物联网技术在机场中能做什么

      一、智慧机场

      在经济全球化的时代,机场是连接世界的桥梁和纽带。“十三五”期间,民航将建设京津冀、长三角和珠三角三大世界级机场群,中国机场业将迎来一个全新的发展阶段。而在未来大数据、云计算、互联网+等前沿技术的驱动下,智慧机场建设已成为有效手段和必然结果。本文主要介绍物联网技术在机场项目中的应用。

物联网技术在机场中能做什么

 

 二、物联网技术的历史

     物联网这个概念,在美国早在2000年就提出来了。当时叫传感网。其定义是:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品通过物联网域名相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念

     机场引入物联网技术实现了自动分拣和配送行李系统,通过RFID技术是现,同时有些机场利用RFI技术实现安全巡检、设备设施巡检、周界防范等应用,不用行业也使用该技术开发不同的使用场景。

物联网技术在机场中能做什么

 

2.1RFID技术

        射频标签是产品电子代码(EPC)的物理载体,附着于可跟踪的物品上,可全球流通 并对其进行识别和读写。RFID(Radio Frequency Identification)技术作为构建“物联网” 的关键技术近年来受到人们的关注。RFID 技术早起源于英国,应用于第二次世界大战中辨别敌我飞机身份,20 世纪 60 年代开始商用。RFID 技术 是一种自动识别技术,美国国防部规定 2005 年 1 月 1 日以后,所有军需物资都要使用 RFID 标签;美国食品与药品管理局(FDA)建议制药商从 2006 年起利用 RFID 跟踪常 造假的药品。Walmart,Metro 零售业应用 RFID 技术等一系列行动更是推动了 RFID 在全 世界的应用热潮。2000 年时,每个 RFID 标签的价格是 1 美元。许多研究者认为 RFID 标 签非常昂贵,只有降低成本才能大规模应用。2005 年时,每个 RFID 标签的价格是 12 美分 左右,现在超高频 RFID 的价格是 10 美分左右。RFID 要大规模应用,一方面是要降低 RFID 标签价格,另一方面要看应用 RFID 之后能否带来增值服务。欧盟统计办公室的统计数据表明,2010 年,欧盟有 3%的公司应用 RFID 技术,应用分布在身份证件和门禁控制、供应 链和库存跟踪、汽车收费、防盗、生产控制、资产管理。

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 2.2LPwan技术

低功耗广域物联网(LPWAN)是为物联网应用中的M2M通信场景优化的,由电池供电的,低速率、超低功耗、低占空比的,以星型网络覆盖的,支持单节点最大覆盖可达100公里的蜂窝汇聚网关的远程无线网络通讯技术。

该技术是近年国际上一种革命性的物联网接入技术,具有远距离、低功耗、低运维成本等特点,与WiFi蓝牙、ZigBee等现有技术相比,LPWAN真正实现了大区域物联网低成本全覆盖。

目前LPWAN技术尚未形成统一的标准,Sigfox,LoRa,Telensa,PTC等都是比较典型的LPWAN技术。LPWAN本身是相对于2G/3G/4G/5G LTE-MTC等WWAN而言的一个相对概念,对此业界尚无清晰、严格的定义。根据相关机构统计物联网接入量会达到百亿以上,而低功耗、中低速率将占据90%左右市场。

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 三、物联网技术应用场景

        智慧机场主要体现在智慧生产、智慧服务、智慧安全、智慧商业、智慧管理领域,提升服务水平,实现机场内部工作人员,空管、民航公司、海关等外部单位,流程化管理与联动。

     3.1资产定位

     航站楼内行李推车的管理一直是个难点,推车存量清点与推车回收速度过度依赖与人员的主动性。在手推车上安装只能定位标签,可以通过航站楼内部署的蓝牙信标进行室内定位,并将位置通过LPwan方式以分钟级间隔定时回传到后台,管理人员可以方便的了解推车位置数量而进行有效的调度,保证资产循环使用效率做到最大。

    机场对施工人员带入内场的工器具有非常高的管制要求,为避免工器具遗失在跑道区域对航空器带来的损害,除在进场、出场时做好清点工作,还可为工具绑定定位装置,实现工具与人员的关联,当工具与人员间距超出警戒值时,及时提醒工作人员,方便遗失工器具的寻找。

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3.2行李与货物

     目前,行李系统的分拣依赖两种技术:条码(一维码)和RFID。部分大型机场已经实现了场内行李分拣的RFID改造,对离港行李使用射频标签进行自动分拣。但由于各机场RFID改造的推进进度不一,部分国内和国际机场仍仅支持条码方式,使RFID标签无法全程使用。

