基于提升旅客登機(jī)體驗的機(jī)場擺渡車創(chuàng)新設(shè)計研究

湯軍 李家力

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)機(jī)位 登機(jī)體驗 提升 擺渡車 功能創(chuàng)新

引言

《“十三五”現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系發(fā)展規(guī)劃》關(guān)于運(yùn)輸機(jī)場建設(shè)項目中指出續(xù)建機(jī)場30個、新建機(jī)場44個、改擴(kuò)建139個，遷建機(jī)場19個。其中據(jù)不完全統(tǒng)計，大型民用運(yùn)輸機(jī)場中遠(yuǎn)機(jī)位占機(jī)位總數(shù)比為59.5％，近機(jī)位普遍不足50％[1]。這表明高峰時間段遠(yuǎn)機(jī)位承載了約一半的周轉(zhuǎn)任務(wù)。此外，據(jù)《“十四五”民用航空發(fā)展規(guī)劃》預(yù)測，預(yù)計2025年，民用運(yùn)輸機(jī)場數(shù)量進(jìn)一步增加達(dá)到270個以上，運(yùn)輸總周轉(zhuǎn)量達(dá)到1750億噸公里，旅客運(yùn)輸量達(dá)9.3億人次。

為保障航空運(yùn)輸服務(wù)的快捷高效，打造更加人性化的遠(yuǎn)機(jī)位登機(jī)服務(wù)，圍繞擺渡車的創(chuàng)新設(shè)計研究顯得至關(guān)重要。本課題以研究遠(yuǎn)機(jī)位旅客登機(jī)體驗的主客體出發(fā)，結(jié)合對擺渡車的系統(tǒng)性研究來進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，使其改善旅客遠(yuǎn)機(jī)位的登機(jī)體驗。

一、旅客遠(yuǎn)機(jī)位登機(jī)體驗的主客體因素分析

（一）旅客遠(yuǎn)機(jī)位登機(jī)的關(guān)鍵要素

1.旅客遠(yuǎn)機(jī)位登機(jī)流程

民用機(jī)場旅客登機(jī)方式大致可以分為以下兩種方式：1.廊橋?qū)訖C(jī)艙門登機(jī)。2.乘坐擺渡車換乘登機(jī)梯對接機(jī)艙門登機(jī)。第二種為遠(yuǎn)機(jī)位登機(jī)方式，其流程圖如圖1所示：

以區(qū)域劃分旅客遠(yuǎn)機(jī)位登機(jī)流程。在室內(nèi)區(qū)域，旅客多能自主進(jìn)行登機(jī)流程且自由度較高，多有人工服務(wù)輔助解決。此時旅客的登機(jī)體驗主要受到旅客數(shù)量及業(yè)務(wù)辦理效率影響。在室外區(qū)域，旅客自由度較低，其遠(yuǎn)機(jī)位登機(jī)體驗受到多種因素影響，例如旅客年齡、攜帶行李數(shù)量、機(jī)場氣候條件及擺渡車等其他服務(wù)設(shè)備工作效率。

2.旅客年齡及行李特征影響因素

（1）旅客年齡因素。擺渡車搭載的主體是旅客，登機(jī)行為的行使主體亦是旅客。目前根據(jù)“個推”大數(shù)據(jù)顯示，旅客中年比例不斷增加，35歲以上占比達(dá)到54.18％，其中45歲以上人群達(dá)16.62％。其中具有母嬰相關(guān)特征的人群占比有6.82％。據(jù)以上數(shù)據(jù)可知，現(xiàn)行遠(yuǎn)機(jī)位登機(jī)方式對于攜帶登機(jī)行李的老年人、殘障人士、婦女及嬰幼兒兒童并不友好，未充分考慮到該類旅客對于遠(yuǎn)機(jī)位登機(jī)體驗的便利性訴求。此外預(yù)計2035年，我國人均出行次數(shù)將超過1次，但我國目前有8500萬殘疾人士，60歲以上老人超2.6億次。

（2）旅客行李特征因素。旅客攜帶行李可以分為隨身行李、登機(jī)箱及托運(yùn)箱。同時，由于主要研究對象受隨身行李影響較大，因此針對隨身行李進(jìn)行深入的研究。

根據(jù)《大型機(jī)場旅客城市空間分布預(yù)測與交通方式選擇行為研究》調(diào)查表明，北上廣民用機(jī)場旅客平均隨身攜帶行李數(shù)約為1件[2]。而旅客隨身行李大致可以細(xì)分為手提袋、雙肩包和20英寸以內(nèi)的小型行李箱。商務(wù)航線的旅客攜帶隨身行李數(shù)較少，多以20寸以內(nèi)的小型行李箱及背包為主；處于旅游旺季的熱門航線的旅客普遍會攜帶多個手提袋登機(jī)；同時，通過實地觀察發(fā)現(xiàn)，中老年旅客會傾向于攜帶更多的手提袋。

