大型機場旅客捷運系統運輸組織模式

陳 祥

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

1 前言

國外許多大型國際機場都設置旅客捷運系統作為內部運輸工具，一方面提高旅客服務水平，另一方面通過捷運運輸高效率實現的空間延伸，比較經濟地提高機場空側和陸側容量。我國近年城市發展迅速，航空業務量增長迅速，為了減少機場旅客走行時間，提高服務水平，許多大型機場提出建設旅客捷運系統。與一般城市軌道交通和鐵路系統相比，機場捷運系統規模雖小，但同樣包括土建工程、控制工程、能源輸入輸出工程以及機電設備運用工程等內容，要符合機場規劃建設的“高標準、高可靠性、高頻率，低運量、低成本、低維護”的要求，合適的捷運運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，機場捷運旅客以商務旅客為主，商務旅客除了對時間要求比較高、對服務水平的要求也比較高，具體來說，機場旅客具有以下幾個特征：

1）屬性多樣化。機場旅客流程不同，帶來捷運系統需要區分不同類型的旅客。一般來說，有國內出發旅客、國內到達旅客、國際出發旅客、國際到達旅客，這四種旅客流程只有國內出發和國內到達旅客可以歸為一類。不同屬性的旅客運輸需求也給捷運系統的運輸方案帶來復雜性。

2）時間不均衡性。旅客出發客流是由分散到密集的過程，而到達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。因為到達旅客集中度相對高，捷運系統客流高峰主要受到達客流影響。根據航班計劃，到達客流量存在不均衡的特征：有些時間段客流存在國內到達高峰，有些時間段是國際到達高峰，還有些時間段是國際、國內旅客都是高峰期。與城市軌道交通客流不同的是，機場旅客的高峰客流會根據機場的繁忙程度，出現兩個、三個、四個甚至更多個高峰波。

3）服務標準高。捷運系統是航站區系統的組成部分，必須與機場相關服務標準相匹配。針對捷運系統的服務水平，一方面指旅客乘坐捷運時關心的等候時間、旅行時間等時間服務標準，另一方面是旅客在乘坐機場捷運時的體驗感覺。根據民航總局2006 年頒布的《中華人民共和國民用航空行業標準——民用機場服務質量》（MH/T 5104-2006）標準要求，不同流程的旅客對應不同的服務標準。總的來說，時間服務標準需要分析各種不同流程總時間目標值，找到控制性流程的總時間目標值；體驗服務標準主要從從舒適性角度，考慮如何控制車站、車廂的乘客密度，要避免乘坐捷運系統有“擠地鐵”的感受，一般應能滿足IATA 中機場航站樓參考手冊建議的B～C級服務標準。

3 運輸模式

捷運系統的運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性。一般來說，運輸的方式有穿梭和循環兩種類型。

1）穿梭。穿梭即是一列車在兩站點間來回運行的運輸模式，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能、兩站間一列車來回穿梭的運輸方式。沿軌道、車站內或在唯一車輛上發生任何一點失誤，捷運系統都將停運。由于這種方式可靠性及可維護性差，只適用于步行、步道的場所和便捷服務情況下。

在線路中心雙通道的單軌穿梭由于運量會相應增加，是單軌穿梭的增強方式。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發生失誤，捷運系統都將停運。另外，有兩列車在同時作業增加了錯誤的發生概率。此外，兩列車必須運行完全同步，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。這種方式可以提供更高的運能，同時可以停運一條線進行維護，即使有某條線因為故障原因停運，仍然能保證兩站點間的旅客能到達目的地。這種方式的局限性在于只能服務于2 個車站，當2 個站點距離加長后，運量將迅速減小。

帶中間通道的雙軌穿梭方式實際是包括兩組帶雙通道的單軌穿梭形式。這種方式運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點，但也集成了帶雙通道的單軌穿梭模式的優缺點。圖1為穿梭運輸模式示意圖。

