大型機(jī)場旅客捷運(yùn)系統(tǒng)運(yùn)輸組織模式

陳 祥

（上海市政工程設(shè)計研究總院（集團(tuán)）有限公司，高級工程師，上海 200092）

1 前言

國外許多大型國際機(jī)場都設(shè)置旅客捷運(yùn)系統(tǒng)作為內(nèi)部運(yùn)輸工具，一方面提高旅客服務(wù)水平，另一方面通過捷運(yùn)運(yùn)輸高效率實(shí)現(xiàn)的空間延伸，比較經(jīng)濟(jì)地提高機(jī)場空側(cè)和陸側(cè)容量。我國近年城市發(fā)展迅速，航空業(yè)務(wù)量增長迅速，為了減少機(jī)場旅客走行時間，提高服務(wù)水平，許多大型機(jī)場提出建設(shè)旅客捷運(yùn)系統(tǒng)。與一般城市軌道交通和鐵路系統(tǒng)相比，機(jī)場捷運(yùn)系統(tǒng)規(guī)模雖小，但同樣包括土建工程、控制工程、能源輸入輸出工程以及機(jī)電設(shè)備運(yùn)用工程等內(nèi)容，要符合機(jī)場規(guī)劃建設(shè)的“高標(biāo)準(zhǔn)、高可靠性、高頻率，低運(yùn)量、低成本、低維護(hù)”的要求，合適的捷運(yùn)運(yùn)輸方式就顯得非常重要。

2 客流特征

與城市軌道交通客流不同，機(jī)場捷運(yùn)旅客以商務(wù)旅客為主，商務(wù)旅客除了對時間要求比較高、對服務(wù)水平的要求也比較高，具體來說，機(jī)場旅客具有以下幾個特征：

1）屬性多樣化。機(jī)場旅客流程不同，帶來捷運(yùn)系統(tǒng)需要區(qū)分不同類型的旅客。一般來說，有國內(nèi)出發(fā)旅客、國內(nèi)到達(dá)旅客、國際出發(fā)旅客、國際到達(dá)旅客，這四種旅客流程只有國內(nèi)出發(fā)和國內(nèi)到達(dá)旅客可以歸為一類。不同屬性的旅客運(yùn)輸需求也給捷運(yùn)系統(tǒng)的運(yùn)輸方案帶來復(fù)雜性。

2）時間不均衡性。旅客出發(fā)客流是由分散到密集的過程，而到達(dá)客流則是由密集到分散的過程，且與航空公司航班計劃息息相關(guān)。因?yàn)榈竭_(dá)旅客集中度相對高，捷運(yùn)系統(tǒng)客流高峰主要受到達(dá)客流影響。根據(jù)航班計劃，到達(dá)客流量存在不均衡的特征：有些時間段客流存在國內(nèi)到達(dá)高峰，有些時間段是國際到達(dá)高峰，還有些時間段是國際、國內(nèi)旅客都是高峰期。與城市軌道交通客流不同的是，機(jī)場旅客的高峰客流會根據(jù)機(jī)場的繁忙程度，出現(xiàn)兩個、三個、四個甚至更多個高峰波。

3）服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)高。捷運(yùn)系統(tǒng)是航站區(qū)系統(tǒng)的組成部分，必須與機(jī)場相關(guān)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)相匹配。針對捷運(yùn)系統(tǒng)的服務(wù)水平，一方面指旅客乘坐捷運(yùn)時關(guān)心的等候時間、旅行時間等時間服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，另一方面是旅客在乘坐機(jī)場捷運(yùn)時的體驗(yàn)感覺。根據(jù)民航總局2006 年頒布的《中華人民共和國民用航空行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——民用機(jī)場服務(wù)質(zhì)量》（MH/T 5104-2006）標(biāo)準(zhǔn)要求，不同流程的旅客對應(yīng)不同的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)?？偟膩碚f，時間服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)需要分析各種不同流程總時間目標(biāo)值，找到控制性流程的總時間目標(biāo)值；體驗(yàn)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)主要從從舒適性角度，考慮如何控制車站、車廂的乘客密度，要避免乘坐捷運(yùn)系統(tǒng)有“擠地鐵”的感受，一般應(yīng)能滿足IATA 中機(jī)場航站樓參考手冊建議的B～C級服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)。

3 運(yùn)輸模式

捷運(yùn)系統(tǒng)的運(yùn)輸模式的確定首先考慮航站樓旅客的需求，同時還要考慮可靠性及可維護(hù)性。一般來說，運(yùn)輸?shù)姆绞接写┧蠛脱h(huán)兩種類型。