（二）影響遠(yuǎn)機(jī)位旅客登機(jī)體驗客體因素

1.機(jī)場的天氣因素

機(jī)場的天氣是影響遠(yuǎn)機(jī)位旅客登機(jī)體驗最為主要的環(huán)境因素，其中雷雨天氣、大風(fēng)天氣、降雪天氣和高溫天氣極大影響旅客遠(yuǎn)機(jī)位的登機(jī)體驗。以2019年大興國際機(jī)場通航一周年數(shù)據(jù)為例，雷雨天氣出現(xiàn)在4-9月份，以5-8月份為主；大風(fēng)天氣多出現(xiàn)在11月-12月和3月-4月；降雪天氣出現(xiàn)在11月-2月，多為小雪天氣；而高溫天氣出現(xiàn)在5-8月份，且溫度能達(dá)35°C及以上，最高可達(dá)38°C。據(jù)數(shù)據(jù)可知每個月份都有惡劣天氣，此外因溫度原因，5-8月及11-2月期間會對遠(yuǎn)機(jī)位旅客產(chǎn)生最大且持續(xù)最長的影響。

2.遠(yuǎn)機(jī)位空防管控政策

對于遠(yuǎn)機(jī)位旅客登機(jī)體驗而言，安全是最為根本的需求，而如何有序管控遠(yuǎn)機(jī)位旅客行為成為重中之中。現(xiàn)如今的管控政策只是禁止旅客進(jìn)入停機(jī)坪等一些強(qiáng)制命令，缺乏強(qiáng)制規(guī)范，依舊出現(xiàn)旅客下擺渡車后隨意行走拍照或掉落FOD（機(jī)場跑道異物）的現(xiàn)象，更有甚者沖至滑行道等。為保障政策完全實施，需設(shè)備來強(qiáng)制旅客行為，以達(dá)到旅客安全登機(jī)的體驗訴求。

3.現(xiàn)役擺渡車的工作形式

擺渡車承擔(dān)運(yùn)輸旅客的重要任務(wù)，是影響旅客遠(yuǎn)機(jī)位登機(jī)體驗重要設(shè)備之一。其路程時間以及便利性是旅客最為關(guān)心的因素，但擺渡車運(yùn)作卻是有十分嚴(yán)格的流程要求，其行駛速度、行駛路徑和行駛范圍都有明確的規(guī)定，例如，作業(yè)區(qū)規(guī)定了擺渡車停靠場所；道路邊限制其路徑及行駛距離；避讓點要求其停車讓行等。因此難以通過縮短擺渡車行程時間來達(dá)到提升旅客遠(yuǎn)機(jī)位登機(jī)體驗的目的。

而在對擺渡車的工作流程研究中，發(fā)現(xiàn)其便利性有著極大的改善空間。擺渡車客滿后，依照規(guī)劃好的路線由航站樓行駛至遠(yuǎn)機(jī)位，如圖2所示，到達(dá)遠(yuǎn)機(jī)位工作區(qū)后，旅客依次下次，步行至客梯車并有序登機(jī)。而這一過程中，旅客換乘存在著極大不便的情況，如圖中虛線所指，極易受到惡劣天氣影響。

二、基于提升旅客登機(jī)體驗的擺渡車設(shè)計構(gòu)想

（一）現(xiàn)役擺渡車主要功能組成。現(xiàn)行擺渡車大致可分為三類：1.城市大型客車改裝車；2.貨車牽引頭和大型客車車廂組成的半掛車；3.專門設(shè)計和制造的特種車[3]。目前多數(shù)研發(fā)的擺渡車是作為特種車輛的擺渡車，車身寬度能達(dá)3m，長度接近14m，如圖3所示：

（1）前置前驅(qū)：由于擺渡車載荷較大因此技術(shù)方案主流采用前置前驅(qū)。該方案不僅保證超低地板的平整性還實現(xiàn)更小的轉(zhuǎn)彎半徑。

（2）低地板全承載式結(jié)構(gòu)：低地板全承載式結(jié)構(gòu)能穩(wěn)定載荷，使車身保持平衡狀態(tài)。現(xiàn)行的擺渡車在此基礎(chǔ)上，還利用空氣懸掛，致使車輛向一側(cè)傾斜，提供地板更低的“跪式”服務(wù)，目的在于為特殊乘客（使用輪椅的乘客或老人）提供便利。

