北京新機場軌道交通與市區線網銜接規劃方案分析*

孫藝恬 王 治 張 亮 葉霞飛

(1.深圳市前海開發投資控股有限公司,518054,深圳; 2.同濟大學道路與交通工程教育部重點實驗室,201804,上海; 3.中國民航機場建設集團公司,100101,北京∥第一作者,助理工程師)

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北京新機場軌道交通與市區線網銜接規劃方案分析*

孫藝恬1王 治2張 亮3葉霞飛2

(1.深圳市前海開發投資控股有限公司,518054,深圳; 2.同濟大學道路與交通工程教育部重點實驗室,201804,上海; 3.中國民航機場建設集團公司,100101,北京∥第一作者,助理工程師)

對城市軌道交通機場線規劃設計方案影響顯著的因素包括機場線的線路功能、發展模式及與市區線網的銜接模式。城市軌道交通機場線按其線路功能可分為城市軌道交通機場專線、混合線路及一般城市軌道交通線路。城市軌道交通機場線的典型發展模式有完全利用既有軌道交通線路模式，新建軌道交通線路模式及部分利用既有軌道交通線路模式。新建軌道交通機場線與市區線網銜接的典型模式為核心終止式、近端接入式及遠端延展式。提出了城市軌道交通機場線與市區線網銜接規劃方案的設計思路,并以此思路，從北京新機場航空客流分布情況、線路功能、發展模式和銜接模式4個角度分析了北京新機場軌道交通線路規劃設計方案。

機場; 城市軌道交通; 線網銜接; 規劃; 方案分析

First-author′s address Shenzhen Qianhai Development Investment & Holding Co.,Ltd.,518054,Shenzhen,China

利用城市軌道交通聯系機場與市區已經在世界眾多城市得到應用。但目前關于城市軌道交通機場線規劃設計的理論還不完善,相關研究多集中于定性分析市區端銜接終點位置的差異性、機場專線站點布設方法[1-2]及機場內部與鐵路樞紐的銜接[3]等,對于城市軌道交通機場線與市區線網銜接模式的歸納、特征及其適用性分析及銜接方案生成方法等的研究還較少。

從2013年北京新機場規劃發布開始,北京新機場軌道交通線路規劃經歷了北京西站—新機場站、牡丹園站—新機場站、金融街站—新機場站等多個線路走向和車站分布方案。最后雖采用了草橋站—新機場的規劃方案,但因沒有成熟的城市軌道交通機場線規劃設計方法及方案評價方法,難以科學地判定該方案的優劣。

本文通過對全世界的48座機場65條各類城市軌道交通機場線規劃設計案例的分析,歸納了城市軌道交通機場線規劃設計的一般規律,提出了城市軌道交通機場規劃設計的基本思路和銜接規劃方案的評價思路,并據此對北京新機場軌道交通線與市區線網銜接規劃方案進行了分析。

1 城市軌道交通機場線規劃的影響因素

通過整理國內外城市軌道交通機場線的調查數據發現,城市軌道交通機場線的建設方式、線路形式、接入市區的位置、運營組織方式、車站分布及票制票價等與一般城市軌道交通線路不同,有其獨有的特征。其中，對城市軌道交通機場線規劃設計方案影響較顯著的因素包括機場線線路功能、發展模式及與市區線網的銜接模式。

1.1 城市軌道交通機場線線路功能

城市軌道交通機場線按照其服務功能可分為三類。

(1) 城市軌道交通機場專線。此類線路專門服務于航空乘客、機場工作人員及接送航空乘客人員，其乘客一般都以機場為起終點,且線路一般采用大站間距。例如，北京地鐵機場線、港鐵機場快線及巴黎奧利機場專線等均屬此類。

(2) 混合線路。此類線路除具備機場專線的功能外,還兼顧城市軌道交通快線的功能。線路一般采用大站間距,并常采用快慢車組合運營模式為不同需求的航空乘客和沿線乘客服務。例如，莫斯科機場快線即為混合線路。

(3) 一般城市軌道交通線路。此類線路主要服務于沿線客流,而機場僅作為城市軌道交通線路上的1個客流集散點。其線路站間距與一般城市軌道交通線路類似。例如，上海軌道交通2號線、10號線等均屬此類。

