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条码技术在民航机场离港系统中的应用
作者：李 鹏 张 帆
来源：《科技传播》2010年第21期
摘要 在机场的离港系统中,条码技术被广泛应用,尤其是在旅客、行李处理过程中。旅客所持的登机牌、行李牌都带有条码信息。在旅客安检、行李分拣、旅客登机等过程中,条码信息都会被扫描,从而快速定位、识别旅客和行李,实现数据的自动识别及采集,进行后续相应的业务操作。文章详细介绍了目前机场使用的一维条码、二维条码,具体包括128码、交插25码、PDF417码、QR码的条码技术和应用。
关键词 条码技术;一维条码(128码、交插25码、);二维条码(PDF417码、QR码);行李分拣系统;旅客自助值机
中图分类号TP391 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)30-0197-02
条码技术始于20世纪40年代,是诸多自动识别技术(磁条识别技术、光学字符识别技术、图象识别技术、射频识别技术、生物特征识别技术等)中的一种。由于条码具有准确、快速、方便、经济等特点,所以很快被应用到了计算机管理的各个领域,成为信息采集及防伪的重要手段。
目前,在机场的离港系统中,条码技术被广泛应用,尤其是在旅客、行李处理过程中。旅客所持的登机牌、行李牌都带有条码信息。在旅客安检、行李分拣、旅客登机等过程中,条码信息都会被扫描,从而快速定位、识别旅客和行李,实现数据的自动识别及采集,进行后续相应的业务操作。
机场使用的条码,包括一维条码、二维条码,具体包括128码、交插25码、PDF417码、QR码等,下面分别对这些条码技术和应用进行介绍。 1 一维条码
一维条码只是在一个方向(一般是水平方向)表达信息,而在垂直方向则不表达任何信息,其一定的高度通常是为了便于阅读器的对准。一维条码的应用可以提高信息录入的速度,减少差错率,可直接显示内容为英文、数字、简单符号;贮存数据不多,主要依靠计算机中的关联数据库。目前国内机场各个系统正在使用的条码大多为一维条码。 2 128码
128码是一种长度可变、连续性的一维条码。由于可表示从 ASCII 0 到ASCII 127 共128个字符,故称128码。128码采用四种单元宽度,每个条码字符由三个条和三个空共十一个模块组成。与另外一种一维条码—39码相比,128码单位长度里内包含的数据更多,在包含相同数
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据、相同长度的条码中,条码更稀疏。对于机场来说,即使打印的清晰程度差一些,也能被扫描设备正常识别。
在中国的大部分机场,值机柜台上为旅客打印的登机牌中,所包含的条码一般都为128码。为了能够唯一定位旅客,登机牌条码中至少包含的信息为:航班号、起飞日期、起飞城市、登机号。除了上述信息外,在实际的条码信息中,还包含了旅客的座位号。这是为了检查旅客登机牌上的座位号和系统中的座位号是否一致,如果发现不一致,可以及早为旅客更换登机牌,避免到飞机上因为座位错误造成的冲突。造成座位不一致的原因可能是旅客要求换座位后,值机员忘记更换登机牌、临时更换飞机造成座位布局变化等。
条码包含数据为定长18位。图1是一个条码的例子。航班号:CA1358,日期21号,座位15A,出发城市北京,登机号042。 3 交插25码
交插25码是一种比较简单的条码,其字符集仅包括0-9的数字。交插25码有两种单元宽度,每一个条码字符由五个单元组成,其中二个宽单元,三个窄单。和工业25码不同的是,交插25码的条和空都表示信息。这种条码主要用于仓储、运输、包装、航空等领域。