（3）雙邊對開門：由于擺渡車作為特種車輛，其載人達(dá)110人左右，一次性上下乘客數(shù)量大。為解決上下人效率問題，通常采用雙邊對開門，且對開門數(shù)量不低于4個。

（4）站立面積：擺渡車與普通客車不同，其目的在于短途運(yùn)輸，如何擴(kuò)大站立面積成為擺渡車主要的考慮因素。

（5）座位安置：擺渡車內(nèi)部結(jié)構(gòu)組件不可避免會致使地板凸起，為充分利用空間會在凸起區(qū)域設(shè)立座位，滿足弱勢群體的訴求，此外規(guī)定座位不能少于6座。

（6）輪胎：擺渡車多采用前單胎后雙胎的布局方式，利于減短剎車線同時穩(wěn)定載荷。

（二）以提升旅客登機(jī)體驗提出構(gòu)想。由前文分析得出，旅客遠(yuǎn)機(jī)位登機(jī)體驗的核心痛點主要是在大風(fēng)、高溫或雨天下，旅客會被風(fēng)吹、日曬、雨淋的問題。結(jié)合現(xiàn)行擺渡車結(jié)構(gòu)布局圖設(shè)想了三種初步解決方案：1.擺渡車外接折疊棚，通過折疊棚使擺渡車與客梯車直接形成一個半封閉的通道，進(jìn)而達(dá)到遮陽遮雨的需求，如圖4方案一所示；2.擺渡車尾車部分設(shè)立后車門，同時更改停靠路徑，由后車門直接對接客梯車，如圖4方案二所示；3.擺渡車作為特種車輛進(jìn)行再設(shè)計，使擺渡車旅客車廂具備提升功能，省去客梯車這個中間環(huán)節(jié)，如圖4方案三所示。

（三）設(shè)計方案評估。方案一目標(biāo)在于設(shè)計擺渡車的外接設(shè)備來實現(xiàn)設(shè)計需求，但存在著機(jī)動性差、如何存放等問題，此外操作過程中需人工輔助；方案二目標(biāo)在于重新設(shè)計擺渡車的尺寸以及旅客上下車方式，使擺渡車直接停靠在客梯車旁或車尾設(shè)計對開門對接客梯車，雖有效解決機(jī)動性問題，但擺渡車與客梯車之間也存在較大縫隙；方案三目標(biāo)在于對擺渡車進(jìn)行功能創(chuàng)新設(shè)計，其優(yōu)點是使旅客猶如在候機(jī)廳廊橋登機(jī)。

綜合分析后確定具有升降功能的方案三為理想方案，該方案對于旅客而言具有極大的便利性，也能解決弱勢群體的登機(jī)訴求，同時對機(jī)場空防管控安全要求而言，具有更強(qiáng)的管控性，能防止旅客亂跑，甚至還能解決偷渡問題。

（四）升降式擺渡車工作流程構(gòu)想。為達(dá)到旅客“一步登機(jī)”的需求，擺渡車須具有客梯車的功能。而客梯車是為旅客提供可上升的平臺，使旅客產(chǎn)生縱向位移[4]。為此升降式擺渡車工作流程構(gòu)想大致為：車輛出發(fā)-到達(dá)登機(jī)口-旅客登車-行駛至飛機(jī)停機(jī)位-確定安全位置-展開支撐腳-平臺上升-旅客登機(jī)。

前段流程為擺渡車基本服務(wù)流程的一部分，后段則是客梯車服務(wù)流程的一部分，初步結(jié)合兩者主要服務(wù)流程即可達(dá)到升降式擺渡車的工作流程。但實際客梯車的工作流程中，其最早的服務(wù)對象為機(jī)務(wù)人員，其次是搭載擺渡車登機(jī)的旅客，最后是零散人員。其中機(jī)務(wù)人員環(huán)節(jié)依舊需專用樓梯車來提供登機(jī)服務(wù)，而升降式擺渡車則主要承擔(dān)旅客及后續(xù)零散人員上下機(jī)的任務(wù)。為此在升降式擺渡車工作流程完成之后，還須設(shè)立樓梯以便零散人員上下機(jī)。

