北京大兴国际机场货运功能分析与仿真模型设计*

□ 刘 硕，孙宇梅

(北京印刷学院 经济管理学院，北京 102600)

1 引言

北京大兴国际机场(Beijing Daxing International Airport)定位于超大型国际航空综合交通枢纽，经过近5年的建设已于2019年9月25日正式投入运营，加上已经运营多年的首都国际机场，北京一跃成为首个拥有两个国际枢纽型机场的城市。北京大兴国际机场具有强大的客运和货运能力，其功能将辐射京津冀大部分地区；空港作为特殊的交通和物流枢纽，将极大改变周边产业经济布局，并对区域物流乃至全国物流系统带来重要影响。本文即在北京大兴国际机场正式投入运营的现实背景下，对机场的货运功能进行分析，并设计以北京大兴国际机场为枢纽的区域航空货运系统仿真模型，为机场货运功能和航空物流系统优化研究提供理论与现实支持。

2 北京大兴国际机场货运功能分析

北京大兴国际机场位于北京市大兴区榆垡镇、礼贤镇和河北廊坊市广阳区之间，地理位置位于京津冀三省市交界处，毗邻雄安新区，对区域经济和物流产业的发展具有重要意义。北京大兴国际机场区位如图1所示，机场距北京首都国际机场直线距离67公里、距天津滨海机场85公里、石家庄机场197公里，处于京津冀机场群中心位置，同时距雄安新区直线距离仅55公里，其航空经济带惠及京津冀三地，并直接影响了区域航空物流体系，成为区域经济和产业协调发展的重要枢纽。

根据民航局发布的《2018年民航机场生产统计公报》数据显示，2018年中国机场完成货邮吞吐量1674.0万吨，而北京首都国际机场则完成了全国货邮吞吐量的12.4%。凭借强大的腹舱载货能力，2018年北京首都机场货邮吞吐量达到207万吨，占京津冀机场群货邮吞吐量的86.2%。而按照规划，大兴国际机场的年货邮吞吐量为200万吨，这也意味着北京地区机场货邮吞吐量将得到极大的提升[1]。

图1 北京大兴国际机场区位示意图

北京大兴国际机场强大的航空货运能力源于其货运区域的科学规划。根据北京大兴国际机场的公开资料显示，机场货运区域共包括北货运区、邮件快件处理区和南货运区三部分，机场货运区域整体布局如图2所示。

图2 北京大兴国际机场货运区域整体布局

根据公开资料显示，北京大兴国际机场北货运区东西长2160米，南北长1120米，配套24个货机位，国际区采用海关围网和卡口管理模式，其涉及规划总体布局如图3所示[2]。北货运区空侧由西向东依次规划了机场国内货站、南航国内货站、机场国内货站预警、邮政分拨中心、东航国内货站、东航国际货站、南航国际货站、机场国际货站和国际快件预留区，空侧紧邻机场北一跑道，配有24个货机位；北货运区陆侧自西向东分别设立了京东库、顺丰分拨中心、国内快件库、进口二级库、海关资验中心、出口拼装库、冷链库、国际快件库、京东跨境电商和跨境电商区，再向外还设有综合业务楼直接与综合保税区相连，方便业务办理；同时，在该货运区东侧预留了一定空间以供该货运区的扩展升级。

图3 北京大兴国际机场北货运区布局

除了功能全面的北货运区，北京大兴国际机场在其整体布局的中东部设立了一个邮件快件处理区，在西南部设立了南货运区作为机场货运功能的补充和扩展。总体而言，北京大兴国际机场的货运能力很强，已经公布的北货运区布局科学、设施完善、预留空间充沛，并已经与知名企业进行了合作，这无疑为区域经济和物流产业的发展提供了有力的支持。

同时，作为京津冀机场群的枢纽，北京大兴国际机场的强大货运能力也将进一步促进区域航空物流产业升级，减轻天津、河北乃至北方机场航空货运压力，提升区域物流系统效率，降低物流成本。通过对北京大兴国际机场的区位和货运区功能布局进行分析，可以看出北京大兴国际机场的投入运营将使得京津冀航空物流系统更加复杂，同时该机场规模庞大、货运区占地面积大、进驻的企业多、货运流程复杂且涉及到机场内部路面运输环节，因此有必要从效率层面对这一航空货运系统进行分析。

