摘要：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，我國的民航事業(yè)也蓬勃發(fā)展，機場數(shù)量在不斷增加，這使得機場運營管理等也需要不斷發(fā)展。自動行李處理系統(tǒng)是機場的關(guān)鍵運營設(shè)備，文章針對這一系統(tǒng)流程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)——行李標(biāo)簽識別技術(shù)進行了論述。

關(guān)鍵詞：民航；自動行李處理系統(tǒng)；行李標(biāo)簽識別技術(shù)

中圖分類號：V355文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1009-2374（2012）24-0031-04

1概述

隨著中國民航的發(fā)展，機場數(shù)量不斷增加，規(guī)模也日益擴大。至2020年，中國大陸地區(qū)將建成以北京、上海、廣州三大城市為國際樞紐，成都、沈陽、武漢、西安、昆明為區(qū)域樞紐，輻射周邊二三線城市機場，共由244個機場組成的航空網(wǎng)。目前國內(nèi)年設(shè)計旅客吞吐量在2000萬以上的機場（城市）已經(jīng)達到8個（不含港澳臺），機場規(guī)模的飛速發(fā)展促使了機場建設(shè)、運營管理等相關(guān)領(lǐng)域的不斷進步。

在此背景下，自動行李處理系統(tǒng)作為大、中型機場的關(guān)鍵運營設(shè)備，其高效、穩(wěn)定的運營成為了每一個大型機場保證服務(wù)質(zhì)量至關(guān)重要的一環(huán)。本文對系統(tǒng)流程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一——行李身份（標(biāo)簽）識別技術(shù)做粗淺討論。

自動行李處理系統(tǒng)的關(guān)鍵功能是對行李的自動分揀，而對行李標(biāo)簽的準(zhǔn)確識別和跟蹤成為保障上述功能順利實現(xiàn)的基礎(chǔ)。從根本上說，行李識別其實就是對行李標(biāo)簽的識別。

2行李標(biāo)簽的種類

關(guān)于目前可用于自動分揀的行李標(biāo)簽，從形式上主要分三大類：

第一類，IATA標(biāo)準(zhǔn)條碼標(biāo)簽。IATA R740主要規(guī)定了T型碼和L型碼兩類，T型碼由4條相互垂直的48mm寬的條碼組成，L型碼則由一條完整的條形碼貫穿條碼頭尾。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，除了行李條碼外，行李標(biāo)簽一般由以下信息構(gòu)成：對應(yīng)條碼的10位的行李識別號、旅客姓名、承運人代碼、航班號、始發(fā)地和目的地三字代碼等。

第二類，基于IATA RP1740c標(biāo)準(zhǔn)的植入RFID芯片行李條碼標(biāo)簽。該標(biāo)簽外觀與第二種完全或基本相同，只是在其中植入了RFID的行李標(biāo)簽。該標(biāo)簽采用超高頻（UHF）技術(shù)在850～950MH波段進行讀寫，在行李運輸過程中可隨時更新物品狀態(tài)信息或記錄過程數(shù)據(jù)。標(biāo)簽自動識別時，也因其不需要光學(xué)可見而大大減少了自動識別的不可控性。

第三類，基于IATA RP1740c標(biāo)準(zhǔn)的芯片植入無條碼行李牌。該類標(biāo)簽對其本身封裝外觀無要求，生產(chǎn)商可以根據(jù)需要封裝任意形式和圖樣。內(nèi)部則植入符合IATA標(biāo)準(zhǔn)的RFID條碼芯片，每次使用時，由離港系統(tǒng)或行李系統(tǒng)對其自動寫入和讀取。一般在重要旅客及常旅客服務(wù)中使用。

無條碼行李牌

3行李標(biāo)簽自動讀取技術(shù)和方案

基于以上行李標(biāo)簽種類，各大設(shè)備供應(yīng)商結(jié)合機場自身業(yè)務(wù)需要，開發(fā)出了各類自動讀取技術(shù)和方案。介紹如下：