三、升降式擺渡車設(shè)計實踐

（一）升降式擺渡車設(shè)計方案。根據(jù)升降式擺渡車工作流程構(gòu)想，結(jié)合現(xiàn)行擺渡車主流技術(shù)方案，提出具有較高可行性的升降式擺渡車設(shè)計方案。先將整個擺渡車分為三塊區(qū)域：駕駛室區(qū)域、乘客車廂區(qū)域以及底盤承載區(qū)域，如前文圖3所示，其中駕駛室區(qū)域包含了前置前驅(qū)的動力系統(tǒng)。這樣的目的在于一開始便能獨(dú)立乘客與駕駛員，明確設(shè)計方向。

基于區(qū)域劃分后，提出可行性區(qū)域構(gòu)想：（1）駕駛室區(qū)域：駕駛區(qū)域?qū)儆讵?dú)立區(qū)域，與乘客車廂互不影響，采用獨(dú)立的換氣系統(tǒng)；設(shè)立廣闊的可視范圍，便于駕駛員時時掌握車況。（2）車廂區(qū)域：車廂內(nèi)部設(shè)立110人以上的站立區(qū)域，在后車輪附近設(shè)立座位；由于車廂也屬于獨(dú)立區(qū)域，可將該區(qū)域分離進(jìn)行抬升，車廂直接對接機(jī)場艙門；車廂前段須設(shè)雙開門。（3）底盤承載區(qū)域：底盤承載區(qū)域需設(shè)有可收縮的支撐腳，增大擺渡車在運(yùn)行升降平臺時的穩(wěn)定性。

（二）升降式擺渡車可行性分析。目前，機(jī)場地面服務(wù)車輛中有一種特種車輛具備較大的載貨能力，同時又具備升降功能——航空食品裝運(yùn)車。其中德國DOLL FAHRZEUGBAU有限公司的X-Catseries能承載50 0 0kg的貨物進(jìn)行升降運(yùn)動，升降高度最高能達(dá)8.3m，其采用的結(jié)構(gòu)為剪叉式升降結(jié)構(gòu)，如圖5所示，整個升降機(jī)構(gòu)采用鉸鏈?zhǔn)降募舨鏅C(jī)構(gòu)，其中“X”形剪叉機(jī)構(gòu)充當(dāng)車廂的支撐平臺，一端為固定端，另一端為移動端。一方面，剪叉式結(jié)構(gòu)由液壓缸的膨脹運(yùn)動轉(zhuǎn)化為垂直運(yùn)動，另一方面移動端的底部滑塊又由另外液壓泵驅(qū)動的液壓缸提供橫向動力，保證其升降平臺的穩(wěn)定性。通過這些機(jī)制的相互作用進(jìn)而實現(xiàn)升降平臺平穩(wěn)的運(yùn)行。因此升降式擺渡車將采用該升降結(jié)構(gòu)達(dá)到平穩(wěn)抬升的目的，此外，車廂底部還需應(yīng)用一組液壓泵驅(qū)動裝置，使車廂能進(jìn)行橫向運(yùn)動，以便對接飛機(jī)艙門。

為保障其穩(wěn)定性還需采用大型吊車支腿，支腿構(gòu)造特性是結(jié)構(gòu)緊湊、強(qiáng)度高、剛度好，布局特點為左右各兩支腿，前后布置；其原理為液壓缸使支腿外伸，達(dá)到作業(yè)要求的支腿跨距后，再由垂直油液壓缸支撐整車向上移動，促使輪胎離地并達(dá)到水平狀態(tài)。通過四個支腿的支撐點形成的矩形水平包圍面積，能保證升降式擺渡車在任何工作情況下抗傾覆穩(wěn)定性的要求，極大提高了其安全性[5]。

（三）升降式擺渡車服務(wù)流程及功能設(shè)定。

1.乘客登車：由于車廂區(qū)域與底盤承載區(qū)域之間需設(shè)立升降機(jī)構(gòu)，不可避免導(dǎo)致底盤增高，需為旅客提供登車的臺階。

2.遠(yuǎn)機(jī)位定位：為確保乘客安全及抬升機(jī)構(gòu)工作安全，須在升降旅客車廂前，通過紅外線測距及掃描等技術(shù)對周圍環(huán)境信息進(jìn)行收集及分析，確保擺渡車到達(dá)飛機(jī)附近的安全位置。

3.展開支腿：布局為左右各兩支腿前后布局，采用隱藏式設(shè)計。

將結(jié)構(gòu)設(shè)計于車底盤內(nèi)，作業(yè)時伸出。

4.升降機(jī)構(gòu)運(yùn)作：剪叉機(jī)構(gòu)運(yùn)作，將旅客車廂抬升到指定高度；同時由于機(jī)場的特殊性，車廂頂部及尾部須設(shè)立警示燈，確保工作安全。

