關于軌道交通機場線開行快慢車組合運營模式的設計探討

雷 焱

隨著社會的發展，近年來我國航空運輸需求不斷增長，機場集散客流量不斷增大，而機場到城市中心的距離普遍較遠，城市交通擁堵日益嚴重。軌道交通以運量大、速度快、安全、準點、保護環境、節約能源和用地等特點，在連接機場和城市之間的交通系統中發揮著越來越重要的作用。在城市軌道交通建設中，機場線作為城市軌道交通的重要組成部分，越來越多的城市已經建成或正在準備建設軌道交通機場線，成為大型機場與城市中心交通聯系的主要方向。

1 機場線客流特征分析

往返機場和市中心的乘客大致可以分為4類：①乘坐航班或抵達的航空旅客及其迎送人員；②機場的工作人員；③工作地或居住地位于機場附近的其他乘客；④利用機場交通樞紐進行換乘的旅客。利用機場交通樞紐進行換乘的客流主要由城際鐵路或高速鐵路等中長距離軌道交通線路來承擔。城市軌道交通機場線主要是城市市區與機場銜接的軌道交通線路，主要滿足另外3類客流的需求。

航空旅客及其迎送人員和機場工作人員的出行需求是最為基本的，必須要滿足的。機場工作人員的出行特性是典型的通勤行為，具有潮汐性。航空旅客的出行發生的時間和航班時間有很大的相關性。沿線居民的出行盡管處于次要地位，但是也不能忽略。由于機場的特殊地理優勢，會促進沿線經濟繁榮，這一類的出行需求往往增長迅速，會給機場沿線交通帶來很大的壓力［1］。

城市軌道交通機場線主要服務的3大類出行需求有時候不能協調，例如，航空旅客和機場工作人員希望是一站直達，而沿線居民或工作人員則希望去往機場方向的公共交通在他們所希望的地點有停靠的站點。因此，機場線的線路設計需要統籌考慮多層次需求的客流，在線路設計方面盡可能避免使用服務對象單一的軌道交通線路，建設綜合的可靠度高的舒適性好的軌道交通線路是機場線設計研究的重點。

2 機場線的功能定位

機場線主要有可靠性強、準點率高、專用性強、舒適度高、載客量大、快速便捷等特征。根據對機場線客流特征的分析，軌道交通機場線的功能定位主要有以下2方面：①機場線是銜接城市市區與大型機場的快速軌道交通系統，需要滿足乘客快速舒適的出行需求；②機場線可帶動機場周邊區域的發展，需要滿足工作地或居住地位于機場附近的其他乘客的通勤出行需求。

3 機場線速度目標值的選擇

各城市的機場距城市中心的距離普遍偏遠，但不同的城市的機場距市區的距離各有不同。國內一些城市的民用航空國際機場至市區的距離見表1。

由表1可見，機場距市區的距離大都在30 k m左右。在交通不出現擁堵的情況下，出租車及私家車的單程旅行時間在30～40 min，機場大巴的單程旅行時間在60 min左右，但受交通條件限制較大。為了比其他交通方式更具競爭力，機場線除了具有便捷、準時、服務頻率高等城市軌道交通的優點外，其旅行時間也應該有一定優勢。因此，機場到市區單程旅行時間應控制在30 min以內，加上乘客在市區內換乘至機場線的時間，總出行時間應控制在50 min以內。表2列舉了部分城市已開通或正在建設的機場線的平均旅行時間和最高設計速度等相關資料。

表2 部分機場線相關資料表＊

由表2可見，由于廈門的高崎機場距離市區較近，除了廈門軌道交通1號線是由城市通勤線路來實現機場與市區的聯絡外，其他城市均有最高設計車速在100 k m／h以上快速線路實現機場與市區的連接。在這些快速軌道交通線路中，最高設計速度越高，設站數越少，平均旅行時間越短。根據時間目標分析，機場線速度目標值的選擇應在100～120 k m／h比較適宜。

4 機場線運營組織方式及線路設計研究

在軌道交通線路設計中，增設車站與提高旅行速度是一對矛盾，機場線快速舒適的服務目標與兼顧沿線通勤客流需求也是一對矛盾。機場線既要滿足與城市中心的快速聯系，又要兼顧沿線的發展。與城市中心的聯系最好能快速直達，而沿線則希望多設車站，帶動站點周邊的發展，這就從不同層次對機場線提出了要求。為滿足這種有差別的復合需求，機場線快慢車組合運營模式也應運而生［2］。主要有以下2種常見的快慢車組合運營模式：

（1）快慢車組合共線運營模式。為了減少軌道交通線路列車頻率停站對客流吸引能力的影響，一些發達國家在市域軌道交通線路運營過程中采取了快慢車組合共線運營的方法，并取得了良好的效果。

