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巨龙般的建筑物--T3航站楼,拥有世界上最先进的行李处理系统(BHS):每小时19,200件行李的处理量,总长68公里的输送带,40公里/小时的高速系统,能迅速行李将传输到机场四处。建造这个价值20亿元的尖端行李系统,却仅用了两年半的时间。承接这个项目的西门子实施团队,将每个参与者的精力都发挥到极限……

随着中国经济的高速发展,北京首都机场原有的两个航站楼已经难以满足客流量的需求。预计到2015年,首都机场的旅客年吞吐量将增到6,000万人次。为了适应经济的发展,奥运会的成功举办,北京必须新建一座航站楼。在此背景下,一座巨龙般的建筑为巨龙经济而打造。作为世界上最庞大的单体航站楼,到底是什么构成了她的血脉呢?“毫不夸张的说,T3航站楼的行李处理系统,比建筑本身更像是工程奇迹,它绝对是世界上最尖端的行李运输系统之一。”西门子工业系统及技术服务集团机场物流部项目总监Jeff Martin先生如是说。

表1:世界主要大型机场规模对比

现在北京已经完成了无法想象的工程--世界最大的机场单体建筑----T3航站楼。拥有175座电扶梯、437座电动走道和445台电梯,七个楼层的T3航站是世界上最大的室内公共空间。它惊人的屋顶活像龙的鳞片,在巨龙的肚子里,则有史上最先进的行李处理系统(Baggage Handling System - BHS),它同时捕捉了中国过去和未来的荣耀,与世界上任何大型机场相比,它的规模都是首屈一指的。例如,英国伦敦希斯罗机场的T5航站楼,拥有欧洲单体航站楼最大的行李处理系统,每小时可处理1.2万件行李,每年旅客吞吐量3,000万人。北京T3每小时可处理1.92万件行李,旅客吞吐量高达5,000万人。相比之下伦敦T5耗时几乎20年之久,而T3 BHS系统建设仅为短短的两年半时间。

图1:T3航站楼行李处理系统全貌


          高度集成的IT方案

价值20亿元人民币的T3航站楼BHS系统采用国际最先进的自动分拣和高速传输系统,行李处理系统由出港、中转、进港行李处理系统和行李空筐回送系统、早交行李存储系统组成,占地面积约120,000 m2,总长度约68 km,传输速度可达10米/秒,覆盖T3A、T3B和隧道三个建筑物。为适应T3航站楼高峰时段124架次航班的运载能力,平均每30秒钟航班起落要求,行李系统达到每小时处理始发行李处理19,200件,每小时中转行李处理7,500件,每小时再值机行李处理3,000件的能力。行李处理系统无论是投资规模还是技术难度均远远超过了其它机电系统设备和弱电系统的总和。

图2:Jeff Martin先生

表2:T3行李处理系统主要规模

BHS统筹控制离港和到港两部分系统设备,采用信息层、控制层和设备层三级控制结构,涵盖皮带输送机、翻盘分拣机、高速系统和空托盘回收系统。控制器使用西门子S7 400 PLC,分布式I/O ET200通过PROFIBUS-DP和光纤方式接入PLC,节约了大量的线缆和现场施工量。控制系统采用分组控制和系统冗余,提高系统的整体容错能力,同时保证系统可操作性、可维护性,使系统处于最佳的运行状态。BHS与航班信息系统进行实时的数据交换,并把获得的航班信息、行李条码信息和包裹原始数据发送给PLC进行处理,实现机械设备与传动、自动检测与控制、编码与识别,以及与IT管理系统进行信息传递与交换。中央计算机控制室配置了大型CCTV闭路电视系统,实时监控系统的运行情况。

Jeff先生表示BHS的成功源自Baggage Base IT系统、CCTV系统、安检系统、RFID系统、WinCC和S7 400 PLC控制器的高度集成:“Baggage Base IT是西门子专门为BHS系统提供的具备设计验证、自动分拣、系统分析、缺陷分析、优化方案选取等功能的IT集成解决方案。基于西门子TIA全集成自动化的整体解决方案,将贯穿于这个巨无霸航站楼全局的IT系统发挥得淋漓尽致。”

图3:高速托盘系统和皮带输送系统

在结构上,BHS由30 km皮带输送系统和38 km高速托盘系统组成,Jeff先生带领的西门子团队还大胆的采用了双层设计,一下便将总容量加倍,但是这个举措需要更多的设备空间。在西门子团队的努力和首都机场的支持下,航站楼地下室赢得了珍贵的五米增高。早交行李存储系统的处理能力达到3,000件,几乎是一个中型机场的高峰小时行李数量。航站楼运营后,由于有了BHS系统这个超高速运转系统的支持,行李最快只需要4.5分钟就可以传送到行李分拣转盘,大大的提高了机场对行李处理效率。