5.活動平臺對接：為防止對飛機(jī)產(chǎn)生損傷，車廂與艙門直接須設(shè)緩沖區(qū)域。該緩沖區(qū)域由可供旅客行走的活動平臺、防日曬雨淋的折棚及起緩沖作用防撞橡膠組成。[6]6.旅客登機(jī)照明：車廂前段須設(shè)立對開門及照明系統(tǒng)，確保旅客有序安全登機(jī)。

7.后續(xù)人員登機(jī)：因存在零散人員登機(jī)可能性，方案須提供在不改變升降式擺渡車地理位置的登機(jī)方式。為此利用剪叉機(jī)構(gòu)強(qiáng)大的支撐結(jié)構(gòu)，通過左右之間形成的空間設(shè)立樓梯，滿足后續(xù)人員登機(jī)需求。

（四）升降式擺渡車設(shè)計細(xì)化及展示。現(xiàn)行擺渡車長度接近14m，寬接近3m。因此本次升降式擺渡車尺寸應(yīng)控制在該范圍內(nèi)，設(shè)計尺寸為長L=1350mm，寬M=307mm，高H=270mm。升降式擺渡車升降高度設(shè)定在1.1m-6m之間，滿足中各類航班類型的艙門高度需求。

圖6所示，是行駛過程中的升降式擺渡車形態(tài)，整體設(shè)計充分利用空間，使各功能組件和諧統(tǒng)一，駕駛區(qū)域與乘客區(qū)域分離開來。駕駛區(qū)域設(shè)計能為駕駛員提供廣闊的視野，以便隨時觀察機(jī)場路況以及對接機(jī)艙門時的安全需求。車廂區(qū)域采用雙對開門，旅客可從兩邊同時上車；車廂前段利用造型產(chǎn)生的區(qū)域設(shè)立行走平臺，前端設(shè)立一個對開門以保證旅客登機(jī)秩序。

整體技術(shù)方案采用現(xiàn)行擺渡車技術(shù)要求。其輪胎布局、旅客站立及乘坐區(qū)域布局如圖7所示。由于增加剪叉升降機(jī)構(gòu)等，導(dǎo)致底盤增高，車輛整體重量增加，為此前驅(qū)車頭設(shè)立兩排單車輪；為解決由車底盤增高導(dǎo)致旅客上下車的不便，設(shè)立伸縮臺階。充分利用后車輪所占據(jù)的空間，設(shè)立乘客座位，其他區(qū)域則為站立區(qū)域，設(shè)立多個扶桿。

圖8所示，為平臺升起狀態(tài)下的擺渡車。為提高升降式擺渡車在作業(yè)時的安全性，需在剪叉機(jī)構(gòu)工作前需確保車廂上升空間無障礙，為此車頭頂端設(shè)計紅外掃描設(shè)備，幫助駕駛員判斷作業(yè)區(qū)域是否能進(jìn)行下一步工作。確保全后，警示燈亮起，提醒地面后勤人員，支腿即將工作；支腿伸展完畢后，車廂頂端作業(yè)燈亮起，剪叉機(jī)構(gòu)工作，抬升旅客車廂到達(dá)指定高度；車廂前端活動平臺下降，折棚展開，對接機(jī)艙艙門；對接完畢后，內(nèi)部照明燈亮起，對開門打開，旅客登機(jī)。待車廂內(nèi)旅客登機(jī)完畢后，車廂內(nèi)部活動地板由頂部液壓泵拉動抬升，到指定高度后，剪叉機(jī)構(gòu)兩側(cè)扶手展開便于后續(xù)人員登機(jī)。各部件的細(xì)節(jié)及使用狀態(tài)如圖9所示。

結(jié)論

以遠(yuǎn)機(jī)位旅客登機(jī)體驗入手，通過主客體兩條路線進(jìn)行系統(tǒng)性分析，深入挖掘核心痛點。以解決核心問題為產(chǎn)品目標(biāo)，進(jìn)行產(chǎn)品功能重新定義及可行性分析，提出能解決旅客在遠(yuǎn)機(jī)位登機(jī)會被風(fēng)吹、日曬、雨淋問題等的升降式擺渡車設(shè)計方案，極大提高旅客遠(yuǎn)機(jī)位的登機(jī)體驗，同時為弱勢群體出行和未來老齡化社會提供更加可靠的保障。通過對機(jī)場擺渡車的研究和設(shè)計探索，可提升機(jī)場后勤服務(wù)裝備的旅客體驗度，利于增加企業(yè)自主研發(fā)意愿，拓展相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈。