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應(yīng)用設(shè)計

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首都機場T3航站樓行李處理系統(tǒng)

首都機場T3航站樓行李處理系統(tǒng)

巨龍般的建筑物——T3航站樓,擁有世界上最先進(jìn)的行李處理系統(tǒng)(BHS):每小時19,200件行李的處理量,總長68公里的輸送帶,40公里/小時的高速系統(tǒng),能迅速行李將傳輸?shù)綑C場四處。建造這個價值20億元的尖端行李系統(tǒng),卻僅用了兩年半的時間。承接這個項目的西門子實施團(tuán)隊,將每個參與者的精力都發(fā)揮到極限……

隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展,北京首都機場原有的兩個航站樓已經(jīng)難以滿足客流量的需求。預(yù)計到2015年,首都機場的旅客年吞吐量將增到6,000萬人次。為了適應(yīng)經(jīng)濟的發(fā)展,奧運會的成功舉辦,北京必須新建一座航站樓。在此背景下,一座巨龍般的建筑為巨龍經(jīng)濟而打造。作為世界上最龐大的單體航站樓,到底是什么構(gòu)成了她的血脈呢?“毫不夸張的說,T3航站樓的行李處理系統(tǒng),比建筑本身更像是工程奇跡,它絕對是世界上最尖端的行李運輸系統(tǒng)之一?!蔽鏖T子工業(yè)系統(tǒng)及技術(shù)服務(wù)集團(tuán)機場物流部項目總監(jiān)Jeff Martin先生如是說。

表1:世界主要大型機場規(guī)模對比

現(xiàn)在北京已經(jīng)完成了無法想象的工程——世界最大的機場單體建筑----T3航站樓。擁有175座電扶梯、437座電動走道和445臺電梯,七個樓層的T3航站是世界上最大的室內(nèi)公共空間。它驚人的屋頂活像龍的鱗片,在巨龍的肚子里,則有史上最先進(jìn)的行李處理系統(tǒng)(Baggage Handling System - BHS),它同時捕捉了中國過去和未來的榮耀,與世界上任何大型機場相比,它的規(guī)模都是首屈一指的。例如,英國倫敦希斯羅機場的T5航站樓,擁有歐洲單體航站樓最大的行李處理系統(tǒng),每小時可處理1.2萬件行李,每年旅客吞吐量3,000萬人。北京T3每小時可處理1.92萬件行李,旅客吞吐量高達(dá)5,000萬人。相比之下倫敦T5耗時幾乎20年之久,而T3 BHS系統(tǒng)建設(shè)僅為短短的兩年半時間。

圖1:T3航站樓行李處理系統(tǒng)全貌

  高度集成的IT方案

價值20億元人民幣的T3航站樓BHS系統(tǒng)采用國際最先進(jìn)的自動分揀和高速傳輸系統(tǒng),行李處理系統(tǒng)由出港、中轉(zhuǎn)、進(jìn)港行李處理系統(tǒng)和行李空筐回送系統(tǒng)、早交行李存儲系統(tǒng)組成,占地面積約120,000 m2,總長度約68 km,傳輸速度可達(dá)10米/秒,覆蓋T3A、T3B和隧道三個建筑物。為適應(yīng)T3航站樓高峰時段124架次航班的運載能力,平均每30秒鐘航班起落要求,行李系統(tǒng)達(dá)到每小時處理始發(fā)行李處理19,200件,每小時中轉(zhuǎn)行李處理7,500件,每小時再值機行李處理3,000件的能力。行李處理系統(tǒng)無論是投資規(guī)模還是技術(shù)難度均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其它機電系統(tǒng)設(shè)備和弱電系統(tǒng)的總和。

圖2:Jeff Martin先生

表2:T3行李處理系統(tǒng)主要規(guī)模

BHS統(tǒng)籌控制離港和到港兩部分系統(tǒng)設(shè)備,采用信息層、控制層和設(shè)備層三級控制結(jié)構(gòu),涵蓋皮帶輸送機、翻盤分揀機、高速系統(tǒng)和空托盤回收系統(tǒng)??刂破魇褂梦鏖T子S7 400 PLC,分布式I/O ET200通過PROFIBUS-DP和光纖方式接入PLC,節(jié)約了大量的線纜和現(xiàn)場施工量??刂葡到y(tǒng)采用分組控制和系統(tǒng)冗余,提高系統(tǒng)的整體容錯能力,同時保證系統(tǒng)可操作性、可維護(hù)性,使系統(tǒng)處于最佳的運行狀態(tài)。BHS與航班信息系統(tǒng)進(jìn)行實時的數(shù)據(jù)交換,并把獲得的航班信息、行李條碼信息和包裹原始數(shù)據(jù)發(fā)送給PLC進(jìn)行處理,實現(xiàn)機械設(shè)備與傳動、自動檢測與控制、編碼與識別,以及與IT管理系統(tǒng)進(jìn)行信息傳遞與交換。中央計算機控制室配置了大型CCTV閉路電視系統(tǒng),實時監(jiān)控系統(tǒng)的運行情況。

Jeff先生表示BHS的成功源自Baggage Base IT系統(tǒng)、CCTV系統(tǒng)、安檢系統(tǒng)、RFID系統(tǒng)、WinCC和S7 400 PLC控制器的高度集成:“Baggage Base IT是西門子專門為BHS系統(tǒng)提供的具備設(shè)計驗證、自動分揀、系統(tǒng)分析、缺陷分析、優(yōu)化方案選取等功能的IT集成解決方案?;谖鏖T子TIA全集成自動化的整體解決方案,將貫穿于這個巨無霸航站樓全局的IT系統(tǒng)發(fā)揮得淋漓盡致。”

圖3:高速托盤系統(tǒng)和皮帶輸送系統(tǒng)

在結(jié)構(gòu)上,BHS由30 km皮帶輸送系統(tǒng)和38 km高速托盤系統(tǒng)組成,Jeff先生帶領(lǐng)的西門子團(tuán)隊還大膽的采用了雙層設(shè)計,一下便將總?cè)萘考颖叮沁@個舉措需要更多的設(shè)備空間。在西門子團(tuán)隊的努力和首都機場的支持下,航站樓地下室贏得了珍貴的五米增高。早交行李存儲系統(tǒng)的處理能力達(dá)到3,000件,幾乎是一個中型機場的高峰小時行李數(shù)量。航站樓運營后,由于有了BHS系統(tǒng)這個超高速運轉(zhuǎn)系統(tǒng)的支持,行李最快只需要4.5分鐘就可以傳送到行李分揀轉(zhuǎn)盤,大大的提高了機場對行李處理效率。

  行李五級安檢系統(tǒng)

按時建成T3航站樓對北京的雄心極為重要,然而西門子團(tuán)隊還必須考慮到行李的安全檢查。為預(yù)防恐怖襲擊,要求行李系統(tǒng)必須能準(zhǔn)確,百分之百檢測出危險行李。然而這座航站每天要處理的行李有8萬件,炸彈行李出現(xiàn)的幾率低于十億分之一,確保安全將是非常艱巨的任務(wù)。

T3行李系統(tǒng)革新了原有的3級安檢,采取5級安檢模式,力圖做到萬無一失。西門子團(tuán)隊的助理項目經(jīng)理張忠禮先生介紹道:“第1級為自動判定的X 光機;第2級為對X光圖像進(jìn)行人工判讀的計算機工作站,有60名安檢人員對照X光的成像進(jìn)行分析;第3級為CT斷層掃描(GTS);第4級為爆炸物微量探測設(shè)備(ETD);第5級為開包檢查。行李輸送與安檢系統(tǒng)通過IT, PLC完成聯(lián)動控制。”同時,安檢系統(tǒng)還兼?zhèn)淞巳诵曰O(shè)計,X光機不再設(shè)置在值機柜臺附近,避免了輻射對地勤人員健康的影響。Jeff先生深信T3航站樓的安全系統(tǒng)能提供最完善的保護(hù)措施,“我對行李安檢非常有信心,新系統(tǒng)采用電腦斷層攝影技術(shù),確保抵達(dá)飛機的行李是安全的。它是世界上最先進(jìn)的安檢系統(tǒng),由西門子在德國的機場實驗室研發(fā)。尖端掃描機一分鐘能檢查600件行李,電腦會以閃電般的速度尋找爆炸物的蹤跡?!?

