基于不同功能定位的軌道交通機場線規(guī)劃與運營問題研究

羅 強,陳軍華,高國飛

(1.北京交通大學(xué)交通運輸學(xué)院,北京 100044； 2.北京城建設(shè)計發(fā)展集團股份有限公司城市軌道交通綠色與安全建造國家工程實驗室,北京 100037)

引言

隨著人民生活水平的提高，乘客出行追求快捷、舒適。航空出行已不再只是公務(wù)商旅乘客主要選擇的交通出行方式，也被越來越多的旅游和探親乘客所青睞。軌道交通機場線作為連接機場和市中心或大型樞紐站的交通系統(tǒng)，已成為各城市機場集疏運系統(tǒng)的重要組成部分，對于大中城市，尤其是航空樞紐性的城市來說，服務(wù)機場聯(lián)絡(luò)的軌道交通線路尤為重要。但現(xiàn)有的很多機場線客流量小、換乘不方便、線路可達性低、速度低等造成了客流分擔(dān)率低及資源浪費。國家民航局于2020年4月15日正式印發(fā)《關(guān)于加強民用運輸機場總體規(guī)劃工作的指導(dǎo)意見》提出，樞紐機場軌道交通客流分擔(dān)率要達到30%以上。在此指導(dǎo)意見下，如何作好軌道交通機場線的規(guī)劃運營已成為焦點。

目前，在吸收借鑒國內(nèi)外先進機場線的設(shè)計規(guī)劃及運營管理經(jīng)驗方面，部分學(xué)者[1-6]從客流特征、規(guī)劃設(shè)計和運營管理等方面對國內(nèi)機場線做了詳細分析，并從政策與規(guī)劃、設(shè)計與實踐、運營與開發(fā)等方面提出改進建議。在對機場線與市區(qū)軌道交通線網(wǎng)銜接模式的研究方面，部分學(xué)者[7-10]對機場與各類軌道交通的銜接模式做了分類概述，并結(jié)合實際案例，分析了不同規(guī)劃設(shè)計方案的實施價值。孫藝恬[11]提出了城市軌道交通機場線與市區(qū)線網(wǎng)銜接方案的設(shè)計思路。在對機場線運營管理模式研究方面，雷焱[12]、周旭[13]對機場線的客流特征、功能定位做了系統(tǒng)論述，通過數(shù)據(jù)分析指出機場線的速度目標(biāo)值，提出了機場線開行快慢車的運營模式。

現(xiàn)有研究大都僅對機場線進行定性分析或針對設(shè)計規(guī)劃及運營管理中的某一方面展開論述，未能詳細梳理國內(nèi)外機場線吞吐量與不同功能定位的機場線配置的對應(yīng)關(guān)系，以及未對不同功能定位的機場線線路特征、客流特點、整體發(fā)展進行系統(tǒng)分析。通過對三類機場線的換乘銜接、運營組織和配套服務(wù)對比分析，指出國內(nèi)現(xiàn)有機場線存在的問題，從線路規(guī)劃、運營組織和配套服務(wù)等方面提出相關(guān)建議。

1 國內(nèi)外軌道交通機場線分析

1.1 國外軌道交通機場線發(fā)展情況

國外機場大多遠離主城區(qū)，除東京成田機場，首爾仁川機場和蓋特威克機場距市中心的距離超過45 km外，其他均在30 km之內(nèi)。由于國外軌道交通的發(fā)展較早，市區(qū)到機場至少有一條軌道交通作為主要集疏散方式，且軌道交通制式大多是鐵路制式。此外，由圖1可知，國外許多大型機場的軌道交通客流分擔(dān)率很高，大多在14%以上，最高達到43%。究其原因，一方面，國外大多數(shù)航空旅客乘坐軌道交通到市中心的時間大多短于乘坐小汽車或大巴到市中心的時間，機場線客流吸引力強；另一方面，大多數(shù)機場線線路布局及運營組織靈活多樣，為乘客提供快捷舒適的旅行環(huán)境。如東京成田機場線在東京站延伸出了多條支線，銜接城市多個方向，從而實現(xiàn)多方向的旅客不經(jīng)過換乘便可以向機場匯集；另外，該線還采用多編組、快慢車和網(wǎng)絡(luò)化運營模式，保障了不同的客流需求，增加了客流效益。