通過對國內外城市軌道交通機場線線路功能的調查統計分析可以看出，國外機場專線所占比例很小(見表1),大多為混合線路或一般城市軌道交通線路。這樣的線路可兼顧服務沿線城市客流與航空客流,有助于提高線路的運營效率。國內城市軌道交通機場線主要采用一般城市軌道交通線和機場專線形式。其中，上海虹橋國際機場、深圳寶安國際機場及成都雙流國際機場都緊靠市區,無需單獨規劃軌道交通線；而距離市區較遠的機場大多采用機場專線。

表1 國內外各類城市軌道交通機場線數量及所占比例

1.2 城市軌道交通機場線發展模式

城市軌道交通機場線的主要功能是承擔航空乘客來往機場與市區的較長距離出行。通過案例分析發現,國外城市軌道交通機場線線路功能的實現方式是多樣化的(除新建線路,還有利用既有線路、延伸既有線路、從既有線接出支線等多種方法),而國內多通過新建線路來銜接機場與市區。

歸納既有案例一般規律可見,城市軌道交通機場線路發展模式主要有完全利用既有軌道交通線路模式、新建軌道交通線路模式及部分利用既有軌道交通線路模式。3種典型發展模式的特征及適用性見表2。

表2 城市軌道交通機場線典型發展模式

1.3 新建機場線與市區線網典型銜接模式

通過對國內外城市軌道交通機場線與市區線網的空間銜接關系的分析發現,城市軌道交通機場線與市區線網的銜接模式可從兩個層面考慮:第一,從城市規劃的層面考慮城市軌道交通機場線接入城市的位置; 第二,從城市軌道交通線網規劃的層面考慮城市軌道交通機場線與既有軌道交通線網的融合關系。由于市區軌道交通線網規劃與城市規劃對應,因此城市軌道交通機場線與市區線網的銜接關系主要表現在與城市空間位置的關系上。因此,可將城市軌道交通機場線與市區線網的銜接模式分為核心終止式、近端接入式及遠端延展式。

1.3.1 銜接模式的定義

(1) 核心終止式。城市軌道交通機場線伸入城市核心區并終止于城市核心區,其一端聯系機場航站樓,另一端終止于中心城區內部的城市軌道交通站點上(在有環線的城市則終止于環線上),并通過與重要樞紐節點或環線站點的銜接，進一步組織與市區其它城市軌道交通的銜接,(見圖1 a))。

(2) 近端接入式。城市軌道交通機場線終止于城市核心區外圍,故航空乘客需通過城市軌道交通線路或者其它交通方式進行銜接換乘(見圖1 b))。

(3) 遠端延展式。城市軌道交通機場線穿越城市核心區并延伸到中心城區的另外一端。其一端連接機場航站樓,另一端連接城市副中心、交通樞紐及重要客流集散點等(見圖1 c))。

圖1 城市軌道交通機場線與市區線網典型銜接模式示意圖

1.3.2 適用情況分析

新建城市軌道交通機場線與市區線網銜接的3種典型銜接模式適用性分析見表3。

表3 新建城市軌道交通機場線與市區線網銜接模式適用情況

2 機場軌道交通方案設計思路

城市軌道交通機場線與市區線網銜接規劃雖遵循城市軌道交通線路規劃的一般規律(如以客流需求為規劃依據、盡量節省工程投資、提高軌道交通線路的運營效率等),但城市軌道交通機場線的客流需求特征不同于一般城市軌道交通線路[4-5]。該類線路與市區線網銜接的好壞直接影響線路的運行效率和乘客出行的便捷性。因此,在進行城市軌道交通機場線與市區線網銜接規劃設計時應著重考慮與城市軌道交通機場線相關的航空客流的需求特征。本文提出城市軌道交通機場線與市區線網銜接規劃方案的設計思路為:

(1) 確定主要航空客流發生區。即通過航空客流發生量預測航空客流主要發生區域。

(2) 判斷客流走廊。即根據客流發生區域客流發生量及城市軌道交通分擔率判斷航空乘客的主要客流走廊,以初步確定線路概略走向。

(3) 確定發展模式。即分析客流走廊上既有(含既有規劃)城市軌道交通線路的規劃建設及運能富余情況,判斷其利用既有軌道交通線路(全部利用、增建支線或延伸)的可行性。

