统输送机输送到对应离港装运转盘，空托盘继续回流到装载站。到港行李处理与第一代、第二代类似，可以直接放置于到港转盘上或通过到港输送机输送到到港转盘上，对于有卫星厅的航站楼，也可以由到港ICS系统将行李运送回主楼到港转盘[4]。其典型系统流程图如图3所示。

a.系统特点。

系统流程：很复杂，包含值机、安检、分拣、存储、装运、空托盘调度系统等。

行李流向：每个行李都装载在一个行李托盘上，行李全程跟踪，不但具有高速输送功能，还具有分拣和存储功能。

系统流量：系统处理的高峰行李量高，一般大于6 000件/h。

适用场景：大型、枢纽型、多航站楼规模的机场。

主要优势：高流量，高速输送，处理时间短，全流程跟踪，行李有效保护。

b.技术特点。

值机技术：采用传统值机输送机或自助值机SBD设备。

输送技术：传统输送机，高速ICS输送机，空托盘堆叠。

分拣技术：ICS托盘小车动态分拣。

存储技术：巷道式堆垛机或高密度穿梭车。

装载技术：采用行李装运转盘，有平转盘和斜转盘。

传感器技术：光电开关，ATR读码器，RFID读码器。

驱动技术：直启，软启和变频控制，立库伺服控制。

控制技术：输送机大型PLC控制，立库工业PC控制，具有跟踪功能。

信息和网络技术：高层IT服务器，数据库，分拣、空托盘调度、存储管理和报表软件，双星型网络。

1.4    第四代行李系统AGV

第四代行李处理系统开始于2010年前后，其主要特点是把AGV技术引入行李处理系统中，系统主要由值机输送机、AGV小车、安检机、传送输送机和行李转盘组成，通常也可应用AMR，即自主移动机器人。其主要系统功能是把离港行李从值机岛由值机输送机直接装载到AGV小车上，由AGV小车运送到指定的分拣站进行卸载，行李再进入传统输送机输送到对应离港装运转盘。到港行李处理与第一代、第二代类似，可以直接放置于到港转盘上或通过到港输送机输送到到港转盘上[5]。其典型系统流程图如图4所示。

a.系统特点。

系统流程：灵活、高效，包含值机、AGV输送和分拣、安檢、装运和到港。

行李流向：每个行李都装载在一个AGV小车上，全程跟踪，不但具有灵活的输送功能，还具有分拣功能。

系统流量：系统处理的行李量，一般小于1 200件/h，取决于AGV的数量。

适用场景：中小型规模的机场或大型机场的VIP值机岛。

主要优势：建设周期短，系统灵活具有柔性。

b.技术特点。

值机技术：AGV值机输送机。

输送技术：AGV机器人。

分拣技术：AGV机器人。

装载技术：行李装运转盘，有平转盘和斜转盘。

传感器技术：光电开关，ATR读码器，激光导航。

驱动技术：直启，软启和变频控制，AGV伺服控制。

控制技术：输送部分中型PLC控制，AGV工业PC或板卡控制，具有跟踪功能。

信息和网络技术：高层IT服务器，数据库，AGV调度和报表软件，双星型网络。

2    未来行李系统的设计

随着航空旅客的逐年增加，对行李系统的稳定性、可靠性、处理流量和效率提出更高的要求。虽然目前的行李系统自动化程度已经很高了，但上下游环节仍需不少的操作人员人工处理，而劳动力将越来越紧缺。行李系统的智能化、数字化能力也尚没有发挥潜力。

未来的行李处理系统将与工业4.0的技术发展保持一致。将更多地利用物联网（IoT）、云计算、机器人、自动驾驶和人工智能（AI）等先进技术。未来的行李处理系统必将是一个高度自动化、智能化、无人化和数字化的系统。行李处理系统将成为一个具有自适应性能力的智能实体。通过系统、流程、机器人、自动驾驶的无缝集成，人工任务被最小化，机器被授权做出基于数据的实时决策。通过整合机器人技术和自动驾驶技术，将以前依赖体力劳动的任务自动化，并将行李处理的效率、可靠性和准确性提升到新的水平[6]。

未来行李系统将由远程自主值机、AGV系统、ICS系统、货架式早到存储、机器人装载和卸载、ULD自主导航叉车、自动驾驶行李拖车和中央控制软件组成。

参考文献：

[1] 张普睿．浅谈行李系统的演变[J]．城市建设理论研究：电子版，2012（35）：1-3.

[2] 谢华．民航机场行李分拣系统的技术与应用[J]．电子技术与软件工程，2018（22）：116.

[3] 曾学，姚正亚，张文明．基于托盘的机场行李处理系统研究[J]．科技创新与生产力，2018（5）：100-102，105.

[4] 吕亮霞，王捷．民航机场高速行李托盘处理系统研究[J]．中国储运，2022（5）：116-117.

[5] 李哲青．浅谈智能AGV技术在机场行李分拣中的应用[J]．科学与信息化，2019（27）：3，7.

[6] 邹刚，刘志洋，李阳．机场智能无人行李输送系统的仿真和分析[J]．中国储运，2022（7）：90-92.