圖1 國外部分機場軌道交通分擔(dān)率

1.2 國內(nèi)軌道交通機場線發(fā)展情況

軌道交通機場線按服務(wù)對象和運營模式可分為機場專線、市區(qū)軌道交通的延長線和混合線路3種類型[1]。我國已開通運營的吞吐量排名靠前的機場，基本全配置了至少1條軌道交通作為其主要的集疏運方式，且大部分機場線的開通運營時間集中在機場吞吐量約2 000萬人/年的時間段，其中，上海浦東、上海虹橋及重慶江北機場均配置了2條軌道交通線。

這些機場距市中心最遠的約36 km(南京祿口機場)，最近的約12 km(寧波棟社機場)，絕大部分分布在15～30 km，旅行時間均在1 h之內(nèi)。截止2019年底，我國已開通運營的軌道交通機場線共22條，其中，機場專線4條，分別為北京首都機場線、北京大興機場線、上海磁浮線、長沙磁浮線；快慢車運營的混合線路2條，即香港機場快線和桃園機場捷運線；其余線路均為市區(qū)軌道交通的延長線同時兼顧機場線的功能。

1.2.1 國內(nèi)機場線的線路特點

根據(jù)表1、圖2對所有國內(nèi)機場線的線路特征進行分析，線路特點如下。

表1 國內(nèi)配備軌道交通銜接的機場

圖2 國內(nèi)銜接機場的軌道交通線路相關(guān)參數(shù)

(1)對于機場專線，其車站數(shù)量少，一般機場站為終點站，軌道交通制式以市域快線和磁浮線為主，線路長度基本在15～45 km，設(shè)計速度100 km/h及以上；線路平均站間距較大，基本在9 km以上。根據(jù)(建標(biāo)104—2008)《城市軌道交通工程項目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》，采用100 km/h的最高速度、3 km的平均站距，軌道交通旅行速度可達到55 km/h，因此，對于設(shè)計速度和平均站間距更大的國內(nèi)機場專線，全線旅行時間基本都位于20～40 min。此外，該類線路的平均運距[14-15]較長，平均運距與線路長度的比值在80%～100%，表明中遠程乘客較多，這與機場專線自身性質(zhì)相對應(yīng)。

(2)對于市區(qū)軌道交通的延長線，其軌道交通制式以地鐵為主，設(shè)計速度在80～120 km/h，但線路長度較長，一般在20～60 km，站間距較短。該類線路除深圳地鐵11號線、南京地鐵S1號線、昆明地鐵6號線和鄭州地鐵城郊線平均運距在12 km之上，其余線路的平均運距基本為5～10 km，平均運距與線路長度的比介于15%～30%，主要以服務(wù)中短距離的乘客為主。

(3)對于快慢車運營的混合線路，其軌道交通制式以地鐵為主，設(shè)計速度在100 km/h以上，線路長度和站間距與市區(qū)軌道交通線趨于一致。

在線路可達性方面，國內(nèi)的軌道交通機場線一般都可以在30 min內(nèi)與其他線路換乘。由表2可知，在45 min內(nèi)，通過直達和中轉(zhuǎn)，上海虹橋機場通過配置的2號線和10號線可達到110多個站點，北京首都國際機場線可達到約90個站點，占線網(wǎng)站點總數(shù)的比重在35%以上。由此可見，這兩個機場配備的軌道交通線路可達性較好，可實現(xiàn)乘客的快速集疏。其余可達性較好的機場在45 min之內(nèi)可達的站點占線網(wǎng)站點總數(shù)的比重為15%左右，可達性一般。

此外，大部分航空旅客除了關(guān)注軌道交通機場線的可達性外還關(guān)注便捷性和舒適性的要求，到達目的地的換乘次數(shù)少是最重要的影響因素。因此，提出一次換乘覆蓋率的概念，即一次換乘覆蓋率等于可一次換乘的軌道交通線路總數(shù)與該城市軌道交通線路總數(shù)之比。