3.1光學(xué)系統(tǒng)識別傳統(tǒng)條碼

利用不同顏色的物體，其反射的可見光的波長不同，白色物體能反射各種波長的可見光，黑色物體則吸收各種波長的可見光的基本特性，將所讀取的信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字、字符信息，通過接口電路送給計算機系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理與管理，便完成了條形碼辨讀的全過程。目前條碼掃描設(shè)備一般有LED-CCD普通紅光掃描設(shè)備和激光掃描設(shè)備兩種，個別廠家還推出了基于圖像字符識別的OCR識別設(shè)備，鑒于基于激光技術(shù)的掃描識別設(shè)備具有識別距離遠、強光下穿透性和抗干擾性強等特點，因此，目前國內(nèi)外行李系統(tǒng)的標(biāo)簽自動讀取全部采用激光識別技術(shù)。本文僅對激光條碼自動識別技術(shù)的應(yīng)用做重點介紹。

一般激光條碼讀取系統(tǒng)完成條碼讀取任務(wù)需要完成三個步驟：行李出現(xiàn)，觸發(fā)光電傳感器啟動設(shè)備，控制系統(tǒng)向激光讀取設(shè)備發(fā)送指令啟動激光發(fā)射裝置；對焦，行李進入激光掃描范圍后，通過激光測距進行對焦，鎖定行李條碼可能出現(xiàn)的范圍；讀取，行李條碼在對焦范圍內(nèi)出現(xiàn)時，系統(tǒng)自動識別并完成條碼存儲。

基于以上技術(shù)，目前在民航行李處理系統(tǒng)中使用最為普遍的是由數(shù)個激光頭組成覆蓋不同角度和不同區(qū)域的激光識別矩陣。同時，根據(jù)條碼實際形式

的不同，也適用不同的組合方式。詳細介紹如下：

3.1.1T型碼掃描設(shè)備配置方式。T型碼在90度和180度方向分別有兩個長48mm的標(biāo)準(zhǔn)自動識別條碼。因此，在配置讀碼器時，只需要6個面考慮一個角度的條碼讀取設(shè)備，配置相對較精簡，一般采用8個激光頭進行全覆蓋。一般該方案主要安裝于輸送系統(tǒng)中，為確保底部標(biāo)簽可被成功掃描，2個激光頭安裝于底部輸送機間隙。為此，要求底部安裝位置的輸送機間隙至少達到40mm。

此外，有時為了實現(xiàn)低成本的冗余設(shè)計，部分系統(tǒng)將該設(shè)備安裝于分揀機環(huán)節(jié)（如下圖），那么只需要投資兩套270度掃描設(shè)備即可實現(xiàn)掃描系統(tǒng)冗余設(shè)計。

該設(shè)計在理論上可以采用最少的投資實現(xiàn)標(biāo)簽讀取系統(tǒng)的冗余，但在實際生產(chǎn)中，由于兩個方向上的條碼都較短，標(biāo)簽的可讀性受值機員操作及運輸擠壓、摩擦影響較大，系統(tǒng)對標(biāo)簽污損、折皺的容錯性不強，因而，條碼在實際應(yīng)用中實際度碼率不高。根據(jù)國內(nèi)某大型機場運行數(shù)據(jù)，即便在使用12個激光頭的全方位讀取方案時，采用T型碼的系統(tǒng)識別率要較線性碼的識別率低8%左右。因此，該類型條碼及識別方案僅在標(biāo)簽打印質(zhì)量高、托運行李擺放規(guī)范、標(biāo)簽張貼規(guī)范、運輸設(shè)計非常流暢的前提下，才能夠有效提高系統(tǒng)單位投資帶來的冗余有效性，降低系統(tǒng)成本。

3.1.2線性一維碼掃描設(shè)備配置方式(可同時處理T型碼)。根據(jù)IATA RP1740d標(biāo)準(zhǔn)，L型碼是其另一個標(biāo)準(zhǔn)系列。

基于L型碼的標(biāo)簽由于其條碼在特定方向上的可讀面積增加，對于條碼折皺、損傷的容錯性更強，但由于其條碼只能在一個角度上讀取，因此自動讀取設(shè)備必須彌補該缺陷。目前使用最普遍的主要為12個激光頭組合的方案。

