影响机场航站楼行李处理系统分拣方式的因素及翻盘分拣机案例分析

李凌波 王 捷 赵 新

中国中元国际工程有限公司 北京 100089

0 引言

机场航站楼行李处理系统是航站楼建设的核心部分之一，贯穿于航站楼内的主要流程节点，故行李处理系统的设计尤为重要。在行李处理系统中，行李分拣系统又是其中的关键部分，通过对行李信息的跟踪和控制，将值机岛的离港行李按航班及时段分拣到各自的离港设备。此外，行李分拣系统还可对中转行李以及早到行李进行处理，将其分拣到各自的位置。

行李分拣系统的设计受多种因素条件的影响，因此在设计行李分拣系统方案时，需以机场的定位及其自身特点、旅客吞吐量、国内/国际旅客分配比例、中转旅客量等其他重要参数作为设计依据，同时着重考虑系统投资和使用方便性等因素，并结合土建条件进行设计。

自动分拣系统具有高效、准确、及时等优势。对于国内中大型机场以及枢纽型机场，需采用自动行李分拣系统以应对大量的离港及中转行李流量。翻盘分拣系统作为一种应用成熟的技术，可用于处理标准尺寸范围内的托运行李，其高速行李分拣能力可应对大量的行李运营吞吐量；同时，其灵活性和扩展性有助于提高行李处理效率。不仅适用于新建航站楼的机场，也适用于旧航站楼改造的机场项目中，翻盘分拣机采用灵活的布局设计，以确保充分利用行李大厅空间。

本文通过引入国内某机场航站楼的案例，对通过翻盘分拣机进行自动分拣的方案进行说明介绍。

1 行李处理系统分拣模式

如图1所示，行李处理系统分拣模式主要有直通模式、自动分拣模式、直通+自动分拣复合模式。

图1 行李处理系统分拣模式

1.1 直通模式

直通模式也称为直通转盘模式，在该模式下行李在离港值机柜台交运后进行安检，安全行李通过行李输送线直接运送至离港转盘。直通转盘模式的分拣模式常见于非公共值机柜台值机，由于行李直接从值机岛运送至对应的离港转盘，因此，值机柜台除了能办理本航班值机托运手续之外，不可办理其他任何航班值机托运业务。直通模式的应急备份方式为同一值机岛2条输送线互相备份。

该分拣模式虽然系统稳定、可靠、结构简单、使用方便、投资及维护费用低，但是无法实现开放式值机，柜台资源配置效率低，无法对中转及早到行李进行自动分拣。故该分拣模式仅适用于中小型机场、非枢纽型机场。

1.2 自动分拣模式

在自动分拣模式中，行李在离港值机柜台交运后进行安检，安全的行李通过行李输送线运送至分拣设备进行分拣，经过分拣后的行李被送至离港设备。系统采用分拣机进行全自动分拣，分拣机末端可采用滑槽、转盘或输送线的形式，每个滑槽、离港转盘或输送线对应一个航班。自动分拣模式下，行李由分拣机直接分拣至对应的航班，分拣过程不需人为干预，运营部门仅需按照航班信息分配滑槽，并在相应滑槽布置人力进行行李的人工装载即可。常见自动分拣模式下的应急备份方式为采用双分拣机进行互相备份。

该分拣模式分拣效率高、运行可靠；柜台资源利用率及灵活性高，可实现开放式值机；同时可实现中转行李以及早到行李的自动分拣，并能满足大量的中转旅客量；但设备集成度高、系统控制复杂、投资高。故该分拣模式仅适用于中大型机场、枢纽型机场。

1.3 直通+自动分拣复合模式

在直通+自动分拣模式中，系统既可通过分拣机进行自动分拣，也可直接输送至离港转盘。在实际运营中，机场可根据当前的运营情况，灵活选择每条始发线行李的处理方式(二选一)，2种处理方式均可独立运行，且互为备份。

进入自动分拣路径的离港行李到达行李房后，经由分流器送至分拣机，由分拣机分拣至指定离港设备；在自动分拣的运营模式下，行李系统可实现柜台的公共值机功能。该模式适用于基地航空公司及其联盟、机场代理航空公司。

