劉宏愷
(成都雙流國際機(jī)場股份有限公司,四川 成都 610095)
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日益成熟,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的作用價值和影響力不斷擴(kuò)大,并已廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)和領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在機(jī)場設(shè)備設(shè)施中的應(yīng)用不僅是時代發(fā)展的趨勢,也是加強機(jī)場服務(wù)質(zhì)量、提高機(jī)場安全、推進(jìn)“四型機(jī)場”建設(shè)的需要一種有效的建設(shè)方式。
總之,物聯(lián)網(wǎng)是物與人、物與物之間的信息傳遞和控制。預(yù)計這將是繼互聯(lián)網(wǎng)之后全球信息產(chǎn)業(yè)的又一次科技經(jīng)濟(jì)浪潮,受到政府、企業(yè)和學(xué)術(shù)界的高度重視一些發(fā)達(dá)國家甚至將其納入國家和地區(qū)信息化戰(zhàn)略。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用有三個關(guān)鍵技術(shù)。
(1)傳感器技術(shù),這也是計算機(jī)應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)。到目前為止絕大部分計算機(jī)處理的都是數(shù)字信號,自從有計算機(jī)以來就需要傳感器把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號計算機(jī)才能處理。
(2)RFID 標(biāo)簽是一種傳感器技術(shù)。RFID 技術(shù)是射頻技術(shù)與嵌入式技術(shù)相結(jié)合的綜合技術(shù)。RFID 在自動識別和貨物物流管理方面有著廣闊的應(yīng)用前景。
(3)嵌入式系統(tǒng)技術(shù)是集計算機(jī)軟硬件、傳感器技術(shù)、集成電路技術(shù)和電子應(yīng)用技術(shù)于一體的復(fù)雜技術(shù)。嵌入式系統(tǒng)正在改變?nèi)藗兊纳?,促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。
機(jī)場設(shè)施設(shè)備的管理水平代表著機(jī)場的智能化發(fā)展?;谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的機(jī)場設(shè)施設(shè)備管理系統(tǒng),可以有效地劃分系統(tǒng)間的管理,準(zhǔn)確定位物理位置,形成有效的管理方案,從而提高機(jī)場的綜合保障能力和工作效率。物聯(lián)網(wǎng)由四層組成:感知層由RFID、傳感器和GPS 組成,網(wǎng)絡(luò)層由互聯(lián)網(wǎng)、無線局域網(wǎng)和無線廣域網(wǎng)組成,系統(tǒng)層由數(shù)據(jù)挖掘、信息安全和云組成,應(yīng)用層由智能交通組成,綠色建筑與智能物流。2018 年,全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備(不包括平板電腦、智能手機(jī)和筆記本電腦等)數(shù)量達(dá)到70 億臺,并保持每年15%以上的穩(wěn)定增長率。
機(jī)場樓宇控制系統(tǒng)是高度物聯(lián)網(wǎng)化的公共環(huán)境,可以實現(xiàn)信息的采集、分析和交換,提高設(shè)備維護(hù)效率,節(jié)約能源。它主要是由照明、電梯和空調(diào)組成的自動管理系統(tǒng),由溫度和煙霧探測、閉路監(jiān)控組成的防火報警系統(tǒng),由門禁和防盜報警組成的安防系統(tǒng)由機(jī)電設(shè)備三個子系統(tǒng)組成。三個子系統(tǒng)通過TCP/IP 協(xié)議的以太網(wǎng)集成到樓宇控制系統(tǒng)中,通過RS485 和Lon Works 等現(xiàn)場總線結(jié)合航班和乘客信息控制航站樓相關(guān)區(qū)域的設(shè)備運行。
機(jī)場作為重要交通樞紐,安全是民航業(yè)生存和發(fā)展的基礎(chǔ),由磚墻、金屬圍欄類形成的物理圍界構(gòu)成了機(jī)場安全的第一道防線,由探測器、攝像頭、聲光報警器和照明燈具組成的周界安防警報系統(tǒng)是機(jī)場安防工作的重要組成部分,當(dāng)振動探測器、紅外對射、張力圍欄等裝置檢測到入侵時,報警信號由總線制協(xié)議轉(zhuǎn)換為TCP/IP 協(xié)議,由環(huán)形以太網(wǎng)發(fā)送至監(jiān)測系統(tǒng),利用聲光報警裝置對入侵者發(fā)出警告,同時將觸發(fā)報警區(qū)域的監(jiān)控畫面顯示在監(jiān)控室屏幕上。
