ULD输送系统在空侧物流处理中心的应用

需分拣的航空快件ULD输送作业流程如图2所示。首先，装有航空快件的ULD运输车辆与ULD输送设备对接后，在防撞栏的重型过渡滚筒过渡后将ULD顺利推进靠近掏箱区的存储区万向轮平台上。根据掏箱作业需求，将ULD沿输送区移动到掏箱区特定的滚筒台上，操作人员将ULD内的航空快件搬运至掏箱输送线上。完成卸货后，ULD经过输送区进入装箱区的滚筒台，工作人员将分拣后的航空快件装入ULD中。随后，当通过称重系统获取装载航空快件后的ULD总重量数据时，这些数据将被传输至数据处理模块，并与相应的ULD进行关联。最后，ULD再次通过输送区进入靠近装箱区的存储区，最终装入指定航班的运输车辆。

图2 ULD输送作业流程图三

三、ULD输送系统设备组成

1.万向轮平台和防撞栏

万向轮平台主要用于空侧物流处理中心的输送区和存储区，旨在解决ULD的移动和缓存问题。万向轮平台由标准模块和非标模块的万向轮台组成，模块之间的高度差小于2mm，确保多个模块之间顺畅输送。万向轮台的面板采用花纹钢板，并经过热镀锌处理，以避免花纹钢板生锈；同时具有防滑功能，有效避免操作人员滑倒，万向轮平台图如图3所示。在面板的圆孔内设有万向轮，面板和万向轮通过螺栓固定在支撑架上。万向轮选择机场专用的，可以360°自由旋转，同时配备保护盖，减少货物掉入圆孔的风险。万向轮呈矩阵式排布在平台上，顶部距离面板高出10mm以上，确保ULD移动时不与面板接触。通过万向轮平台，ULD可以自由移动到指定位置或其他相邻设备上，实现ULD在平台上任意位置的移动或停留。万向轮平台的输送面高度与运输车辆（如拖车、台车和叉车等）的输送高度相同，能够实现ULD在万向轮平台与运输车辆之间的快速输送。

图3 万向轮平台

万向轮平台外侧与运输车辆的对接处设有防撞栏，防撞栏如图4所示，旨在防止运输车辆与万向轮平台碰撞。防撞栏上装有活动挡板，可有效防止ULD从万向轮平台滑出。操作人员踩下活动挡板时，ULD可以自由进入或推出万向轮平台。此外，在防撞栏上还安装了重型过渡滚筒，方便ULD在万向轮平台和固定设备之间的移动，避免在输送过程中ULD变形或损坏，从而降低ULD的损坏率。

图4 防撞栏

2.滚筒台

滚筒台主要应用于空侧物流处理中心的航空快件掏箱区和装箱，旨在解决航空快件掏箱和装箱过程中ULD的固定问题。该设备由无动力滚筒、面板、限位挡板和侧挡板等部分组成，滚筒台俯视图如图5所示。无动力滚筒和限位挡板穿过面板上的安装孔，牢固地固定在框架上。每台标准模块的滚筒台设计包括4排滚筒，每排有11个滚筒，纵向间距为235mm。采用弹压式滚筒，方便安装和维护。为方便操作人员行走，滚筒之间设有中间走道。滚筒顶部高出面板10mm以上，而滚筒台的三边侧挡板高出滚筒顶部50mm以上，确保ULD在滚筒台上受到有效限位。进入滚筒台后，通过限位挡板固定ULD，避免在掏箱和装箱过程中ULD大幅移动，确保操作人员的安全。放下限位挡板后，ULD能够从设有限位挡板的一侧推入或推出，提高ULD进出航空快件装卸区的效率。为便于ULD固定，滚筒台面上设置了多个固定距离的限位挡板。另外，在滚筒台侧挡板外侧设置走道，方便操作人员掏箱和装箱作业。

图5 滚筒台俯视图

3.升降滚珠台

升降滚珠台被应用于ULD输送设备的消防通道，旨在解决消防紧急情况下操作人员快速撤离的问题。该设备由主框架、移动框架、升降框架、驱动装置、导向装置、滚珠和面板等部分组成，升降滚珠台结构示意图如图6所示。面板采用花纹钢板，通过螺栓固定在主框架上。滚珠穿过面板上的安装孔，固定在升降框架上，可实现快速更换。驱动装置固定在主框架上，推动移动框架左右移动，从而使升降框架在导向装置的限位作用下进行垂直升降。触发式限位开关设置在高位和低位，用于控制驱动装置达到高位或低位时停止，确保滚珠保持在相应的位置。在正常工作状态下，滚珠位于面板上方，允许ULD移动和人员通行。当发生消防紧急情况时，消防系统发送滚珠下降信号，使升降框架快速下降，让固定在其中的滚珠快速下降到面板下方，为操作人员提供快速撤离通道。