进入人工分拣路径的离港行李，到达行李房后，经由分流器直接送至对应的离港设备。该模式适用于不需要公共值机的中小航空公司。

该分拣模式分拣效率高、运行可靠；柜台资源利用率及灵活性高，可实现开放式值机；同时可实现中转行李以及早到行李的自动分拣。但在该模式下分拣机整体利用率较低，不能将分拣机的作用充分发挥出来；在航班旺季旅客量剧增或者中转旅客量剧增的情境下，可能会对整个分拣系统造成压力。故该分拣模式仅适用于中大型机场、非枢纽型机场。

2 翻盘分拣系统介绍

翻盘分拣机是一种常见的分拣机，遵循集中循环分拣的分拣原则。行李主要通过传统的带式输送机运输到分拣区并导入分拣转盘，行李在木制或塑料托盘上运输，各个托盘通过链条连接，并在封闭系统进行循环。翻盘分拣机可实现高分拣性并可向大量输送目的地运输。

2.1 系统结构

翻盘分拣机系统包括：引导轨道、托架、倾翻装置、托盘、导入口、导出口、分拣控制器。分拣机机架配备线性同步电机，用于驱动小车和各种配电设备。配电系统包括：控制系统、导入系统、导出系统供电以及监控设备供电。

2.2 工作原理

当行李处于传送状态下，托盘始终保持自锁并位于水平位置；当行李进行分拣时，托盘解锁并翻转至倾倒位置，在完成行李倾倒作业后，托盘复位恢复水平位置。翻盘分拣机的传送速度最快可达到3 m/s，正常情况下的运行速度为1 ～3 m/s，读码装置设置在运行轨道上方，通过识别行李在托盘上的位置可单独控制托盘的倾翻动作，确保将行李更加精确地分拣到正确的目的地，从而降低误拣率和卡包的情况，改善系统运营。如图2所示为翻盘分拣机速度矢量三角形。

图2 翻盘分拣机速度矢量三角形[3]

式中：α为导入口与分拣机的装载角度，Vi为导入口交叉带的传送速度，Vs为翻盘分拣机正常运行下的传送速度，Vc为在分拣机运行方向上测量的行李相对速度。

2.3 分拣流程

行李标签可在送入分拣机之前手动扫描，或在分拣机之前或之上通过扫描系统进行自动扫描，以确定分拣目的地。在分拣机上进行扫描，扫描的信息可保存到扫描系统。但在分拣机上无法进行360°扫描，将导致未识别率增加。且无法自动读取行李标签的行李将被分拣至人工读码站，在人工读码站进行人工手动扫描，或进行人工手动输入分拣目的地，如有必要或重新打印新的行李标签。

2.4 翻盘分拣机设计

在翻盘分拣机的设计包括：分拣机的导入系统（导入口的角度、数量、位置）；分拣机下游形式（末端设备形式、数量、位置）；分拣机的速度（分拣机的运行速度由上游行李流量确定）；分拣机的长度及曲线半径（与建筑空间条件有关）；分拣机的水平变化，如：直线、曲线、上升、下降（与建筑空间条件有关）；根据不同机场航站楼的行李吞吐量及土建条件，分拣机可设计为单环、双环、多环，参考空间大小及净高可上下布局、左右布局以及内外环布局。

2.5 翻盘分拣机的优缺点

分拣技术需针对每个机场的实际情况以及功能需求进行选择和设计，没有通用的标准。各个分拣技术的优缺点也需根据具体情况相互权衡，旨在可用性、可靠性等方面最终完成总体规划。

目前，应用于机场行李分拣系统主要分为：传统带式传输系统、翻盘分拣系统、高速小车系统。传统带式传输系统主要应用于直通模式的分拣方式；翻盘分拣系统以及高速小车系统则一般应用于自动分拣模式以及直通+自动分拣复合模式。

作为一种典型的自动行李分拣系统，翻盘分拣机能够处理各种形状和大小的行李，其高分拣能力足以应对增加的乘客人数和运营行李吞吐量。同时，其灵活性和扩展能力有助于提高行李处理效率，且无需进行大量投资。在需要新建航站楼的机场，倾斜托盘系统将采用灵活的布局设计，以确保行李大厅空间得到充分利用。