目前在旅客行李牌上使用的条码类型一般为交插25码。其包含的信息为9位数字,其中前三位数字为航空公司代码,如999代表中国国际航空公司,后6位为离港系统生成的数字编码,其生成规则可以保证在一段时间内生成的数字不重复。图2是一个旅客行李条码的例子。 对于旅客的行李,需要行李分拣系统根据其行李牌号,确定该行李应搭乘的航班,按照航班分拣到指定的出口,再搬运到飞机上。目前航班及行李牌号的对应关系,是通过离港系统向行李分拣系统发送BSM(行李信息服务)报文完成的,那么为什么不直接将航班信息包含在条码信息中呢?要知道,行李牌条码是通过行李传送带旁边的多角度的读取设备自动读取的,和人工手持行李牌进行扫描相比,识别难度要大很多。如果要加入更多的信息在行李牌条码中,则势必要使用更复杂的条码类型,条码更密集,对读取设备的要求也就更高,增加了系统成本。而目前使用的交错25码由于包含信息简单,非常容易被设备识别,因此成为了行李系统的首选。 4 二维条码
在水平和垂直方向的二维空间存储信息的条码, 称为二维条码。和一维码相比,二维码可直接显示英文、中文、数字、符号、图型,数据贮存数据量大。在相同面积情况下,二维条码比一维条码信息含量高几十倍。另外,二维条码的保密性高(可加密);安全级别最高时,损污50%仍可读取完整信息。
在民航系统中,二维条码由于其包含的信息较多,能够满足越来越复杂的民航信息技术发展的需要,正在被逐渐推广和使用。目前登机牌的二维条码中,除了包含航班号、日期、登机号等索引性质的数据之外,还包含客票票号、PNR编码、常旅客号、舱位、值机源等信息。而一维
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条码出于受信息容量的限制,无法包含如此丰富的信息,其他数据需要依赖后台的数据库的支持。因此,从某种程度上说,二维条码扩展了条码简单的“编号”功能,一定程度上实现了“大容量便携数据存储”的功能。 5 PDF417码
PDF417条码是一种线性堆叠式二维码,是在一维条码编码原理的基础上,将多个一维码在纵向堆叠而产生的,目前应用最为广泛。PDF是取英文Portable Data File三个单词的首字母的缩写,意为“便携数据文件”。因为组成条码的每一符号字符都是由4个条和4个空构成,如果将组成条码的最窄条或空称为一个模块,则上述的4个条和4个空的总模块数一定为17,所以称417码或PDF417码。一个PDF417条码可以容纳1848个字母字符或2729个数字字符,约500个汉字信息。
目前,PDF417条码主要使用在网上值机的登机牌中。这种登机牌由旅客使用普通的打印机,打印在普通的纸张上。旅客可以使用这种登机牌,直接到机场登机,节省了到机场办理登机牌的时间。由于二维码相对于一维条码而言比较复杂,因此具有相对较好的防伪造、防修改特性。另外,国际航空运输协会(IATA)在IATA Resolution 792 Bar Coded Boarding Pass标准中,也定义了PDF417作为登机牌上唯一用于编码数据的标准,并且在 “简化商务”(Simplifying the Business)的项目中,进行全面的推广。图3是一个网上值机登机牌中二维码的例子。 6 QR码
QR码的英文名称为Quick Response Code,是一种矩阵二维码。超高速识读特点是QR Code码区别于PDF417条码的主要特性。用CCD二维条码识读设备,每秒可识读30个含有100个字符的QR Code码符号,而对于含有相同数据信息的PDF417条码,每秒仅能识读3个。另外,QR码具有全方位识读特点。第三,QR码用特定的数据压缩模式表示中国汉字和日本汉字,它仅用13bit可表示一个汉字,比其它的二维条码表示汉字的效率提高了20%。
QR码的上述特点,决定了其特别适合在手机等移动设备上使用。目前QR码在机场业务中主要用于使用手机办理乘机手续的旅客。旅客可通过手机上网,办理乘机手续。成功后,系统会发送QR码到用户的手机上,作为登机的凭证。旅客无需去机场办理手续,也无需打印任何纸面的登记凭证,直接使用手机QR码登机,避免了遗忘、丢失登机牌的问题。在登机口,让所有旅客快速登机是保证航班准时起飞的必要条件,而QR码的高速识读的特点,正好满足这种快速读码,快速通行的要求。而360度全方位识读的特性,也避免了反复调整手机角度的麻烦。图4是一个通过手机值机旅客得到的QR码的例子。 总结一下条码在机场的使用流程,大致如下:
1)旅客在购票后,通过网站、手机或机场的值机柜台,办理乘机手续,得到包含条码信息的登机牌和行李牌;