基于條碼技術(shù)的低成本和高性價比，目前激光條碼掃描技術(shù)仍在民航行李系統(tǒng)中占據(jù)了絕對地位，擔(dān)負著世界民航絕大部分的行李自動分揀業(yè)務(wù)。但由于其自身基于光學(xué)讀取的特性，激光條碼讀取技術(shù)存在一定缺陷，包括：在行李或掃描物表面發(fā)射率低于13%（如黑色的行李箱等），系統(tǒng)會因為無法對焦而可能讀取失敗；每次讀取需要進行自動對焦，在前后兩件行李體積差異較大，且兩個條碼離得過近的情況下，讀取設(shè)備有可能會因為來不及對焦而在讀取第二個條碼時失敗，當(dāng)然，該問題可以在同一個角度增加多個射線源聚焦不同景深來實現(xiàn)，但如此也會增加設(shè)備的總體成本；由于紙質(zhì)標(biāo)簽質(zhì)地較軟，在運輸過程中其標(biāo)簽極易被折疊、污染，而造成二次識別無法自動讀取。因此，在中轉(zhuǎn)行李處理、基于皮帶機運輸?shù)脑绲叫欣钐幚淼葓龊蠒r，行李條碼的讀取率均會降到70%以下。在極端情況下，如中轉(zhuǎn)行李，其一次自動識別率降至50%甚至更低；在生產(chǎn)環(huán)境下，行李讀取率受各種條件影響波動較大，最好的情況下一般不超過95%，受技術(shù)瓶頸制約已經(jīng)接近性能極限。

3.2基于RFID的行李信息識別

基于上述分析，在數(shù)十年的不斷發(fā)展下，條碼讀寫技術(shù)已非常成熟，加上標(biāo)簽成本較低，因此，國內(nèi)外機場均將條碼技術(shù)作為行李系統(tǒng)標(biāo)簽識別的唯一技術(shù)。直到2004年，IATA啟動一個用RFID管理行李的案例項目。根據(jù)IATA統(tǒng)計，每年采用條碼技術(shù)進行處理的行李有17億件之多，其條碼標(biāo)簽的平均識別率僅為85%，而因此造成的行李出錯比例達到1%。據(jù)IATA估計，每處理一件出錯行李需要花費100美元。如采用RFID技術(shù)，則可將讀取率提升至95%～99%，相應(yīng)減少的出錯行李可為全行業(yè)節(jié)省7.6億美元。

在此形勢下，經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展以及IATA RP1740c規(guī)范的制定，目前國內(nèi)外機場行李系統(tǒng)項目正在逐步向RFID技術(shù)過渡。由其在國內(nèi)建設(shè)中，近年來多個機場已經(jīng)不同程度地將RFID技術(shù)引入到行李系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)中。

RFID技術(shù)全稱無線射頻標(biāo)簽探測，即Radio Frequency Identify Detect。基于IATA 1740c的RFID技術(shù)采用850～950MHz頻段，在普通標(biāo)簽中植入可存儲512位二進制信息的硅芯片，并通過無線電信號進行讀取。要組成射頻識別系統(tǒng)至少應(yīng)包括以下兩個部分：一是讀寫器，二是電子標(biāo)簽，在本文主要為行李標(biāo)簽。另外還應(yīng)包括天線、主機等。RFID系統(tǒng)在具體的應(yīng)用過程中，根據(jù)不同的應(yīng)用目的和應(yīng)用環(huán)境，系統(tǒng)的組成會有所不同，但從RFID系統(tǒng)的工作原理來看，系統(tǒng)一般都由信號發(fā)射機、信號接收機、發(fā)射接收天線幾部分組成。

目前，業(yè)內(nèi)比較成熟的方案主要分為獨立讀取式掃描門和混合式（hybird）行李信息識別門兩

大類：

3.2.1獨立系統(tǒng)讀取式。獨立式讀取系統(tǒng)一般由1～2臺（冗余系統(tǒng)）天線控制器、4個天線組成。為了防止誤讀和干擾，一般讀取設(shè)備采用四面金屬封閉的形式進行設(shè)計，同時，在讀取天線1.8

米范圍內(nèi)不能有電機等干擾源，否則將無法讀取。

由于目前RFID標(biāo)簽并不普及，為識別普通條碼，目前在民航應(yīng)用中所有采用該技術(shù)的系統(tǒng)均需要同時配備普通的獨立條碼掃描設(shè)備。