翻盘分拣机的优点主要包括：具有高传送能力；具备高分拣能力及高分拣精确性；便于对行李进行安全追踪；具有优化的导入系统以及不限数量的分拣目的地；新增导入口仅需较小的改造；维护率和噪音较低；性价比较高；不仅适用于新建的机场航站楼，同时可优化集成到现有建筑条件中。

翻盘分拣机的缺点主要包括：翻盘分拣机仅具有分拣的功能，不具备远距离输送功能，且进行装载和卸载作业需要接口；与早到系统兼容设计较难；行李最大尺寸受托盘尺寸限制；行李滑落会导致系统故障；行李长带可能导致卡包；局部故障会导致整个分拣系统中断。

3 行李处理系统案例分析

以国内某机场新建航站楼为例，分析行李处理系统的具体应用，并说明在设计分拣系统的过程中需要考虑的因素。

3.1 系统功能需求分析

该机场位于我国华北经济欠发达地区，定位为国内重要的干线机场、区域型枢纽机场，需满足国内、国际旅客的出行需求。该机场航站楼建设目标年为2030年，面积约26万m2；设计年旅客吞吐量为2 800万人次，其中国内年旅客吞吐量为2 500万人次，国际年旅客吞吐量为300万人次；高峰每小时飞机起降架次为70架次，其中国内航班60架次，国际10架次；高峰每小时旅客人数为8 400人次，其中国内高峰小时旅客人数为7 500人次，国际为900人次。

如图3所示，为该机场航站楼行李处理系统总平面布局图。该航站楼行李处理系统接受离港、到港、中转的行李。行李处理系统的基本组成包括：始发行李处理系统、到港行李处理系统、中转行李处理系统、行李分拣系统、早到行李储存系统、大件行李处理系统、空筐返回系统、交运行李安全检查系统、应急备份系统、信息控制系统、自助值机系统。

图3 国内某机场航站楼行李处理系统总平面布局图

3.2 分拣模式分析

2 800万人次的年旅客吞吐量将给航站楼带来大量的行李流量，高峰小时行李流量为6 000件，其中，国内高峰小时行李流量为5 000件，国际高峰小时行李流量为1 000件。为提高行李处理的效率、保证航班正常必须为其配置自动行李分拣系统。直通式分拣效率低，无法对早到及中转行李进行自动分拣，不适用于该项目中。

参考土建专业提供的建筑条件，行李房位于F1层与F3层之间，扣除结构高度（楼板和梁的高度）及管线的后行李房内留给行李的净高只有约6.5 m，若采用2套翻盘分拣机的全自动分拣模式，净空高度不能将分拣机上下布置与内外环布置，只能左右布置，不能实现相互备份的功能，故不推荐2套分拣机的方案。

考虑到该机场位于华北经济欠发达地区，虽然定位为区域枢纽型机场，但前期调研发现中转旅客数量并不多，经多方研讨以及对不同机场分析比较分拣方案，根据现有条件，选择直通+自动分拣的复合分拣模式。

分拣设备考虑翻盘分拣机与DCV系统（目的地编码小车系统和双带式高速托盘输送系统称为DCV系统）。DCV系统是行李系统发展的新技术，适用于远距离输送机的行李分拣，但航站楼内部建筑条件有限，很难体现出其高速的特性，且投资远高出预算40%，后期维护成本较高、性价比较低，故不推荐DCV方案。

最终，在该项目中选择自动分拣+直通的分拣模式，翻盘分拣机作为分拣设备。在现有条件下，翻盘分拣系统处理能力、处理时间有优势；维护费用较低、维护难度较小、对于人员的技能要求较低；对建筑空间、面积的要求较少；在满足功能需求的情况下，性价比较高。

3.3 行李处理系统流程

在新建航站楼主楼内，行李系统位于航站楼L1～L3层，行李处理系统分布于新建航站楼的各层功能为：国内、国际出发值机大厅位于L3层，行李分拣大厅位于以及国内、国际进港提取大厅位于L1层、L2层为行李输送夹层。