表2 國內(nèi)可達性較好的機場線

由圖3可知，現(xiàn)有的一次換乘覆蓋率高于70%的機場線為天津地鐵2號線、深圳地鐵11號線、上海地鐵2號線和廣州地鐵3號線，這些線路均為市區(qū)軌道交通的延長線，同快慢車運營的混合線路一樣，該類線路設(shè)站多，與城市的各走向線路相互銜接，可方便實現(xiàn)旅客換乘，在盡量減少乘客換乘次數(shù)的前提下到達目的地，解決機場線旅客出行的便捷性與舒適性之間的矛盾。但對于機場專線，北京首都機場線在線網(wǎng)24條線路中僅與2號線、10號線和13號線形成換乘，一次換乘覆蓋率為12.5%，按規(guī)劃北京大興機場線將與4條線路形成換乘。這2條機場專線所覆蓋的地鐵2號線及地鐵10號線都為環(huán)線，而環(huán)線的定位也是線網(wǎng)的換乘線路，即到達目的地還需換乘1次，故基本需2次換乘，對于乘客出行來說較為不便；另外，對于上海和長沙的2條磁浮線，各自可換乘的線路數(shù)量都較少，直接或間接銜接的交通樞紐數(shù)量偏低。對于快慢車運營的混合線路，其一次換乘覆蓋率較低，快線的機場客流主要通過與慢線換乘來實現(xiàn)集疏，乘客到達目的地基本需2次換乘。

圖3 國內(nèi)銜接機場的軌道交通線路一次換乘覆蓋率

綜上可知，機場專線雖換乘次數(shù)較多，但可在較短時間內(nèi)實現(xiàn)乘客集疏，對于便捷性要求較低的乘客，屬于較好的選擇。市區(qū)軌道交通延長線可極大地降低乘客換乘次數(shù)，提高乘客出行的便捷性?？炻囘\營的混合線路兼具其他兩類線路的特點，快線的機場客流可通過與慢線換乘實現(xiàn)快速集疏，既可實現(xiàn)快捷運輸，又可減少換乘次數(shù)，對乘客來說效益最高。

1.2.2 國內(nèi)機場線的客流特點

機場專線主要服務(wù)于機場，銜接的機場年吞吐量在7 000萬人次以上。其客流量主要來源于機場的進出港客流、接送人員以及機場工作人員。

由圖4可知，目前國內(nèi)機場專線的客流量最大的是北京首都機場線，日均客流量3.36萬人次；最小的是長沙磁浮線，日均客流量0.9萬人次。整體來說，機場專線的客流分擔(dān)量較低，在機場客流運輸中競爭力較弱，因此，導(dǎo)致該類線路的經(jīng)濟效益普遍不高。例如，北京首都機場線的客流分擔(dān)量僅占總客流的13%，相對于國外先進的軌道交通機場線的客流分擔(dān)率25%～40%[16]來說處于較低水平，沒有對機場客流集疏運起到核心作用。

圖4 機場專線和快慢車運營的混合線路2019年日均客流量

而對于市區(qū)軌道交通的延長線，銜接的機場年吞吐量在4 000～7 000萬人次，客流量由線路的功能定位和所處的客流走廊決定，主要以城市軌道交通或市域范圍的通勤客流為主，并兼顧機場線的客流。由圖5可知，由于市區(qū)軌道交通延長線服務(wù)的客流吸引范圍較大，該類線路的日均客流要明顯大于機場專線及快慢車運營的混合線路，因此，該類線路對運營方來說客流效益最高。

圖5 市區(qū)軌道交通的延長線2019年日均客流量

對于快慢車運營的混合線路，銜接的機場年吞吐量與市區(qū)軌道交通的延長線基本一致。由圖4可知，其客流量雖不比市區(qū)軌道交通的延長線，但其相對機場專線有明顯優(yōu)勢?？炀€可服務(wù)于機場客流，慢線服務(wù)于市內(nèi)出行客流，進而可滿足多類乘客出行需求，經(jīng)濟效益高，客流吸引力強。