在本方案中，該系統(tǒng)的設(shè)計在邏輯上采用的是獨立系統(tǒng)分開管理的模式分別處理RFID和其他標(biāo)簽識別設(shè)備，客觀上保證了系統(tǒng)的可靠性不受影響，但由此也具有了雙讀碼系統(tǒng)、雙控制器的特點，一定程度增加了系統(tǒng)硬件成本和控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度，同時對于集成系統(tǒng)軟件開發(fā)帶來了一定的工作量和集成成本。

3.2.2多系統(tǒng)復(fù)合集成模式。針對上述獨立系統(tǒng)獨立安裝所存在的不便及缺陷，目前在RFID方案的實施傾向于采用多系統(tǒng)復(fù)合的集成模式。

多系統(tǒng)復(fù)合集成即是通過改進讀碼系統(tǒng)原有的控制器，使之可以在一個系統(tǒng)上同時采用條碼讀取和RFID讀取兩套設(shè)備。相對于原有系統(tǒng)而言，該系統(tǒng)在實現(xiàn)上主要是在原有的RFID屏蔽板上開出適合激光射線通過的細小長孔，以確保光線可以準(zhǔn)確照射到行李表面，同時，對原有的控制系統(tǒng)軟硬件進行升級改進，使之可以同時控制兩類讀取設(shè)備，并通過單一的通訊接口與行李系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換和

控制。

復(fù)合系統(tǒng)的出現(xiàn)改善了過去系統(tǒng)集成時需要分別集成兩類系統(tǒng)的情況，使得底層軟件集成人員只需要考慮單獨的通訊接口。一方面，減少了程序的復(fù)雜度；另一方面，也為該類系統(tǒng)降低硬件成本提供了可能。

基于RFID技術(shù)以及混合技術(shù)在標(biāo)簽識別方面的眾多優(yōu)勢，目前各大系統(tǒng)集成商以及各大國際樞紐機場均在不遺余力地進行推廣和完善。根據(jù)最新的生產(chǎn)系統(tǒng)實測數(shù)據(jù)，行李的正確識別率可輕易達到99.5%以上，且基本不受環(huán)境影響。

4結(jié)語

綜上所述，經(jīng)過數(shù)十年的應(yīng)用和不斷改進，條碼掃描技術(shù)因其質(zhì)優(yōu)價廉，在相當(dāng)長一段時間內(nèi)占據(jù)了主導(dǎo)地位。但隨著人工成本的不斷增加以及客戶對服務(wù)質(zhì)量要求的不斷提高，條碼技術(shù)所提供的可靠性、靈活性以及安全性已經(jīng)無法滿足日益增長的客戶需求和產(chǎn)業(yè)需求，技術(shù)瓶頸日趨顯現(xiàn)。而RFID作為當(dāng)前日漸成熟的新技術(shù)，在實際應(yīng)用中逐漸顯露活力。作為民航機場關(guān)鍵系統(tǒng)之一的行李分檢系統(tǒng)承載著每一位旅客的行李保障工作，也承載著民航業(yè)對每一位旅客的承諾。每一件行李的錯運、丟失，都有可能為旅客造成無法彌補的經(jīng)濟損失或精神損失，因此，我們有責(zé)任、有義務(wù)，通過各種技術(shù)最大限度地減少行李處理工作的失誤，RFID作為當(dāng)前新興技術(shù)，其可靠性、靈活性以及其對整個產(chǎn)業(yè)鏈的推動作用正日漸被人們所接受。相信在未來中國民航的發(fā)展中，對新技術(shù)、新概念的不斷嘗試一定能將行李系統(tǒng)的行李識別技術(shù)帶上一個新的臺階。

作者簡介：黃亮亮（1981-），男（壯族），廣西百色人，廣東省機場管理集團公司工程建設(shè)指揮部工程師，機電動力設(shè)備部項目副經(jīng)理，研究方向：民航專用行李分檢系統(tǒng)和民航專用樓宇系統(tǒng)在內(nèi)的各類大型民航專業(yè)設(shè)備的運行、維護、管理研究以及各類大型專業(yè)機電設(shè)備的建設(shè)。

（責(zé)任編輯：周加轉(zhuǎn)）