GIẢI PHÁP BẢO VỆ CON NGƯỜI VÀ TRÁNH VA CHẠM KHI VẬN HÀNH PASSENGER BOARDING BRIDGE BẰNG LIDAR, SAFETY LASER SCANNER VÀ OBJECT DETECTION SYSTEMS

GIẢI PHÁP BẢO VỆ CON NGƯỜI VÀ TRÁNH VA CHẠM KHI VẬN HÀNH PASSENGER BOARDING BRIDGE BẰNG LIDAR, SAFETY LASER SCANNER VÀ OBJECT DETECTION SYSTEMS

1. Giới thiệu chung

Trong môi trường khai thác hàng không hiện đại, Passenger Boarding Bridge (PBB) – hay cầu ống dẫn hành khách lên máy bay – là một thiết bị đóng vai trò vô cùng quan trọng, kết nối trực tiếp giữa nhà ga và tàu bay. Bên cạnh chức năng chính là đảm bảo quy trình boarding/unboarding an toàn và nhanh chóng, PBB còn là khu vực hoạt động cơ khí phức tạp, chuyển động liên tục và có khả năng tiếp xúc gần với người, phương tiện mặt đất và thân tàu bay. Vì vậy, yêu cầu an toàn trong quá trình docking (tiếp cận máy bay) và undocking (rời máy bay) ngày càng trở nên nghiêm ngặt hơn.

Một trong những rủi ro lớn nhất trong vận hành PBB là va chạm với người, phương tiện, trang thiết bị mặt đất hoặc va quệt vào fuselage/door frame của máy bay. Chỉ một va chạm nhỏ cũng có thể gây thiệt hại lớn, ảnh hưởng lịch bay, gây chậm chuyến, và nguy hiểm cho nhân viên vận hành. Do đó, xu hướng mới của thế giới là tích hợp Object Detection System sử dụng LiDAR Sensors, Safety Laser Scanners và Area Monitoring Systems để đảm bảo hoạt động an toàn tuyệt đối.

Bài viết này trình bày những ứng dụng thực tế của các giải pháp cảm biến tiên tiến như picoScan100, outdoorScan3 và AOS LiDAR, được thiết kế tối ưu cho việc giám sát chuyển động xung quanh PBB, giúp giảm thiểu rủi ro, tối ưu vận hành và nâng cao hiệu suất khai thác sân bay.

2. Thách thức an toàn trong vận hành Passenger Boarding Bridge

2.1. Chuyển động liên tục và biên dạng thay đổi

Passenger Boarding Bridge không chỉ di chuyển tiến/lùi mà còn xoay, nâng/hạ và thay đổi hình dạng theo từng vị trí tiếp cận. Hệ thống Drive Bogie và Tunnel Segment phải vận hành linh hoạt để phù hợp với mỗi loại tàu bay từ narrow-body đến wide-body.

Do chuyển động đa hướng này, việc giám sát an toàn yêu cầu:

• Theo dõi đa vùng (multi-field monitoring)
• Giám sát thời gian thực với độ chính xác cao
• Phản ứng tức thời khi phát hiện nguy cơ va chạm

2.2. Môi trường hoạt động ngoài trời

PBB vận hành trong môi trường outdoor với nhiều yếu tố ảnh hưởng:

• Mưa, sương mù, bụi
• Ánh nắng mạnh gây nhiễu
• Nhiệt độ thay đổi lớn
• Độ rung, gió mạnh

Chỉ những cảm biến như LiDAR Sensor, Safety Laser Scanner đạt tiêu chuẩn outdoor mới có thể đáp ứng ổn định.

2.3. Rủi ro tiếp xúc với con người và phương tiện GSE

Các tình huống thường xuyên xảy ra:

• Nhân viên kỹ thuật di chuyển dưới PBB khi hệ thống đang hoạt động
• Xe đẩy hành lý, GPU, belt loader hoặc fuel truck chạy gần khu vực PBB
• Người đi vào vùng cấm dù vô ý hoặc không được cảnh báo

Tất cả yêu cầu xu hướng mới: cảm biến bảo vệ con người (People Protection) đạt chuẩn Safety Category.

3. Giải pháp Object Detection System cho PBB

Giải pháp tiêu chuẩn của thế giới hiện nay dựa trên ba dòng cảm biến chính từ các nhà sản xuất hàng đầu:

3.1. picoScan100 – LiDAR Sensor 2D hiệu suất cao

picoScan100 là dòng 2D LiDAR Sensor có thiết kế:

• Nhỏ gọn
• Chi phí tối ưu
• Độ quét nhanh
• Độ phân giải cao

Ứng dụng cho PBB:

1. Giám sát Drive Bogie Area
   – Thiết lập vùng bảo vệ xung quanh bánh dẫn động của cầu ống.
2. Phát hiện vật cản khi tiến gần fuselage
   – Cảnh báo sớm nếu có xe hoặc nhân viên lọt vào vùng nguy hiểm.
3. Hỗ trợ docking tự động
   – Cho dữ liệu khoảng cách và biên dạng vật thể với độ chính xác cao.