(4) 確定銜接模式。即通過對主要客流發生區域的分布情況確定線路備選銜接模式。若要根據主要客流集散點分布情況確定市區起終點大致位置,應優先考慮將該區域附近的鐵路火車站、汽車站等大型交通樞紐作為備選站點。

(5) 確定功能定位。即依據客流走廊上航空客流及常規客流出行總量、分布情況等基本特征和相對關系來確定機場線的功能定位,以選擇合理的線路形式。

(6) 沿線常規客流需求分析。對采用混合線路形式的機場線,還要分析市區常規客流的主要發生區域及量級，以了解客流需求,并以此作為線路備選方案的市區起終點、備選站點、開行交路和停站方式的依據。

(7) 構建備選方案。依據客流分析、線路走向、發展模式、銜接模式、起終點位置及線路形式等構建多個不同方案(或方案組),進而形成備選方案集。

3 北京新機場軌道交通線與市區線網銜接規劃方案

北京新機場位于北京市南端大興區南各莊與廊坊市白家務接壤處,距天安門約50 km。北京新機場功能定位為綜合性大型國際樞紐機場,規劃其遠期將與北京首都國際機場同等重要,且相對獨立運行,并配合各自的基地航空公司構筑中樞航線網絡。該機場以服務北京為主,同時服務京津冀經濟走廊城市密集帶的發展。

根據北京新機場的功能定位及北京市中心城航空客流集散分布情況,以草橋站作為機場線終點的方案僅為機場專線近端進入式方案的一種思路。由于該方案線路未能覆蓋大部分航空客流集散地,故應根據客流需求,從北京新機場軌道交通線功能、可能采用的發展模式及與北京市區軌道交通網絡結構銜接等角度出發,按照機場軌道交通方案構思方法優化既有規劃方案。

3.1 方案一

方案一為利用京霸城際鐵路線路的機場專線方案。該方案是利用規劃的京霸城際鐵路北京西站至新機場T2航站樓站區間線路(見圖2)。該方案實施的前提是該鐵路線路運能充足。因此,在京霸城際鐵路線路規劃階段應考慮航空客流需求。

該方案是利用規劃的京霸城際鐵路線開行通往機場的列車,不僅可提供和機場專線同樣的服務，還可少建部分城市軌道交通線路,降低城市軌道交通機場線的建設成本。由于鐵路部門和城市軌道交通部門存在體制障礙,因此在城際鐵路上開行機場專用列車需協調好兩者的關系,并協調好城際鐵路列車與機場列車的運行組織。即在高峰時段優先考慮開行機場專用列車,非高峰時段兼顧提高城市軌道交通機場線的服務水平，以及城際鐵路行車時間與周邊城市的統籌。該方案采用單一交路運行,站站停車。

圖2 方案一線路走向及車站分布示意圖

3.2 方案二

方案二為利用北京地鐵大興線混合線路方案。該方案在既有大興線的基礎上延伸了天宮院站——T2航站樓站的區間線路,并利用北京地鐵4號線(西直門站——公益西橋站)和大興線(公益西橋站——T2航站樓站)的區間線路開行機場列車(見圖3)。該方案實施的前提是混合運營段線路運能富余。大興線早高峰時段發車間隔為3 min,未達到最小發車間隔。這說明大興線的運能是富余的,在大興線上開行機場列車是可行的。

圖3 方案二線路走向及車站分布示意圖

該方案不僅可提供和機場專線同樣的服務，充分發揮大興線的運能;還可少建或緩建部分城市軌道交通線路,減少投資。由于航空客流和城市客流的早晚高峰時段不重合,且大興線客流呈現明顯的高峰、低谷現象，因此在大興線運能富余的前提下,要協調好大興線的列車與機場列車的運行圖。在早晚高峰時段要優先考慮開行大興線的列車,非高峰時段協調大興線及機場行車的運輸能力,滿足航空客流和市區客流的需求。該方案采用單一交路運行,站站停車。

3.3 方案三

方案三為新機場T2航站樓站至牡丹園站新建混合線路方案。朝陽區、海淀區為航空客流最集中的地區,故可通過新機場至牡丹園間的軌道交通線路進行新機場與市區的銜接,主要服務于菜市口站—金融街站—奧體站客流通道上的航空客流。該方案線路全長53.7 km,共設9站，且站間距小。線路走向及車站分布見圖4。北京中心城其他區域的航空乘客可通過與市區線網銜接換乘到機場線而抵達機場。該方案實施前提條件是工程條件良好、工程可實施。