快慢車組合共線運營模式會降低線路最大通過能力，慢車為了避讓快車越行，增加車站停車時間，降低服務水平，并且在越行站需要增加2條越行線，車站規模擴大。這種模式在技術上是可行的，只要運營組織方案合理，可以達到比較高的行車密度［3］。

（2）快慢車組合主、支線運營模式。從機場線的功能需求因素分析，相對較低的行車密度可以滿足機場線乘客集散需求，而機場線沿線的通勤客流對行車密度的要求也相對較低，因此主線與支線運營的快慢車組合模式比較適合機場線的客流特點。主線為快線，主要服務于追求快速舒適的機場旅客，而支線為慢線，主要服務于沿線居民的通勤出行。支線接入主線以后行車密度增加，需要以合理的站間距和行車速度進行線路設計。

5 鄭州機場線設計實例

鄭州機場線工程是一條服務于新鄭機場的快速軌道交通線路，也是規劃鄭萬客運專線鄭州南站集疏運輸方式的重要組成部分，為中心城區和新鄭機場、規劃鄭州南站提供快速聯系，實現地鐵與航空、高鐵、城際的快速銜接。同時也是聯系主城區與龍湖組團、航空港經濟綜合試驗區的快速客運通道，兼顧龍湖宜居教育園區、華南城、航空港起步區等區域發展［4］。

鄭州機場線線路由主線機場快線和支線空港線2部分組成，采用快慢車組合主、支線運營模式的線路設計。機場快線接2號線一期工程終點站南四環站后，走行至機場站后繼續向東延伸至規劃的鄭萬客專鄭州南站；空港線自華南城東站引出后東行，止于航空港起步區鄭港六路站，主線與支線在華南城東站銜接。鄭州機場線線路走向示意圖見圖1。

圖1 鄭州機場線線路走向示意圖

綜合考慮系統制式的適應性，分別比較了80，100，和120 k m／h 3個不同的速度目標值下機場快線和空港線不同的區段旅行速度和旅行時間，以選擇合理的主線和支線速度目標值。

在不同速度目標值下，機場線不同區段旅行速度、時間比較見表3。

表3 機場快線不同區段旅行速度、時間表

在不同速度目標值下，空港線不同區段旅行速度、時間比較見表4。

表4 空港線不同區段旅行速度、時間表

設計時速取120 k m／h的機場快線從南四環路站至機場站旅行時間在25 min以內，可滿足市中心至機場45 min的時間目標要求，且120 k m／h方案分別較100 k m／h方案、80 k m／h方案節約時間為6，13 min，節時率達17.6%，38%，節時效果明顯，同時機場快線站間距與120 k m／h的速度目標值適應性較好。

空港線作為航空港起步區與中心城區的連接線，3種速度目標值方案均能滿足時間目標值要求，在航空港起步區內車站間距較小，120 k m／h方案不能發揮其優勢，100 k m／h方案較80 k m／h節時效果不明顯，因此推薦機場快線采用120 k m／h速度目標值，空港線采用80 k m／h速度目標值。

鄭州機場線通過快慢車組合主、支線運營模式，切合機場線的功能定位，充分滿足了不同速度目標的客流需求，解決了機場線快速舒適的服務目標與兼顧沿線通勤客流需求的矛盾。一方面為中心城區和新鄭機場、規劃鄭州南站提供快速聯系，實現地鐵與航空、高鐵、城際的快速銜接；另一方面兼顧龍湖宜居教育園區、華南城、航空港起步區等區域發展。

6 結語

（1）機場線是銜接機場與城市市區的交通系統，需同時滿足機場直達客流和沿線通勤客流的需求，可以通過合適的快慢線組合運營方案來滿足不同層次的需求。快慢車組合運營模式在國內外已有成功的運營經驗，可為軌道交通機場線及市域線借鑒和參考。

（2）快慢車的組合運營會導致線路的最大通過能力下降。在實際快慢車組合運營中，可通過改變快慢車的發車比例，以得到相對高的最大通行能力。

（3）機場線盡可能與市內多條通勤線路形成換乘，以利于機場線的客流吸引。

（4）建議機場線在市區車站設置直機服務，供機場線乘客先行辦理登機并行李寄艙手續。

（5）一般來講，線路旅行速度與票價成正比例關系，在機場線研究過程中，需要權衡票價因素，提高機場線運營的市場競爭力。

［1］ 黎 晴，陳小鴻.機場陸側交通問題的研究［J］.華東公路，2005（5）：35－41.

［2］ 孫元廣，史海歐.市域線快慢車組合運營模式研究與實踐［J］.都市快軌交通，2013，26（2）：14－17.

［3］ 劉麗波，葉霞飛，顧保南.東京私鐵快慢車組合運營模式對上海市域軌道交通線的啟示［J］.城市軌道交通研究，2006（11）：38－41.

［4］ 中鐵第四勘察設計院集團有限公司.鄭州市軌道交通航空港配套工程設計總承包投標文件［Z］.武漢：中鐵第四勘察設計院集團有限公司，2013.