为解决行李丢失问题,需要在运输过程中设置节点予以跟踪、定位。例如在行李分拣区边界设置RFID标签读取控制器、行李/货物装机前使用便携设备(条码手套、配置RFID读取功能的反光背心等),实现行李/货物等关键流程节点的跟踪,确认各子流程是否正常,标记状态,缩小丢失行李的寻找区域,减少行李寻回的时间。

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3.3人员

机场区域的人员可粗略划分成内部工作人员、临时人员和旅客。其中,内部工作人员和临时人员需要在停机坪/跑滑区、内场道路、航站楼等重点区域实现定位、管理和调度。旅客的服务范围较广,从机场外部任意区域、机场停车位到航站楼内公共区域均有可能。停机坪/跑滑区和内场道路区域属于露天场所,定位方式采用GPS/北斗定位为主,回传可采用LTE专网。为每一位内场工作人员配置定制专网手持终端,实现对工作人员的实时定位、对讲、调度任务交互、管理和调度。

鉴于机场的高安全性要求,临时人员进入机场内场和航站楼办公区域需要进行严密监管。现行管理办法要求临时人员由机场内部工作人员全程陪同和监管,但临时人员人数较多,无法做到一对一陪同,特别是施工期间,临时施工队散布面积较大,增加了监管难度。借鉴社矫的先进经验,可以给进入内场的临时人员逐一配备手环、工牌、反光背心等可穿戴定位设备,将临时人员的位置信息实时上传至后台,定位其行动轨迹,实现越界告警、轨迹回溯等功能。

旅客对智慧机场的服务需求主要体现在三个方面:一是出行流程的通行性需求。二是信息获取的便捷性需求。三是出行环境的舒适性需求。旅客从出发地前往机场之前,智慧旅客服务系统可以通过旅客的具体位置,结合高德路况信息,为客户推荐最优出行方式和预期时间,同时可以提供一键叫车、一键值机等便捷服务,节省旅客时间。

人员在航站楼内定位需要适用于室内的定位方式。可以在航站楼内密集部署蓝牙信标,并绘制室内地图。工作人员的手持终端、临时人员的穿戴设备、旅客的手机等设备可以利用蓝牙定位方式,实现在航站楼内的轨迹跟踪。基于室内定位应用,旅客可以通过智慧机场APP实现航站楼内餐饮、购物等服务的导航,引导客户通过安检、规划登机路径,全面提升机场的商业价值和旅客感知。

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3.4车辆

车辆可以划分为动力车辆与无动力车辆两类。其中,动力车辆包括旅客摆渡车、保障车辆等燃烧油料或消耗电能的车辆,其特点是可以通过简易改装为车载终端设备提供长期稳定外供电;无动力车辆主要指行李拖车、挂车等无动力牵引车辆。

车辆调配是保障航空器的重要环节,掌握车辆的类型、实时位置和忙闲状态,可以将保障任务分配给最合适的车辆去执行,从而提升车辆利用率、降低保障车辆的无效往返时长,实现保障人、保障车、保障物资的匹配与绑定,交由复杂事件引擎自动调度或人工干预,实现车辆的智慧化调度。

动力车辆可配置支持差分GPS的车载终端,实现亚米级定位精度,通过机场LTE专网实现定位数据回传和调度指令的下发。

无动力车辆因无法提供稳定外供电,定位手段和精度需要作适当妥协,通过安装具备拆卸报警功能的GPS定位设备,提供基于LORA或NB-IOT等LPWAN等方式的分钟级定位数据回传,实现资产管理、粗略位置信息的获取和调度。电池持续工作时间是影响无动力车辆管理的关键因素,已有实测案例表明采用10分钟间隔发送定位数据,电池可持续工作6个月之久。

物联网技术在机场中能做什么

       目前,智慧机场的建设还未形成统一的系统体系和行业规范,近年来国内各大型机场投身的智慧机场建设,属于结合自身特点在各个智慧化领域的积极探索和实践。从技术发展角度来看,云计算、物联网、大数据和人工智能等技术的引入,是智慧机场发展的必然方向。物联网技术为智慧机场提供了一套信息采集和接入技术,可以实现海量信息的采集,为智慧机场的辅助决策系统提供了依据和支撑。

本文以机场业务为主要线索,梳理了机场业务中人、车、资产、器具、行李/货物等基于物联网定位的部分应用。对于近年来飞速发展的智慧抄表、机电设备管理、高杆灯的控制、广告牌的控制、园林绿化的智能喷灌、智慧停车、智慧安防等早已成熟和普及的物联网应用,本文不再赘述。

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