3.3.1 始发行李处理系统

始发行李处理系统用于处理离港旅客的交运行李，该系统由：值机岛、输送线、水平分流器、离港转盘、离港滑槽、翻盘分拣系统等组成，起点为值机岛柜台，终点为离港转盘。在值机岛交运的始发行李通过输送机进行输送。在值机办票区域，始发输送线穿越楼板进入到L3层楼板下的设备夹层。每个值机岛的2条输送线间相互备份，以降低设备发生故障时对行李处理系统的影响。在该航站楼方案中，国际行李从离港值机柜台直接输送到离港转盘对应2个离港转盘；国内行李从离港值机柜台到离港转盘，对应12个离港转盘，有2条路径，行李输送路径可由运营部门根据实际情况自主选择，2条路径独立运行，互为备份。超标准尺寸行李由大件行李处理系统处理。

1）直通路径 行李从柜台直接输送至离港转盘，不经过翻盘分拣机分拣；

2）自动分拣路径 行李从柜台经由带式输送机系统和翻盘分拣机到达离港转盘。

3.3.2 行李分拣系统

行李分拣系统位于L1层行李大厅，国内为自动+直通的分拣方式，国际为直通分拣。共配置1套翻盘式分拣机、11条导入线以及13个分拣出口。行李分拣系统处理对象为：始发行李、中转行李以及早到行李。分拣机可将行李分拣到出港转盘、早到储存系统和人工编码站。自动分拣模式下，配置RFID自动识别装置，RFID无法识别的行李进入人工编码站识别。人工编码站也无法处理的行李，分拣至垃圾转盘。

国内始发行李采用自动+直通的分拣方式处理，自动分拣路径与直通分拣路径为2条相对独立的路径，可以根据运营需求灵活切换，2条路径互为备份。国际始发行李采用直通分拣的方式处理，2条直通路径互为备份。直接中转行李经X光安检机检查合格后，由中转行李输送线送至托盘分拣机自动分拣至各个装卸位置。中转再值机行李经人工处理至各个装卸位置。早到行李经系统识别后，由托盘分拣机将其送至早到行李储存系统存储。如图4所示，为直通与自动分拣路径间的应急备份功能。

图4 直通与自动分拣路径间应急备份示意图

3.3.3 早到行李储存系统

该方案为国内系统设置了早到行李储存系统。系统根据运营需求，可接收中转早到行李，也可接收始发早到行李。受建筑条件限制及节约投资的考虑，在该方案中，早到行李存储系统采用在线式存储方案，而非采用立库式存储方式。早到行李经系统识别后，由托盘分拣机将其送至早到行李储存系统，按所属航班时间或航班号进行储存；当所属航班开放后，行李将自动再次送至托盘分拣机，由翻盘分拣机自动分拣到各个装卸位置。

3.3.4 大件行李处理系统

由于行李处理系统设备本身的限制，如果将大件行李与标准行李共同进行输送、安检、分拣等等，将会大大加剧设备的投资和运营维护成本，故大件行李将单独处理。大件行李处理系统包括：始发大件行李处理、到港大件行李处理、中转大件行李处理。

3.3.5 自助值机系统

本方案采用在传统值机柜台间加装行李自助交运系统的方式，传统值机与自助交运系统可独立运行。自助交运系统需得到离港系统支持。选择人工值机、自助值机兼备的自助交运系统是考虑系统的灵活性，当机场处于离港高峰、资源不足时，可将自助交运系统切换为传统人工值机柜台使用；而当自助行李交运方式被更多旅客接受时，也可将更多传统值机柜台改为自助交运系统。

4 结语

行李处理系统是航站楼建设的核心部分之一，行李处理系统设计要满足各类旅客的行李处理需求，在满足功能要求的前提下，尽最大可能简化行李流程，选择性价比高的方案和设备，尽可能节省建设投资和运营费用。行李分拣系统作为行李处理系统设计的关键，在方案规划过程中，要结合多种因素条件进行设计，需以机场的定位及其自身特点、旅客吞吐量、国内、国际旅客分配比例、中转旅客量等其他重要参数作为设计依据，同时着重考虑系统投资和使用方便性等因素，并结合土建条件进行设计。对于2 000万旅客吞吐量的国内大中型机场或者枢纽型机场需采用自动行李分拣系统来处理大量的行李流量，并根据航站楼内部的土建条件以及投资概算选择符合近远期规划且性价比最高的系统设备。