1）穿梭。穿梭即是一列車在兩站點(diǎn)間來回運(yùn)行的運(yùn)輸模式，通常包括單軌穿梭、雙通道單軌穿梭、雙軌穿梭及帶雙通道的雙軌穿梭四種模式。

單軌穿梭是一種低運(yùn)能、兩站間一列車來回穿梭的運(yùn)輸方式。沿軌道、車站內(nèi)或在唯一車輛上發(fā)生任何一點(diǎn)失誤，捷運(yùn)系統(tǒng)都將停運(yùn)。由于這種方式可靠性及可維護(hù)性差，只適用于步行、步道的場所和便捷服務(wù)情況下。

在線路中心雙通道的單軌穿梭由于運(yùn)量會相應(yīng)增加，是單軌穿梭的增強(qiáng)方式。如果線路長度不夠長，該方式相較單軌穿梭方式提高并不大。同樣在通道上的線路和車站任何一點(diǎn)發(fā)生失誤，捷運(yùn)系統(tǒng)都將停運(yùn)。另外，有兩列車在同時作業(yè)增加了錯誤的發(fā)生概率。此外，兩列車必須運(yùn)行完全同步，以避免一列車在通道上等候直到另一列車通過。

雙軌穿梭方式避免了單軌穿梭模式和帶通道的單軌穿梭模式固有的可靠性缺點(diǎn)。這種方式可以提供更高的運(yùn)能，同時可以停運(yùn)一條線進(jìn)行維護(hù)，即使有某條線因?yàn)楣收显蛲＿\(yùn)，仍然能保證兩站點(diǎn)間的旅客能到達(dá)目的地。這種方式的局限性在于只能服務(wù)于2 個車站，當(dāng)2 個站點(diǎn)距離加長后，運(yùn)量將迅速減小。

帶中間通道的雙軌穿梭方式實(shí)際是包括兩組帶雙通道的單軌穿梭形式。這種方式運(yùn)量是帶雙通道的單軌穿梭方式的2 倍，這種方式融合了雙軌穿梭方式的可靠性優(yōu)點(diǎn)，但也集成了帶雙通道的單軌穿梭模式的優(yōu)缺點(diǎn)。圖1為穿梭運(yùn)輸模式示意圖。

圖1 穿梭運(yùn)輸模式

2）循環(huán)。循環(huán)是列車間隔的在閉合的線路中運(yùn)行的模式，通常包括單環(huán)系統(tǒng)、雙環(huán)雙向循環(huán)系統(tǒng)、壓縮式循環(huán)系統(tǒng)三種模式。

單環(huán)系統(tǒng)能夠容納超過兩座車站和多列車，列車運(yùn)行只能單向運(yùn)行。系統(tǒng)中任何一點(diǎn)故障都會造成系統(tǒng)故障，如果車輛不在離線設(shè)施中進(jìn)行維護(hù)，車輛維護(hù)期間部分線路需關(guān)閉。因此，這種方式適用于低造價、低運(yùn)量的系統(tǒng)配置中。

雙環(huán)雙向系統(tǒng)配置減少了運(yùn)行中出現(xiàn)單點(diǎn)故障的影響，同時運(yùn)能增加一倍。該系統(tǒng)配置方式適合于高運(yùn)量、多座車站、多輛車的持續(xù)服務(wù)情況。

壓縮式環(huán)形系統(tǒng)方式增加了配線連接雙線，從而形成雙軌雙向系統(tǒng)，在地形受限情況下也能形成雙軌雙向系統(tǒng)。這種方式適用于高運(yùn)量、連續(xù)服務(wù)、多站、多輛車運(yùn)行以及高可靠性的空側(cè)運(yùn)輸系統(tǒng)。圖2為循環(huán)運(yùn)輸模式示意圖。

圖2 循環(huán)運(yùn)輸模式

4 案例分析

本文以上海浦東國際機(jī)場旅客捷運(yùn)系統(tǒng)的運(yùn)輸方式為例，分析機(jī)場捷運(yùn)的運(yùn)輸組織。

1）規(guī)劃布局。浦東機(jī)場航站樓規(guī)劃布局中，S1衛(wèi)星廳服務(wù)T1 航站樓，S2 衛(wèi)星廳服務(wù)T2 航站樓。捷運(yùn)系統(tǒng)的總體功能布局與航站樓功能分布相匹配，分東線和西線兩條線，分別服務(wù)S2 衛(wèi)星廳和T2航站樓、S1 衛(wèi)星廳和T1 航站樓，空間跨度分別為1.86 km 和1.68 km。兩條線均設(shè)兩站一區(qū)間，線路以直線為主；另外分別設(shè)置一條出入場線與車輛基地建立連接?？傮w布局如圖3所示：

