机场智造 | 科研老兵的创新之路

7月，快速恢复的客流量给民航业带来了期待已久的“复苏时刻”。同样是在今年夏天，深耕工艺专业设计领域30多年的科研老兵冀晓宏也收获了自己职业生涯中的重要成果——7月21日，国家知识产权局公布第二十四届中国专利奖授奖决定，由冀晓宏发明的实用型专利“交运行李处理系统”获得中国专利银奖。

民航总院资深设计师冀晓宏工作照

这一荣誉不仅是对奋战在科研、设计生产一线几十年的冀晓宏科研能力的认可，也代表着其所在的中国民航机场建设集团有限公司（以下简称“民航机场建设集团”）在科技创新和专利保护运用方面取得重大突破。民航机场建设集团党委书记、董事长蔡颢表示，知识产权自立自强，是民航业高质量发展的底气。近年来，民航机场建设集团高度重视科技体制改革和创新体系建设，通过多种方式鼓励、引导员工进行技术创新和科技成果转化。此次斩获中国专利银奖，正是公司激发科技创新活力的生动体现。

找出问题，是创新的基点

机场是冀晓宏再熟悉不过的地方。自1997年进入民航机场建设集团以来，他扎根民航机场设计领域，深入钻研行李、安检、货库和机库等设施设备的工艺设计，开拓出民航机场建设集团工艺设计一片新的领域，建立了民航特色工艺设计平台和团队。

作为民航人，冀晓宏是民航机场建设集团所属民航机场规划设计研究总院有限公司（以下简称“民航总院”）航空物流所资深设计师，先后担任广州联邦快递亚太转运中心、厦门高崎机场三期扩建、重庆机场新建第二跑道和东航站区及第三跑道等国家重大项目负责人。这些工作经历恰如中国民航业由小到大，直至运输总周转量跃居世界第二位这一发展历程的细密注脚。

天津机场 T2 航站楼行李处理系统实景图

在冀晓宏看来，机场是忙碌而充满生机的。“每一个机场都是人流、物流和信息流的汇集场所。‘三大流’能否有序运转、高效衔接，决定了航班的安全水平、机场的运行效率以及旅客的出行体验”。

多年来，冀晓宏的工作始终围绕着“三大流”中的物流，尤其是行李和安检设计展开。“在工作中，我有机会参与一些大中型机场行李安检项目的方案论证、检测”。冀晓宏表示，这些工作经历不仅加深了他对国内大中型机场行李安检状态的了解，也让他发现了其中的难点和痛点——一方面，随着中国经济快速发展，民航旅客出行人数激增。数据显示，在民航业发展势头最猛的2019年，全行业完成旅客运输量超过6.5亿人次，全国年旅客吞吐量超过1000万人次的机场达39个。这意味着，过去单纯依靠扩大机场规模、增加人员的发展模式难以为继，民航业必须引入新技术、新流程，改进航空服务。另一方面，2000年左右，全球安检领域发生重大变化。首先，2001年发生的“9·11”事件给全球航空业带来巨大影响，各国纷纷提高了对于机场爆炸物的探测要求。其次，同一时期，主流安检设备更新换代，计算机断层扫描安检机（CT机）、高速安检机（AT机）大规模应用，机场安检随之由双通道安检模式向集中安检模式转变。

冀晓宏注意到，2004年8月，以广州白云国际机场为代表的部分机场开始将CT机和AT机应用到机场行李安检系统中，通过集中安检模式查验所有托运行李。2008年前后，随着首都机场T3航站楼落成以及一批新建机场投运，集中安检模式逐渐在大中型机场落地开花。

然而，在实际使用过程中，新设备与新模式并没有预想中好用。“问题主要出在集中安检模式带来的可疑行李开包上”。冀晓宏介绍说，《民用航空安全检查规则》明确规定，旅客的托运行李物品应当经过民航行李安检设备检查。当发现可疑物品时，民航安检机构应当实施开箱包检查等措施，排除疑点后方可放行。对没有疑点的托运行李可以实施开箱包抽查。当实施开箱包检查时，旅客应当在场并确认箱包归属。

“难就难在‘旅客在场’这几个字上”。冀晓宏进一步解释道，在集中安检模式下，旅客在值机柜台办理完手续后，行李并不会被立即检查，而是被行李系统传送到后台分拣区进行机器判读和人工判读。被判读为可疑的行李将被送到开箱包的地方，由工作人员当着旅客面进行查验和处理。在这一过程中，旅客与行李是分开的。“旅客在完成值机后，有可能前往机场内的很多地方，比如公共区域的餐厅、商店，控制区内的休息室、登机口等。安检部门发现可疑行李后，很难在第一时间找到旅客，只能通过广播或者现场寻人的方式‘大海捞针’，这是一个很耗费时间的过程。开箱包位置不固定，在开箱包工作中不断有新的航班托运行李，不断有新的可疑行李出现，不断需要找到对应的旅客进行开箱包检查，安检人员顾此失彼，疲于应付。由此带来的问题，除影响旅客出行体验外，还会影响航班的正点率和机场的运行效率”。

“三大创新点”，成就核心技术

听起来是件小事，但在实际工作中，由托运行李开包检查带来的问题令人头疼。行李处理系统是机场运行的核心系统之一。对大中型机场而言，该系统是机场最大、最复杂的技术设备，关系到航空安全及航班正点率。

经过多年观察，冀晓宏发现，问题出在国际通行的集中安检模式不能很好地与中国民航运行实际相匹配上。“出于安全考虑，中国民航的安检标准更为严格。除爆炸物探测外，我们还要在旅客托运行李中找出锂电池、打火机等不能托运的违禁品和管制品。这些物品在托运行李中的数量占比很高，导致一些机场的开箱包率高居不下”。

按照相关规定，对托运行李进行开包检查时，旅客与行李必须一一对应。因此，机场每天都要安排大量的安检人员和车辆带着行李在机场的不同区域寻找旅客。与此同时，行李作为机场物流中的核心因素，直接影响航站楼的运行效率，一旦不能准时送上飞机，就会造成航班延误等问题。冀晓宏介绍，“近年来，国内外相关机构及各机场都在研究这个难题，并推出了多种改良型安检模式，但应用效果差强人意。随后，一些机场不得已重新采用双通道安检模式。虽然这种模式存在占用公共区面积较大、安检技术不先进、值机效率低等问题，但它的好处也很明显，那就是人包不分离、点对点，寻找旅客更方便，大大提高了开箱包检查效率。”

天津机场T2航站楼出港大厅行李系统典型应用场景

这种解决方案并不是冀晓宏想要的。“我们都知道新设备、新技术对于民航业未来发展大有裨益。作为设计人员，我们应该考虑如何把先进技术应用好，如何将设备的效率优势发挥出来”。

在发现问题之初，冀晓宏就在思索如何既能应用先进设备，又能最大程度减少托运行李开箱包检查带来的影响。经过几年的观察与思考，2008年，冀晓宏发表了阶段性研究成果——《民用机场安全检查设施现状与分析》。这篇论文对已有的集中安检模式进行了剖析，分析这种模式的痛点和难点，由此提出了主攻方向和解决思路：一是对托运行李根据国情进行分级分类；二是将开箱包间设置在公共区，并实现旅客、行李与安检信息传递同步，以及旅客流程、行李流程与安检流程动态匹配；三是对不同航班提供不同等级的安防保障。

这套解决方案充分利用自动化的行李系统，可有效提高机场运行效率。按照上述研究设想，旅客办理托运手续后，行李会被自动送往后台。经过CT机、AT机等设备进行机器判读以及人工判读后，被标记为可疑的行李将被自动送到旅检通道旁边的高危开包间或低危开包间。“搭乘飞机的旅客都要进行安检，因此安检口是拦截旅客的最佳位置。只要这套系统对行李的判断足够及时、准确，能够保证影响开箱包的各种信息实时在安检口汇聚，当旅客抵达安检口时，工作人员就已经知道是否需要对其进行拦截，以便当面核验行李。在相应开包间完成检查并进行处理后，没有问题的行李会被送回处理系统，进行自动化运输和分拣。”

听上去很流畅，但这套系统会好用吗？这个问题只有实践能够给出答案。找到主攻方向后，冀晓宏尝试在不同机场的行李安检系统设计和建设中，对若干创新点进行分阶段试用、考核和验证。2011年，民航总院承揽了天津机场T2航站楼的设计项目。借此机会，冀晓宏和同事们希望能够让自己的科研成果全面落地。

机场建设是一项复杂的系统性工程，不仅涉及旅客服务，更关系到航空安全。一般情况下，机场建设首选成熟、稳定、可靠的技术和方案。作为一项科研成果，没有实际应用案例的“交运行李处理系统”专利并不具备任何优势。“不仅如此，当时还有一个很不利的使用条件。”冀晓宏告诉记者，“在行李安检方面，2008年4月投产的天津机场T1航站楼采用的是传统的集中安检模式。开包找旅客是困扰机场安检、行李和地服等部门多年的‘老大难’，一听‘集中安检’这4个字，相关人员个个头大。为此，天津机场专门组织了关于安检模式的调研。通过调研，安检部门强烈要求采用传统模式，首要解决行李现场开箱包问题。”