图6 升降滚珠台结构示意图

4.称重系统

在滚筒台下方安装称重系统，形成滚筒称重台，实现ULD的快速称重功能，滚筒称重台用于称重装箱的ULD重量。称重系统由称重传感器、通信模块和处理模块等组成，称重系统数据通讯的连接示意图如图7所示。通讯模块用于称重传感器和处理模块之间的数据通讯，处理模块用于显示和处理称重数据。单台设备可以通过串口向显示器发送重量数据，多台称重设备通过网络线连接服务器，可以实现数据的存储和查询，并通过蓝牙与手持终端系统连接，实现称重数据的交互。在称重台的支腿和框架之间，使用螺栓固定安装了4个称重传感器。这4个传感器均匀分布在框架下方，跟随称重台的支腿布置位置呈矩形形状。通过增加或减少不同厚度的垫板来调整支腿的高度，以确保称重台的平稳性和称重数据的准确性，滚筒称重台支腿局部示意图如图8所示。

图7 称重系统数据通讯的连接示意图

图8 滚筒称重台支腿局部示意图四

四、应用成效

本文基于Plant Simulation软件对快件中心模块化仿真建模进行研究，搭建了矩阵分拣机、交叉带分拣机和各类工人的参数化、模块化仿真模型。通过修改相应的参数，可以一键生成不同规格的分拣机模型和各类工人模型。基于以上模块，本文快速搭建了一个双层快件中心仿真模型，运行仿真模型并收集数据，给出优化建议。将分拣机和工人的仿真模型进行模块化和参数化，提高了建模效率，降低了建模难度，增强了建模灵活性。快件中心的规划设计是物流行业发展的必要内容，作为快件中心的重要组成要素，分拣机和工人参数化、模块化建模的研究对快件中心的规划设计有重要意义。本文针对此方面，以快速准确为核心，以灵活便捷为特点，搭建了分拣机和工人的参数化模型，对快件中心的快速建模和规划设计有重要意义。

传统的机场运营模式中，ULD的掏箱区、装箱区和分拣区被分别设置在机场的三个不同位置。ULD通过运输车辆送至掏箱区，在该区域使用万向轮台和滚筒台分别完成ULD的输送和固定。掏箱后，空的ULD由运输车辆返回装箱区。在装箱区，ULD通过动力输送辊道台进行输送和固定[6]，随后装有航空快件的ULD由运输车辆送至航空集装器处理系统进行分拣和储存。此外，该运营模式需要动力辊道输送机和集装器识别模块等设备支持。尽管该流程能独立完成ULD的掏箱、装箱和转运操作，有助于航空货物的掏箱和装箱作业和ULD的分拣，但频繁转运和长距离运输降低了ULD的输送效率，掏箱区、装箱区和分拣区分开布置也占用了机场重要空间。

与传统模式相比，本文提出的空侧ULD输送系统中设备的布局，给作业流程带来显著改善。通过场地布局的精心优化，将ULD的输送区、存储区、掏箱区和装箱区集中设置于空侧物流处理中心的同侧，不仅实现了ULD的移动、存储和固定，还能够内部完成ULD的输送、掏箱和装箱操作，ULD不再需要经历从掏箱区到装箱区、装箱区到分拣区的运输车辆周转，有效减少了ULD的二次周转，预计可将减少ULD周转和等待时间约30分钟/个，减少16辆运输车辆，从而提高ULD的输送效率。

此外，空侧ULD输送系统设计了长的存储区，满足多个航班ULD的存储需求。经过输送区分拣后，装箱好的ULD直接进入指定储存区，减少了进入航空集装器处理系统分拣的环节。另外，预计可减少航空集装器处理系统中分拣的8套动力辊道输送机和1套集装器识别模块等设备，从而节省约100平方米的机场面积。这不仅降低了物流企业在航空快件运输过程中的设备投资成本，同时减少了设备的维护成本，有效降低了航空快件的物流成本。

本文提出的空侧ULD输送系统还考虑到消防安全需求，设计了配备升降滚珠台的消防通道，确保操作人员的安全。系统设计中着重于操作的便利性和安全性，采用无动力输送方式减少误操作风险，并应用热镀锌花纹面板提升防滑和耐腐蚀性，有效减少事故和伤害发生率，同时降低能源消耗，符合国家绿色发展的战略方向。五

五、结语

本文提出的空侧ULD输送系统，通过创新的设备布局和作业流程，不仅可有效提升ULD处理的效率和降低航空快件的物流成本，还有助于节省机场内部的空间，同时也将有力推动航空物流行业走向绿色和可持续的发展道路。随着物流设备技术持续创新和设备不断优化，对未来更智能化的ULD输送设备充满期待，相信这将为航空物流行业带来更多可能性和便利，让我们共同期待航空物流行业在智能化装备的推动下迎来更加繁荣和发展。

参考文献:

[1]付豪.我国ULD自动装箱打板设备发展研究[J].运输经理世界,2022(05).

[2]赵悦琼.全时效航空快件中心空侧ULD拖车的一种调度模型[J].物流工程与管理,2018(9).

[3]伍祖槐,沈利华,吴娱.航空集装器处理系统设计与仿真研究[J].物流技术与应用,2020(04).

[4]发明专利:一种ULD多功能自动装卸输送设备及控制方法.

[5]实用新型专利:一种ULD多功能输送设备.

[6]王宾,王爱荣,高波.航空集装器自动组板的输送积存及整理技术[J].军事交通学院学报,2017(5).