圖1 穿梭運輸模式

2）循環。循環是列車間隔的在閉合的線路中運行的模式，通常包括單環系統、雙環雙向循環系統、壓縮式循環系統三種模式。

單環系統能夠容納超過兩座車站和多列車，列車運行只能單向運行。系統中任何一點故障都會造成系統故障，如果車輛不在離線設施中進行維護，車輛維護期間部分線路需關閉。因此，這種方式適用于低造價、低運量的系統配置中。

雙環雙向系統配置減少了運行中出現單點故障的影響，同時運能增加一倍。該系統配置方式適合于高運量、多座車站、多輛車的持續服務情況。

壓縮式環形系統方式增加了配線連接雙線，從而形成雙軌雙向系統，在地形受限情況下也能形成雙軌雙向系統。這種方式適用于高運量、連續服務、多站、多輛車運行以及高可靠性的空側運輸系統。圖2為循環運輸模式示意圖。

圖2 循環運輸模式

4 案例分析

本文以上海浦東國際機場旅客捷運系統的運輸方式為例，分析機場捷運的運輸組織。

1）規劃布局。浦東機場航站樓規劃布局中，S1衛星廳服務T1 航站樓，S2 衛星廳服務T2 航站樓。捷運系統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S2 衛星廳和T2航站樓、S1 衛星廳和T1 航站樓，空間跨度分別為1.86 km 和1.68 km。兩條線均設兩站一區間，線路以直線為主；另外分別設置一條出入場線與車輛基地建立連接。總體布局如圖3所示：

圖3 上海浦東國際機場旅客捷運系統總體布局圖

2）客流需求。針對浦東國際機場捷運系統地客流需求而言，首要考慮航站樓與衛星廳之間的高峰小時流量，捷運系統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單方向高峰小時客流3 029人/小時。

表1 捷運客流需求表

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

3）運輸方式。匹配客流的需求，考慮了一種穿梭運行和三種循環運行模式：

（1）穿梭運行

捷運系統分別在T1-S1、T2-S2航站樓至衛星廳間分段獨立穿梭運行：穿梭模式配線見圖4。

圖4 穿梭模式配線示意

每個站臺均設置一島兩側式車站，中間島式車站作為上客站臺，兩側側式站臺作為下客站臺，將出發和到達旅客物理分隔。站臺中間位置設置隔斷，實現國際旅客與國內旅客的物理分隔。如捷運站臺設置如圖5所示：

圖5 捷運站臺設置

捷運系統采用雙線穿梭運行，其中一條線故障或者維護期間，另一條線可以保證正常運營（如T1-S1 區間，當A 線故障或者運維時，B 線還能正常運營。），這也提高了捷運系統的可靠性及可維護性，與機場的高可靠性運維要求匹配。捷運運維布置見圖6。

圖6 捷運運維布置圖

（2）循環運行。為了實現捷運系統的運行靈活性，考慮了貫通環形循環、貫通C形循環及分段循環三種模式。循環運行模式如圖7所示：

圖7 循環運行模式圖

三種循環運行模式可以根據客流的情況靈活組織循環運行及穿梭運行，工程規模按貫通環形、貫通C 型、分段循環依次降低，但由于T1、T2 預留工程的制約，循環運行模式至關重要的配線距離車站較遠，運行效率大打折扣。

循環運行無法發揮其運營的靈活性，也不具有穿梭運行的高可靠性和可維護性，經過對客流需求和客流服務水平測算，雙線穿梭運行運能可以做到9 600 人/h，國際和國內運能達到4800 人/h；發車間隔4 min 也滿足5 min 等待的服務要求。因此，浦東機場捷運系統最終選擇雙線穿梭運行模式。

5 結語

機場捷運系統規模小，但由于該系統同樣具備土建和機電系統，同時還要符合機場規劃建設的高品質要求，可謂麻雀雖小、五臟俱全。配置時按精簡、高效原則配置。