行李信息與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)聯(lián),實現(xiàn)行李的準(zhǔn)確分揀和實時定位跟蹤。首先,讀取行李RFID 標(biāo)簽上的IATA 行李編號,訪問BHS(行李分揀系統(tǒng))服務(wù)器查詢BSM(行李源信息),獲取行李的航班號、目的地、旅客姓名等信息,最后,訪問結(jié)果被轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)XML 格式并保存到本地數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,供乘客和工作人員通過web、PDA 或手機(jī)查詢行李的實時狀態(tài)。
為了響應(yīng)國家藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的號召,各機(jī)場逐步使用登機(jī)橋橋載設(shè)備替代APU 為飛機(jī)供應(yīng)冷氣和電能。采用Zigbee 協(xié)議,傳感器類節(jié)點負(fù)責(zé)采集橋載空調(diào)和電源的工況數(shù)據(jù),高精度傳感器記錄橋載設(shè)備的使用情況,由現(xiàn)場數(shù)據(jù)集中器匯總所有節(jié)點的輸出數(shù)據(jù),經(jīng)過LAN 接入點由設(shè)備網(wǎng)上傳至服務(wù)器,實現(xiàn)對橋載設(shè)備運行狀況的實時監(jiān)控。
RFID 是Radio Frequency Identification 的縮寫,即射頻識別,俗稱電子標(biāo)簽。射頻識別技術(shù)是一種利用無線數(shù)據(jù)識別物體的技術(shù)。它是無線通信技術(shù)與半導(dǎo)體技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它是應(yīng)用最廣泛的非接觸式自動目標(biāo)識別技術(shù)之一。
RFID 標(biāo)簽具有數(shù)據(jù)存儲容量大、信息處理速度快、存儲信息自由更改、存儲數(shù)據(jù)加密、無直接向終端用戶開放的物理接口等特點,可以更好地保證設(shè)備的安全。此外,還可以使用一些加密算法來實現(xiàn)信息的安全管理。讀卡器和標(biāo)簽還可以相互驗證,以實現(xiàn)安全通信和存儲。RFID 技術(shù)涉及信息、制造和材料等諸多高科技領(lǐng)域,包括芯片設(shè)計與制造、天線設(shè)計與制造、標(biāo)簽封裝、系統(tǒng)集成、信息安全等。隨著芯片技術(shù)、天線技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,RFID系統(tǒng)的體積和功耗越來越小,成本越來越低,功能越來越靈活,操作快捷方便,具有很多優(yōu)點目標(biāo)識別和運動目標(biāo)識別以其便于目標(biāo)跟蹤和管理的特點,被廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)和生活領(lǐng)域。RFID 技術(shù)已成為21 世紀(jì)最流行的技術(shù)之一。
RFID 為各個行業(yè)的實時、動態(tài)和可視化管理提供了有效手段。RFID 電子標(biāo)簽具有體積小、容量大、使用壽命長、可重復(fù)使用等特點。與傳統(tǒng)的識別技術(shù)相比,RFID的優(yōu)勢在于可以改變RFID 芯片的內(nèi)部數(shù)據(jù),這意味著不同流程的操作員可以在RFID上添加注釋記錄,以便獲得更完整的信息。同時,RFID 芯片可以制作得非常小,這使得它更方便地與物體集成。根據(jù)工作頻率的不同,RFID標(biāo)簽分為低頻(LF)、高頻(HF)、超高頻(UHF)和微波波段(MW)。
條形碼是一種圖形標(biāo)識符,它根據(jù)一定的編碼規(guī)則排列多個不同寬度的黑色條和空白,以表示一組信息。一維條碼是由一組不同厚度的條碼和空格、黑白(或顏色)及其對應(yīng)字符(數(shù)字和字母)組成的標(biāo)記,即傳統(tǒng)條碼,如圖1 所示。
二維條碼是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面(二維方向)上分布的條、空相間的圖形來記錄數(shù)據(jù)符號信息,如圖2 所示
二維條碼具有存儲容量大、保密性高、可追溯性強、抗破壞性強、備份量大、成本低等特點。它適用于表單、安全和保密、跟蹤、許可證、庫存盤點、數(shù)據(jù)備份等。