天津机场 T2 航站楼效果图

项目落地难度之大，过程之艰辛，历历在目。“我们花了一年多时间进行新型集中安检模式的方案分析、论证和比选，一遍又一遍介绍我们的方案和应用优势。”冀晓宏感慨，压力最大的时候，我们也想过放弃。“用传统模式也好，建设起来没压力也没问题。但传统模式的效率和人员等问题摆在那儿，不能不解决。一直以来，民航机场建设集团的传承是‘建一个机场、树一座丰碑’，这种信念和使命感时刻提醒着我。”想通了这些，冀晓宏工作起来更坚定了。面对各种质疑，他耐心地阐述各种处理方案的利是什么、弊是什么、风险是什么、收益是什么……“我们要用数据说话，好的方案不怕比较。”

围绕使用模式，冀晓宏和同事们制订了十几套方案，考虑到了每一种运行应急情况以及相应的解决方案。最终，他们的努力打消了业主方的疑虑。这个在当时看来颇具前瞻性、创新性的交运行李处理系统方案最终获得了天津机场的认可，获得了实施的机会。

在交运行李处理系统方案落地阶段，冀晓宏要关心的事情更多了。从一套“好系统”到一套“好用的系统”，这其中有很多挑战要应对。以生产图纸为例。冀晓宏介绍，当时仅审核图纸这一项，他和同事们就马不停蹄地干了3个月。“从工艺图、控制图到流程图、结构图，每一张生产图纸的每一个节点，我们必须与制造商的技术人员进行沟通、落实和确认，确保重要创新点在落地过程中万无一失”。

精益求精的态度和执着的精神，让交运行李处理系统在天津机场T2航站楼成功落地。2014年8月，交运行李处理系统成功投产，首次实现了高危、低危以及安全行李的多种分类分级处理；实现了在机场公共区对可疑行李和对应旅客同步拦截，检查后的行李自动返回行李输送线；实现了初筛与精查高效组合，完成了特定航班行李的不同安全检查。经过多年应用，这套交运行李处理系统成为国内新型安检流程标杆。

创新为帆，勇立时代潮头

在天津机场T2航站楼的成功实践，使冀晓宏设计的交运行李处理系统方案引起业内关注。不少机场在改扩建之际都会前往天津机场进行调研、考察和学习。目前，除天津机场外，该专利已应用到北京大兴、长春龙嘉等大中型机场，服务旅客2.8亿人次。

随着越来越多的机场认可并采用这套系统，民航机场建设集团提高了对这一知识产权的重视程度。2019年，民航总院为交运行李处理系统申请了国家实用新型专利并成功授权。2022年9月，交运行李处理系统专利分别通过了中交集团和民航局第二十四届中国专利奖的选拔和初选。2023年7月21日，该项目成功斩获中国专利银奖，这是民航机场建设集团历史上首次获此殊荣。

中国专利银奖部分项目名单

作为中国专利领域的最高奖项，中国专利奖近年评选更加注重专利质量、社会效益及发展前景。知识产权对经济社会发展的贡献日益增加，科技自立自强是企业打造全球竞争力的核心保障。民航机场建设集团总经理王永强介绍，近年来，民航机场建设集团全面落实党中央关于科技体制改革的部署要求，积极贯彻中交集团关于深化科技体制改革和完善创新体系建设的实施意见，从加强顶层设计、健全科研管理机制、持续加大研发投入、强化科技成果转化、建立科技创新考核机制等七个方面入手，积极推动科技创新工作。例如，在健全科研管理机制方面，近3年，民航机场建设集团先后出台了20余项科研类管理制度，覆盖科技研发、考核激励、研发投入、科技人才、成果管理、平台建设全过程；在持续加大研发投入方面，民航机场建设集团完善了以集团公司总部投入为引导、成员单位投入为主体的多元化科技投入体系，每年实际投入科研经费近3000万元。

天津机场 T2 航站楼行李处理系统实景图（本文图片均由民航机场建设集团提供）

一系列体制机制保障有效激发了民航机场建设集团所属各单位的科技创新热情。时至今日，冀晓宏仍十分关注天津机场T2航站楼交运行李处理系统的运行情况。时代在进步，机场的需求也在不断增加。每年到天津机场进行实地调研回访时，他都要到分拣区看看系统使用情况，了解一线需求，进一步研究改进。除此之外，他也很在意各部门的反馈，“这是我们的作品，就像是我们的孩子一样”。