  高速行李傳輸技術(shù)

西門子團(tuán)隊已將潛在的危險行李減到最小,但還需要克服另一個棘手問題:如何在T3A和T3B之間高速運輸行李。兩者距離超過兩公里,一般的輸送系統(tǒng)不能在規(guī)定時間內(nèi)完成行李傳輸,所以需要更高端的技術(shù)、使用更高速度的輸送系統(tǒng)。為了替代傳統(tǒng)的皮帶輸送系統(tǒng),BHS采用高速托盤系統(tǒng),安裝四段式高速輸送帶,在T3A和T3B之間快速運輸行李。

圖4:T3A和T3B之間高度行李傳輸隧道

高速托盤系統(tǒng)是近年來逐漸成熟的新興技術(shù),具有速度快,跟蹤準(zhǔn)確,成功分揀率高的特點。西門子特有的高速系統(tǒng),將行李自動裝載到特別設(shè)計的托盤內(nèi),再由一種雙帶式輸送機進(jìn)行高速傳輸。同時它也將RFID 集成在托盤上,有效的實施行李的全程跟蹤,監(jiān)控和分揀,精度高達(dá)99.9%。另外,托盤系統(tǒng)使用可靠性很高,即使單個托盤發(fā)生故障,也可通過控制系統(tǒng)導(dǎo)入維修站,不會對整個系統(tǒng)運行造成影響。行李的傳輸速度只需5秒就能加速到10m/s,最高速度可達(dá)12 m/s,并將噪音控制到最低。

由于高速托盤系統(tǒng)的控制相對復(fù)雜,目前只有國際上少數(shù)幾個大的行李系統(tǒng)集成商才能提供。西門子在蘇州建立的托盤生產(chǎn)工廠,確保了T3航站樓的托盤供應(yīng)?!斑@套系統(tǒng)讓行李以每小時40公里的速度通過一條長達(dá)2.2公里的地下隧道,行李從T3A到T3B用時不到5分鐘。它還使得中轉(zhuǎn)行李的傳輸不超過25分鐘,大大縮短了轉(zhuǎn)機時間?!盝eff先生說。機場方面在正式運行前進(jìn)行了6次大規(guī)模的演練,測試使用了10,000件行李,以檢測BHS是否能應(yīng)付達(dá)到設(shè)計要求。“這些測試更確保了我們對運行的信心。測試從T3A的行李值機開始,到行李成功分揀。我們在中控室追蹤,控制行李在機場內(nèi)傳輸?shù)倪M(jìn)度,任何會影響行李傳輸?shù)墓收隙紩患皶r發(fā)現(xiàn)解決。”Jeff和張先生異口同聲。

圖5:西門子BHS解決方案與BCIA需求之間的完美匹配

T3航站樓代表著中國這個現(xiàn)代經(jīng)濟巨人的崛起,它是全中國人都能引以為“奧”的招牌門戶,也是西門子展示自己終極實力的舞臺??v觀世界上主要大型機場,都有西門子的身影,從紐約肯尼迪國際機場,到法蘭克福國際機場;從上海浦東國際機場,到香港赤臘角國際機場;從澳門國際機場,到韓國仁川機場……西門子還擁有獨一無二的優(yōu)勢,它在紐倫堡附近興建的一座占地8,500平方米的“西門子機場實驗室”,是世界上首家為機場運營商和航空公司服務(wù)的集創(chuàng)新、規(guī)劃和測試為一體的模擬機場。它薈萃了西門子各個業(yè)務(wù)領(lǐng)域的技

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