綜上可知，從客流特點來看，市區(qū)軌道交通的延長線客流效益最高，其次是快慢車運營的混合線路，這兩類線路經(jīng)濟效益高，具有很強的客流吸引力。

1.2.3 國內(nèi)機場線的運營組織特點

(1)機場專線

國內(nèi)機場專線由于設(shè)站少，且軌道交通制式等級較高，因此其旅行速度相對于其他類型的線路具有明顯優(yōu)勢，且其大都?？恐匾煌屑~，站站停模式最適合于該類線路；此外，該類線路可為乘客提供配套服務(wù)，提高旅客的舒適性。但其票制獨立，乘客換乘機場線需重新買票，且票價相對較高。

(2)市區(qū)軌道交通的延長線

對于市區(qū)軌道交通的延長線，國內(nèi)普遍采用站站停模式，運營相對簡單，因該類線路無法提供差異化服務(wù)，均收取一般地鐵票價，成本優(yōu)勢明顯，至少對行李較少的乘客而言更有吸引力。但其旅行速度低，且該類線路未將航空旅客與城市出行乘客分開，未對航空旅客提供專門服務(wù)，大大降低了航空旅客的出行效率。

(3)快慢車運營的混合線路

對于快慢車運營的混合線路，其運營組織相對復(fù)雜，快線和慢線相互配合，在不降低乘客出行效率的前提下滿足多方需求，效益顯著。

1.3 軌道交通機場線類型對比分析

通過對機場專線、市區(qū)軌道交通的延長線和快慢車運營的混合線路3種類型的軌道交通機場線對比分析，得到各自的優(yōu)劣勢，如表3所示。

表3 3種類型機場線優(yōu)劣勢對比

2 軌道交通機場線規(guī)劃及運營建議

2.1 國內(nèi)機場線存在的問題

(1)機場線類型選擇缺乏標(biāo)準(zhǔn)

機場線類型選擇除受客流規(guī)模和運營效益的影響外，還受到線路功能定位和方針政策的宏觀引導(dǎo)。目前，國內(nèi)開通的機場線中僅有4條為機場專線，其余多數(shù)線路以承擔(dān)城市軌道交通的職能為主，并兼顧機場線的功能。而機場專線修建門檻過高，市區(qū)軌道交通的延長線和快慢車運營的混合線路也各有利弊，如何權(quán)衡各類影響要素，確定修建何種類型的機場線成為首要問題。

(2)機場專線未能伸入城市中心或中心城區(qū)大型樞紐，乘客換乘次數(shù)多

長沙中低速磁浮線沒有伸入市中心，僅連接了機場和長沙南站，去市區(qū)或其他大樞紐的乘客還需換乘其他較慢的線路；上海磁浮線的起點在浦東龍陽路，未伸入城市中心，大部分航空旅客到達該線并不便利；北京首都機場線雖伸入東直門交通樞紐，但該樞紐不是市中心，也不是大型客流集散點，乘客到達目的地基本需要2次換乘，且換乘2號線和13號線乘客走行距離較長。

(3)運營模式單一

現(xiàn)有的機場線除少數(shù)使用快慢車運營模式外，其余都采用站站停的運營模式，較為簡單，不能發(fā)揮線路的最大運能，客流適應(yīng)性不高。

(4)缺失相應(yīng)的機場配套設(shè)施及服務(wù)

對于開通運營較早的機場線，沿途大多未設(shè)置相應(yīng)的機場配套設(shè)施及服務(wù)，即使是機場專線，也缺少辦理值機業(yè)務(wù)的系統(tǒng)及行李托運處，對乘客來說舒適性和便捷性較低。