眼看着自己的“孩子”逐渐成为行业标杆和创新优等生，冀晓宏既自豪又骄傲。不过，这位科研老兵并不满足于此。他表示，由于技术限制，该系统有些功能和服务并没有做到最好。如今，随着无线射频识别、大数据、人工智能等技术出现，机场能使用的信息匹配手段越来越多。在提高旅客、行李和安检等信息匹配效率，主动服务旅客，提供“无感”行李安全检查服务等方面，智慧化的行李交运和安检工作还有许多潜力可挖。

时光荏苒，当年的“小冀”已经变成同事们眼中的“老冀”。岁月在变，冀晓宏对工作的热情毫不褪色。每次来到机场，他依旧喜欢观察与行李安检有关的所有环节，愿意深入了解行李安检部门的痛点、难点和诉求。回到办公室里，他紧盯国际前沿技术动态，思考如何把目前国内外主流的新技术和新工艺更好、更高效地运用在机场行李安检领域，思考如何使行李更安全、更快地完成托运，使旅客安全、便捷、舒适地完成旅行，切实增强旅客航空出行的获得感、幸福感。

与此同时，民航机场建设集团也在深入探索如何将科研的含“新”量转变为应用的含“金”量，将科技创新转化成自主可控的企业竞争力，充分释放中国专利奖价值，更好推动行业高质量发展，为谱写交通强国建设民航新篇章作出更大的贡献。

链接：交运行李处理系统专利技术先进性

●该专利提出了一个新型行李安检流程模式，使航站楼旅客、安检和行李流程有机结合，用少而精的先进技术安检设备，实施对行李检查拦截，并实现快速人—包对应，为行李的开包流程提供了一个可靠、冗余、高效的解决方案。该专利实现分级、分类对行李进行检查，提高了安防手段和机场的运行效率。

●该专利的技术先进性主要表现在三个方面：一是应用安检新技术装备，集中高速安检，实现高危、低危、安全行李的多种分类和分级；二是实现可疑行李和对应旅客同步拦截，检查后的行李自动返回行李输送线；三是可按机场空防及航班要求提高安检级别，初筛与精查高效组合，完成特定航班行李的不同安检级别检查。（中国民航报 记者王艺超 通讯员达旭瑶）

民航建工装配式道面安装设备获国家发明专利

近日，民航机场建设集团所属民航建工申报的“一种用于装配式道面板的定位施工设备及安装方法”发明专利获得国家知识产权局授权。

该发明专利是民航建工独立制造的一种针对装配式道面安装的设备，装拆简便、操作精准，能够快速对道面板准确定位与复查，加快了机场装配式道面整体施工速度。该发明包括机场装配式道面板定位方法，即采用定位施工设备，涉及机场道面装配式施工技术领域，包括平行设置于铺装地基上表面两侧的轨道、矩形框架、移动块、超声波测距传感器、有色光柱发射装置、反射板、电源模块及控制机构，以及机场装配式道面板定位、复查的方法。

本发明通过4个有色光柱构成可视化定位框，可跟随道面板向下垂直移动，在下放道面板的过程中不断引导道面板定位，在绝大多数情况下可实现一次性装配到位，提高了道面板定位效率。（中国民航报 通讯员孟凡泽）

民航机场建设集团两项目获第十二届“龙图杯”奖项

近日，第十二届“龙图杯”全国建筑信息模型（BIM）大赛获奖结果公布，民航机场建设集团所属民航建工承建的贵阳机场综合体项目、民航西北院设计的《安康机场设计阶段BIM技术集成应用》分别荣获第十二届“龙图杯”全国BIM大赛综合组三等奖和设计组优秀奖。

在项目建设中，民航建工项目积极组建BIM团队实现了工程项目从设计、施工、运维阶段全过程BIM应用，在项目可视化沟通、管线综合优化、预留预埋深化等方面发挥了先导作用，同时充分利用BIM技术对项目的质量、安全、施工、预算等进行精细化管理，达到了优化设计、提高施工效率及品质、节约施工成本的整体预期目标。

安康机场项目BIM设计是民航西北院首个全专业自主完成的全机场BIM设计项目，在民航业内首次基于“机场信息模型（AIM）”理念提出了“欧特克（Autodesk）平台+多软件集成应用的空地一体化”解决方案，首次基于可视化编程软件（Dynamo+C#）开发了场区BIM设计辅助插件，采用多种技术手段高质量完成了飞行区及航站区全部工程的BIM+GIS模型；并基于BIM+GIS模型进行了碰撞检查、管线综合、构件快速编码、工程量自动统计、塔台通视分析、障碍物限制面超障分析等工作。（中国民航报 通讯员冯琨、刘文博、钟衡）

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编辑|张 薇

校对|孙文瑾

审核|程 凌