Ưu điểm nổi bật:

• Hoạt động tốt trong môi trường ánh sáng phức tạp
• Kết nối dễ dàng với hệ thống PLC của PBB
• Thích hợp cho các sân bay muốn tối ưu chi phí đầu tư ban đầu nhưng vẫn đảm bảo hiệu suất cao

3.2. outdoorScan3 – Safety Laser Scanner dành cho Outdoor Automation

outdoorScan3 là dòng Safety Laser Scanner đạt chuẩn an toàn SIL2/PL d, hoạt động chuyên dụng trong điều kiện ngoài trời.

Ứng dụng trong PBB:

1. People Protection
   – Tạo các Warning Field và Safety Field quanh phần thân PBB để đảm bảo không ai lọt vào khu vực chuyển động.
2. Collision Avoidance
   – Dừng chuyển động ngay lập tức khi vật thể xâm phạm Stopping Field.
3. Giám sát đa vùng đồng thời
   – Có thể thiết kế 4–8 vùng theo từng giai đoạn docking/undocking.
4. An toàn theo chuẩn châu Âu cho thiết bị sân bay
   – Rất phù hợp cho PBB sản xuất theo tiêu chuẩn CE Machinery Directive.

Lợi ích vượt trội:

• Chống mưa, sương mù, bụi, ánh sáng mạnh
• Độ ổn định cao khi hoạt động liên tục 24/7
• Được nhiều nhà sản xuất PBB tại châu Âu sử dụng cho model mới

3.3. AOS LiDAR – Object Detection System nâng cao

AOS LiDAR là hệ thống LiDAR cao cấp cho giám sát khu vực trong điều kiện khắc nghiệt.

Ưu điểm:

• Độ tin cậy cao trong các môi trường khó như bụi, cát, gió mạnh
• Cấu hình vùng rộng và linh hoạt
• Xử lý dữ liệu chính xác với khả năng phân biệt vật thể tốt

Ứng dụng cho PBB:

1. Monitoring Area mở rộng
   – Theo dõi toàn bộ khu vực quanh PBB, bao gồm cả tunnel, cabin và chỗ giao tiếp với máy bay.
2. Phân tích chuyển động theo thời gian thực
   – Dữ liệu có thể tích hợp cho AI-based docking system.
3. Hoạt động ổn định trong điều kiện harsh conditions
   – Rất phù hợp cho sân bay gần biển, nhiều gió, độ ẩm cao.

4. Cách thức vận hành của hệ thống Object Detection cho PBB

Hệ thống gồm 3 chức năng chính:

4.1. Warning Field

• Khi có vật thể xâm nhập
  → Hệ thống giảm tốc chuyển động của PBB
  → Cảnh báo âm thanh/đèn cho nhân viên vận hành

4.2. Stopping Field

• Nếu có người/xe/đồ vật vào vùng cực kỳ nguy hiểm
  → PBB dừng hoàn toàn
  → Chỉ vận hành lại khi khu vực an toàn 100%

4.3. Multi-field Monitoring

• Tùy theo từng pha docking:
  • Approaching Phase
  • Positioning Phase
  • Final Adjust Phase
    → Hệ thống tự động chuyển đổi vùng bảo vệ.

5. Lợi ích mang lại cho sân bay và hãng khai thác

5.1. Giảm thiểu sự cố va chạm

Tránh va chạm với:

• Tàu bay
• Xe GSE
• Nhân viên
• Trang thiết bị

5.2. Tối ưu vận hành và rút ngắn thời gian quay đầu

• Hệ thống cảnh báo sớm giúp thao tác nhanh hơn
• Hỗ trợ tự động hóa cho docking chuẩn xác

5.3. Giảm chi phí bảo trì và thiệt hại

• Hạn chế hỏng hóc PBB
• Tránh sự cố gây hư hại vỏ máy bay (repair cost lớn)

5.4. Đảm bảo tiêu chuẩn an toàn quốc tế

• ICAO
• EASA
• CE Machinery Directive
• EN ISO 13849-1

6. Kết luận

Việc tích hợp picoScan100, outdoorScan3 và AOS LiDAR vào Passenger Boarding Bridge là xu hướng tất yếu để nâng cao an toàn, giảm rủi ro và tự động hóa quá trình docking/undocking. Những giải pháp này mang lại khả năng giám sát chính xác, bảo vệ con người và thiết bị, đồng thời tăng hiệu suất khai thác cho sân bay.

Hệ thống Object Detection System không chỉ giúp giảm thiểu sự cố mà còn là tiêu chí quan trọng trong chiến lược phát triển sân bay thông minh (Smart Airport) và tự động hóa vận hành thiết bị mặt đất.

Nguồn: https://www.sick.com/sg/en/

Xem thêm các sản phẩm của Sick tại đây.