2.2 規(guī)劃設(shè)計及運營建議

(1)選擇恰當(dāng)?shù)能壍澜煌ㄖ剖?/p>

根據(jù)(發(fā)改基礎(chǔ)〔2015〕49號)《國家發(fā)展改革委關(guān)于加強城市軌道交通規(guī)劃建設(shè)管理的通知》規(guī)定：新建的銜接普通機場的軌道交通線路，應(yīng)優(yōu)先考慮市區(qū)軌道交通的延長線；銜接規(guī)劃年吞吐量超過5 000萬人次的機場，可研究設(shè)置機場專線的必要性[17]。在分析國內(nèi)現(xiàn)有的機場專線時發(fā)現(xiàn)，其銜接的機場年吞吐量都在7 000萬人次以上，因此，當(dāng)機場年吞吐量達到該數(shù)目時，可將機場專線作為首選。對于沒必要建設(shè)專線的機場，考慮到新建機場線客流增長需長時間的過渡，可在建設(shè)機場線時預(yù)留快慢車運營條件，初期當(dāng)作市區(qū)軌道交通的延長線進行運營，當(dāng)客流規(guī)模達到一定程度后當(dāng)作快慢車運營的混合線路來運營。

此外，國內(nèi)現(xiàn)有機場線大多為地鐵制式，較為單一。在新線規(guī)劃時，可根據(jù)不同制式的特點，結(jié)合機場的等級和客流吞吐量，按照政策規(guī)定，選擇合理的交通制式，也可將多種制式結(jié)合[4]，以發(fā)揮更好的性能。

(2)機場線的起點應(yīng)盡量伸入城市中心，加強與大型交通樞紐的銜接

機場線與大型樞紐銜接，一方面可方便航空旅客集散；另一方面可提高機場線與其他線路的銜接關(guān)系[18]，提高運輸效率。為此，可借鑒東京成田機場線[19]采用支線的方式，形成對整個城市的覆蓋，航空旅客從多方向集中，不僅減少換乘，且能夠加強客流吸引力，提高客流效益。也可采用中心城區(qū)局部并線的方式，將機場線部分線路與其他線路并線運行，在客流高峰期可利用機場線緩解市區(qū)客流壓力，在非高峰期組織快速列車滿足航空旅客出行。

(3)設(shè)計時可預(yù)留越行站，運營模式可以適度超前

對于機場線與城市軌道交通職能混合的線路，若采用站站停的運營組織方式，難以滿足航空旅客的快速出行需求；但若對吞吐量不大的機場建設(shè)機場專線，會造成運能浪費。因此，對于機場線與城市軌道交通職能混合的線路，在設(shè)計時要盡量采用或者預(yù)留快慢車混跑[12]或混合編組條件，也可組織列車跨線運行，將線路資源發(fā)揮最大效益。

(4)配置相應(yīng)的機場服務(wù)設(shè)施

在機場線沿途車站有足夠空間和運營條件時，可設(shè)立值機廳[20]，辦理值機及行李托運，方便旅客出行，既緩解了機場登機柜位的壓力，又為辦理登機帶來了更大的彈性。還可以通過機場捷運系統(tǒng)(如APM)銜接各個航站樓，加強航站樓與軌道交通站點的換乘銜接，減小乘客步行距離，提高機場線的服務(wù)質(zhì)量，增加機場線對旅客的吸引力。

3 結(jié)論

機場線規(guī)劃和運營受諸多因素限制，對比3種功能定位的線路可知，機場專線提高了乘客的舒適性，但換乘次數(shù)多，在便捷性方面不足；市區(qū)軌道交通的延長線可降低乘客換乘次數(shù)，有效協(xié)調(diào)乘客對出行便捷性和舒適性之間的矛盾；快慢車運營的混合線路兼具其他兩種類型線路的特征，既保證了客流分擔(dān)率及旅客出行效率，又滿足了多類旅客出行需求，提高了旅客服務(wù)質(zhì)量。規(guī)劃設(shè)計時可根據(jù)不同功能定位線路的特點，在政策和客流規(guī)模引導(dǎo)下，選擇合適的機場線類型及軌道交通制式，加強機場線與樞紐銜接，結(jié)合多樣化的運營方式來滿足乘客的需求，并配備相應(yīng)的配套服務(wù)來提高乘客舒適性，整體加強機場線客流吸引力，擴大機場線的經(jīng)濟效益和社會效益。