3 北京大兴国际机场货运物流仿真模型设计

随着计算机仿真技术的发展和应用便捷性的提升，其成本低、效率高、研究周期短的优势开始受到各行业的青睐，包括物流、机械、工程、军事等诸多领域开始引入仿真研究方法，并取得了较为理想的效果。Flexsim是美国的Flexsim公司研究开发的一个基于离散事件的仿真软件。使用Flexsim可以建立一个模拟真实系统的3D计算机模型，用很短的时间和很低的成本来研究该模型，能帮助我们在规划和设计系统时能做出合理的正确的决定[3]。Flexsim的交互式建模使其应用便捷性大大提升，用户只需按照理论模型的设计，将所涉及的仓储物流机械设备、人员等组件拖拽摆放到仿真模型设定的范围以内，并依据组件之间的关系和系统运行的顺序进行连接即可形成完成的仿真模型，模型采用全3D动画演示，可以使用户直观观察所研究的系统演化进程。这样，通过将北京大兴国际机场的总体布局乃至京津冀机场群区位分布导入到Flexsim平台，构建机场和区域航空物流体系模型，并进行仿真模拟研究，就可以在计算机环境研究机场航空物流系统的演化，探究优化路径。

在Flexsim仿真环境只需要发生器、分解器、合成器、暂存区和处理器5类仿真实体即可模拟机场的货运系统。仿真实体模拟机场实际运作的对应关系如表1所示[4]。

表1 Flexsim仿真实体与机场货运设施功能对应关系

将北京大兴国际机场北货运区布局图导入到Flexsim并按照表1中所示的模拟对应关系，就可以将货运区在仿真环境进行建模以进行系统演化研究，根据北京大兴国际机场北货运区布局设计的仿真模型如图4所示。

图4 北京大兴国际机场北货运区仿真模型

要利用仿真模型模拟现实机场货运系统，最重要的就是模型的参数设置，由于北京大兴国际机场刚刚投入运营，其货运区详细的人员、设备、车辆、业务流程和进出港货机时间分布数据信息尚未公开，暂时无法利用此模型进行仿真研究，一旦获取了相应的数据和信息，对仿真模型进行参数设置同时微调实体数量即可在计算机环境模拟机场货运系统，并在较短的时间内获悉该系统的演化路径和效率，为系统的优化提供支持。Flexsim仿真模型还具有极强的扩展性，每一个拥有“发生器”的仿真模型都是一个相对独立的仿真系统，以新机场北货运区的仿真模型为例，模拟货物进港到达的发生器实际上就是与外部系统的“接口”，替换为由模拟其他机场进港航班的“任务执行器”和模拟货物的“暂存器”即可和其他机场航空货运系统相连接，形成规模更大、功能更为复杂的航空物流仿真系统。京津冀区域航空物流体系是一个非常复杂的系统，仿真模型的规模和复杂程度也是相当可观的，因此宜采用“自底向上”的仿真模型设计思路，先进行小规模区域仿真模型设计构建同时预留模型扩展接口，形成北京大兴国际机场总体范围内的货运系统模型，而后再逐步加入首都机场、天津滨海机场、石家庄机场的航空货运系统模型，就可以逐渐形成能够模拟京津冀区域航空货运系统的总体仿真模型。

4 结论

北京大兴国际机场建设和投入运营对区域经济发展和产业结构调整都具有重要意义，其强大的货运能力将极大改变京津冀乃至全国航空货运物流体系，机场航空货运功能和区域性航空物流系统是一个规模庞大且非常复杂的系统，其中涉及的现实因素众多，需要以战略性视角考虑其效率问题。本文从北京大兴国际机场的区位特征和货运能力作为切入点，对机场区位和货运区布局进行了分析，并以北货运区为例设计了Flexsim仿真模型，提出了“自底向上”的京津冀区域航空物流系统仿真模型的设计思路，以期对北京大兴国际机场货运体系和京津冀区域航空物流系统的升级优化提供支持。