          行李五级安检系统

按时建成T3航站楼对北京的雄心极为重要,然而西门子团队还必须考虑到行李的安全检查。为预防恐怖袭击,要求行李系统必须能准确,百分之百检测出危险行李。然而这座航站每天要处理的行李有8万件,炸弹行李出现的几率低于十亿分之一,确保安全将是非常艰巨的任务。

T3行李系统革新了原有的3级安检,采取5级安检模式,力图做到万无一失。西门子团队的助理项目经理张忠礼先生介绍道:“第1级为自动判定的X 光机;第2级为对X光图像进行人工判读的计算机工作站,有60名安检人员对照X光的成像进行分析;第3级为CT断层扫描(GTS);第4级为爆炸物微量探测设备(ETD);第5级为开包检查。行李输送与安检系统通过IT, PLC完成联动控制。”同时,安检系统还兼备了人性化设计,X光机不再设置在值机柜台附近,避免了辐射对地勤人员健康的影响。Jeff先生深信T3航站楼的安全系统能提供最完善的保护措施,“我对行李安检非常有信心,新系统采用电脑断层摄影技术,确保抵达飞机的行李是安全的。它是世界上最先进的安检系统,由西门子在德国的机场实验室研发。尖端扫描机一分钟能检查600件行李,电脑会以闪电般的速度寻找爆炸物的踪迹。”


          高速行李传输技术

西门子团队已将潜在的危险行李减到最小,但还需要克服另一个棘手问题:如何在T3A和T3B之间高速运输行李。两者距离超过两公里,一般的输送系统不能在规定时间内完成行李传输,所以需要更高端的技术、使用更高速度的输送系统。为了替代传统的皮带输送系统,BHS采用高速托盘系统,安装四段式高速输送带,在T3A和T3B之间快速运输行李。

图4:T3A和T3B之间高度行李传输隧道

高速托盘系统是近年来逐渐成熟的新兴技术,具有速度快,跟踪准确,成功分拣率高的特点。西门子特有的高速系统,将行李自动装载到特别设计的托盘内,再由一种双带式输送机进行高速传输。同时它也将RFID 集成在托盘上,有效的实施行李的全程跟踪,监控和分拣,精度高达99.9%。另外,托盘系统使用可靠性很高,即使单个托盘发生故障,也可通过控制系统导入维修站,不会对整个系统运行造成影响。行李的传输速度只需5秒就能加速到10m/s,最高速度可达12 m/s,并将噪音控制到最低。

由于高速托盘系统的控制相对复杂,目前只有国际上少数几个大的行李系统集成商才能提供。西门子在苏州建立的托盘生产工厂,确保了T3航站楼的托盘供应。“这套系统让行李以每小时40公里的速度通过一条长达2.2公里的地下隧道,行李从T3A到T3B用时不到5分钟。它还使得中转行李的传输不超过25分钟,大大缩短了转机时间。”Jeff先生说。机场方面在正式运行前进行了6次大规模的演练,测试使用了10,000件行李,以检测BHS是否能应付达到设计要求。“这些测试更确保了我们对运行的信心。测试从T3A的行李值机开始,到行李成功分拣。我们在中控室追踪,控制行李在机场内传输的进度,任何会影响行李传输的故障都会被及时发现解决。”Jeff和张先生异口同声。

图5:西门子BHS解决方案与BCIA需求之间的完美匹配

T3航站楼代表着中国这个现代经济巨人的崛起,它是全中国人都能引以为“奥”的招牌门户,也是西门子展示自己终极实力的舞台。纵观世界上主要大型机场,都有西门子的身影,从纽约肯尼迪国际机场,到法兰克福国际机场;从上海浦东国际机场,到香港赤腊角国际机场;从澳门国际机场,到韩国仁川机场……西门子还拥有独一无二的优势,它在纽伦堡附近兴建的一座占地8,500平方米的“西门子机场实验室”,是世界上首家为机场运营商和航空公司服务的集创新、规划和测试为一体的模拟机场。它荟萃了西门子各个业务领域的技术专长,集成为一个机场物流和基础架构的全面设施,为各大机场提供无可匹敌的尖端解决方案。


          西门子强力支持北京奥运

“西门子作为一个非常值得信赖的合作伙伴,积极地参与了很多奥运项目的建设,强力支持北京完成绿色奥运的梦想。”西门子A&D集团自动化系统部Manfred Veltes先生介绍了西门子在2008年度的多项最新进展:

  • 交通:西门子参与北京地铁5号线、地铁10号线和奥运支线的建设,提供最先进的信号及控制技术;为首都国际机场T3航站楼提供先进的行李处理系统;为京津高速列车客运专线提供信号、通讯和供电系统;
  • 环保:西门子和系统集成商们一起为许多耗能大户提供能源回收一体化解决方案,其中最为可观的例如北京首钢搬迁项目,西门子为首钢供配电项目提供了从传动到控制的全集成解决方案;
  • 医疗:西门子为奥运指定医院--北京协和医院提供了核磁共振设备以及全新的配电解决方案,从本质上提高了医院的运营水平。
发布时间:   来源:  作者:不详
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