圖4 方案三線路走向及車站分布示意圖

該方案作為市區快線貫穿市中心,還承擔了南苑機場站—牡丹園站間的城市快線功能。城市軌道交通機場線伸入城市核心區遠端,線路較長,建設及運營成本較高?？紤]到航空客流郊區段與市區段存在差異,為避免線路能力在郊區段的浪費,故該方案采用大小交路混合運行方案。T2航站樓站—牡丹園站為大交路,以服務航空客流為主；南苑機場站—牡丹園站為小交路,同時服務航空客流和市區客流。小交路的設置會增加配車數,并相應增加停車場規模,增加建設成本。

3.4 方案四

方案四為新機場T2航站樓站—北京西站新建機場專線方案。朝陽區及海淀區為航空客流最集中的地區，市區終點站的位置多為大型交通樞紐。方案四線路主要服務于菜市口站—公主墳站客流通道上的航空客流。線路全長46.8 km,共設6站。線路走向及車站分布見圖5。北京中心城其他區域的航空乘客可通過與市區線網銜接換乘到機場線而抵達機場。該方案實施前提條件是工程條件良好、工程可實施。

圖5 方案四線路走向及車站分布示意圖

該方案僅實現了機場快線銜接市中心的功能,且僅服務于航空客流。該方案相較方案二、三,線路較短,建設、運營成本低,由于不服務于市區客流,可能會導致機場線的運營效益差。該方案采用單一交路運行,站站停車。

3.5 方案五

方案五為新機場T2航站樓站至北京站的新建機場專線方案。該方案通過新建機場至鐵路北京站間線路實現新機場與市區的銜接,主要服務于菜市口站—東單站—朝陽門站客流通道上的航空客流,并連接對外交通樞紐。線路全長45.6 km,共設6站。線路走向及車站分布見圖6。北京市中心城其他航空乘客可通過與市區線網換乘到機場線而抵達機場。

該方案僅實現了機場快線銜接市中心的功能,且僅服務航空客流,故可能會導致其運營效益差。該方案采用單一交路運行,站站停車。

4 結論

(1) 通過國內外城市軌道交通機場線的案例調查,可將城市軌道交通機場線按照其服務功能劃分為機場專線、混合線路及一般城市軌道交通線。國外主要采用混合線路或一般軌道交通線路形式,國內多采用機場專線或一般城市軌道交通線路形式。

(2) 城市軌道交通機場線的發展模式主要有完全利用既有軌道交通線路模式、新建軌道交通線路模式及部分利用既有軌道交通線路模式。其中，新建城市軌道交通機場線與市區線網的銜接模式主要有核心終止式、近端接入式及遠端延展式。

圖6 方案五線路走向及車站分布示意圖

(3) 從北京新機場航空客流分布情況、線路功能、發展模式和銜接模式等角度分析了北京新機場軌道交通規劃方案。基于充分利用既有軌道交通線路的思想構建了利用京霸城際鐵路、地鐵大興線的方案,基于提高線路運營效率的思想構建了新機場至牡丹園站的混合線路方案,基于提高線路旅行速度節省航空乘客接駁時間的思想構建了新機場至北京西站、北京站的機場專線方案。各方案構思特征鮮明,對提高線路運行效率、提高乘客出行便捷性有較強針對性。

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Integration Planning of Beijing New Airport Line and Urban Rail Transit Network

SUN Yitian, WANG Zhi, ZHANG Liang, YE Xiafei

The functions,development mode and the connection with urban rail transit network are the main factors influencing Beijing New Airport Line planning, which consists of airport line,joint lines and normal urban rail line in terms of performance.The typical development mode of airport line is to use the existing rail line, build new rail line or partly use the existing line,and the newly built airport line will connect the urban rail network in core termination mode, near end access mode and far end extension.On this basis, the design concept of airport line and the scheme of its connection with urban rail network are put forward,the scheme is further analyzed from 4 aspects:the passenger flow distribution of Beijing new airport line,the line functions,the development mode and the connection mode.

airport; urban rail transit; network connection; planning; plan analysis

*中國民用航空局人事教育司項目(MHRD20130107)

U231

10.16037/j.1007-869x.2017.06.008

2016-10-03)