圖3 上海浦東國際機(jī)場旅客捷運(yùn)系統(tǒng)總體布局圖

2）客流需求。針對浦東國際機(jī)場捷運(yùn)系統(tǒng)地客流需求而言，首要考慮航站樓與衛(wèi)星廳之間的高峰小時流量，捷運(yùn)系統(tǒng)需要考慮滿足高峰小時客流5 651 人/小時，同時滿足國際或者國內(nèi)單方向高峰小時客流3 029人/小時。

表1 捷運(yùn)客流需求表

客流需求還要考慮管理要求及服務(wù)水平：管理要求方面，有國內(nèi)出發(fā)旅客、國內(nèi)到達(dá)旅客、國際出發(fā)旅客、國際到達(dá)旅客這四種屬性的旅客，各種屬性客流之間需要物理分隔。服務(wù)水平方面，旅客等待時間不高于5 min。

3）運(yùn)輸方式。匹配客流的需求，考慮了一種穿梭運(yùn)行和三種循環(huán)運(yùn)行模式：

（1）穿梭運(yùn)行

捷運(yùn)系統(tǒng)分別在T1-S1、T2-S2航站樓至衛(wèi)星廳間分段獨(dú)立穿梭運(yùn)行：穿梭模式配線見圖4。

圖4 穿梭模式配線示意

每個站臺均設(shè)置一島兩側(cè)式車站，中間島式車站作為上客站臺，兩側(cè)側(cè)式站臺作為下客站臺，將出發(fā)和到達(dá)旅客物理分隔。站臺中間位置設(shè)置隔斷，實(shí)現(xiàn)國際旅客與國內(nèi)旅客的物理分隔。如捷運(yùn)站臺設(shè)置如圖5所示：

圖5 捷運(yùn)站臺設(shè)置

捷運(yùn)系統(tǒng)采用雙線穿梭運(yùn)行，其中一條線故障或者維護(hù)期間，另一條線可以保證正常運(yùn)營（如T1-S1 區(qū)間，當(dāng)A 線故障或者運(yùn)維時，B 線還能正常運(yùn)營。），這也提高了捷運(yùn)系統(tǒng)的可靠性及可維護(hù)性，與機(jī)場的高可靠性運(yùn)維要求匹配。捷運(yùn)運(yùn)維布置見圖6。

圖6 捷運(yùn)運(yùn)維布置圖

（2）循環(huán)運(yùn)行。為了實(shí)現(xiàn)捷運(yùn)系統(tǒng)的運(yùn)行靈活性，考慮了貫通環(huán)形循環(huán)、貫通C形循環(huán)及分段循環(huán)三種模式。循環(huán)運(yùn)行模式如圖7所示：

圖7 循環(huán)運(yùn)行模式圖

三種循環(huán)運(yùn)行模式可以根據(jù)客流的情況靈活組織循環(huán)運(yùn)行及穿梭運(yùn)行，工程規(guī)模按貫通環(huán)形、貫通C 型、分段循環(huán)依次降低，但由于T1、T2 預(yù)留工程的制約，循環(huán)運(yùn)行模式至關(guān)重要的配線距離車站較遠(yuǎn)，運(yùn)行效率大打折扣。

循環(huán)運(yùn)行無法發(fā)揮其運(yùn)營的靈活性，也不具有穿梭運(yùn)行的高可靠性和可維護(hù)性，經(jīng)過對客流需求和客流服務(wù)水平測算，雙線穿梭運(yùn)行運(yùn)能可以做到9 600 人/h，國際和國內(nèi)運(yùn)能達(dá)到4800 人/h；發(fā)車間隔4 min 也滿足5 min 等待的服務(wù)要求。因此，浦東機(jī)場捷運(yùn)系統(tǒng)最終選擇雙線穿梭運(yùn)行模式。

5 結(jié)語

機(jī)場捷運(yùn)系統(tǒng)規(guī)模小，但由于該系統(tǒng)同樣具備土建和機(jī)電系統(tǒng)，同時還要符合機(jī)場規(guī)劃建設(shè)的高品質(zhì)要求，可謂麻雀雖小、五臟俱全。配置時按精簡、高效原則配置。