本項目采用基于航站樓信息模型(TBIM)技術(shù)的BLM(建筑生命周期管理),實現(xiàn)T2 航站樓建筑周期的三維智能仿真技術(shù)和樓宇智能化應(yīng)用,圍繞航站樓設(shè)計、施工和運營全生命周期,更好地管理航站樓及其信息,使整個建筑過程實現(xiàn)參數(shù)化、性能可視化、集成化、精益化和智能化。優(yōu)化設(shè)計,解決設(shè)計施工階段存在的問題和難點,實現(xiàn)機(jī)電系統(tǒng)、弱電系統(tǒng)、施工設(shè)備與機(jī)場的有機(jī)結(jié)合。搭建TBIM 臺,利用BIM 技術(shù)對機(jī)場綜合管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行可視化布局,驗證其與周邊建筑系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性,減少后期拆除改造,對機(jī)場特殊 機(jī)械安裝系統(tǒng)的設(shè)計優(yōu)化和精益施工對后期資產(chǎn)維護(hù)管理和資產(chǎn)利用效率統(tǒng)計具有重要意義。
隨著大型基礎(chǔ)設(shè)施項目的完善,各類大型建筑已開始運營維護(hù)階段,建筑設(shè)備設(shè)施的管理已成為亟待解決的問題。研究發(fā)現(xiàn),建筑后期運營成本約占整個建筑生命周期成本的80%。有效的建筑物運營管理可以大大提高建筑物的使用效率。三維設(shè)備設(shè)施管理系統(tǒng)是一套基于BIM 三維可視化運營管理平臺,利用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)、RFID 技術(shù)和二維碼技術(shù)的動態(tài)數(shù)據(jù)平臺。
設(shè)備管理模式多種多樣,設(shè)備設(shè)施的全生命周期管理(論證、選型、設(shè)計、制造、采購、安裝、使用、報廢)是現(xiàn)代設(shè)備管理的重要手段。設(shè)備設(shè)施管理就是在設(shè)備設(shè)施使用和維護(hù)的最長生命周期階段,組建優(yōu)秀的團(tuán)隊,制定完善的制度,采取科學(xué)的手段對設(shè)備設(shè)施進(jìn)行使用和維護(hù),以最大限度地提高能源效率,延長使用壽命,從而達(dá)到企業(yè)降低成本、提高效率的目的。
設(shè)備設(shè)施系統(tǒng)由系統(tǒng)服務(wù)器和系統(tǒng)管理軟件組成。系統(tǒng)通過與單個系統(tǒng)的接口、物聯(lián)網(wǎng)傳感器和系統(tǒng)二維碼標(biāo)簽獲取系統(tǒng)所需的設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)、故障信息、維修數(shù)據(jù)、計費數(shù)據(jù)等?,F(xiàn)場設(shè)備可分為設(shè)備設(shè)施標(biāo)簽條碼(RIFD 標(biāo)簽、二維條碼)和手持終端設(shè)備。機(jī)場設(shè)備設(shè)施資產(chǎn)包括有形資產(chǎn)(生產(chǎn)設(shè)備、非生產(chǎn)設(shè)備、備品備件和材料等)和無形資產(chǎn)(管理程序、流程、人員、知識等)。對于這個龐大而復(fù)雜的系統(tǒng),一個運行良好的設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)是提高資產(chǎn)利用率、降低生產(chǎn)成本、提高企業(yè)效益的有效保證。具體體現(xiàn)在:維修工作標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化:通過建立完善的資產(chǎn)管理臺帳,對資產(chǎn)進(jìn)行統(tǒng)一編號、記錄、盤點、查詢、分析、上報,優(yōu)化維修工作流程,建立有效的維修績效指標(biāo)管理。
機(jī)場設(shè)備設(shè)施管理系統(tǒng)主要記錄機(jī)場內(nèi)所有設(shè)備設(shè)施的臺賬。它是一個基于局域網(wǎng)的計算機(jī)信息管理系統(tǒng),而不是用于實時事務(wù)處理或過程控制的工業(yè)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)所有功能的實現(xiàn)和開發(fā)不會影響設(shè)備設(shè)施的運行。主要功能包括:設(shè)備設(shè)施臺帳管理、知識庫管理、維修申請管理、合同管理、流程管理、備件管理、查詢統(tǒng)計功能和系統(tǒng)管理。
總體而言,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用可以有效提高機(jī)場設(shè)備設(shè)施的實用性和自動化程度。機(jī)場管理機(jī)構(gòu)應(yīng)高度重視物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),加快先進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用和推廣。