大型机场旅客捷运系统运输组织模式

陈 祥

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，高级工程师，上海 200092）

1 前言

国外许多大型国际机场都设置旅客捷运系统作为内部运输工具，一方面提高旅客服务水平，另一方面通过捷运运输高效率实现的空间延伸，比较经济地提高机场空侧和陆侧容量。我国近年城市发展迅速，航空业务量增长迅速，为了减少机场旅客走行时间，提高服务水平，许多大型机场提出建设旅客捷运系统。与一般城市轨道交通和铁路系统相比，机场捷运系统规模虽小，但同样包括土建工程、控制工程、能源输入输出工程以及机电设备运用工程等内容，要符合机场规划建设的“高标准、高可靠性、高频率，低运量、低成本、低维护”的要求，合适的捷运运输方式就显得非常重要。

2 客流特征

与城市轨道交通客流不同，机场捷运旅客以商务旅客为主，商务旅客除了对时间要求比较高、对服务水平的要求也比较高，具体来说，机场旅客具有以下几个特征：

1）属性多样化。机场旅客流程不同，带来捷运系统需要区分不同类型的旅客。一般来说，有国内出发旅客、国内到达旅客、国际出发旅客、国际到达旅客，这四种旅客流程只有国内出发和国内到达旅客可以归为一类。不同属性的旅客运输需求也给捷运系统的运输方案带来复杂性。

2）时间不均衡性。旅客出发客流是由分散到密集的过程，而到达客流则是由密集到分散的过程，且与航空公司航班计划息息相关。因为到达旅客集中度相对高，捷运系统客流高峰主要受到达客流影响。根据航班计划，到达客流量存在不均衡的特征：有些时间段客流存在国内到达高峰，有些时间段是国际到达高峰，还有些时间段是国际、国内旅客都是高峰期。与城市轨道交通客流不同的是，机场旅客的高峰客流会根据机场的繁忙程度，出现两个、三个、四个甚至更多个高峰波。

3）服务标准高。捷运系统是航站区系统的组成部分，必须与机场相关服务标准相匹配。针对捷运系统的服务水平，一方面指旅客乘坐捷运时关心的等候时间、旅行时间等时间服务标准，另一方面是旅客在乘坐机场捷运时的体验感觉。根据民航总局2006 年颁布的《中华人民共和国民用航空行业标准——民用机场服务质量》（MH/T 5104-2006）标准要求，不同流程的旅客对应不同的服务标准。总的来说，时间服务标准需要分析各种不同流程总时间目标值，找到控制性流程的总时间目标值；体验服务标准主要从从舒适性角度，考虑如何控制车站、车厢的乘客密度，要避免乘坐捷运系统有“挤地铁”的感受，一般应能满足IATA 中机场航站楼参考手册建议的B～C级服务标准。

3 运输模式

捷运系统的运输模式的确定首先考虑航站楼旅客的需求，同时还要考虑可靠性及可维护性。一般来说，运输的方式有穿梭和循环两种类型。

1）穿梭。穿梭即是一列车在两站点间来回运行的运输模式，通常包括单轨穿梭、双通道单轨穿梭、双轨穿梭及带双通道的双轨穿梭四种模式。

单轨穿梭是一种低运能、两站间一列车来回穿梭的运输方式。沿轨道、车站内或在唯一车辆上发生任何一点失误，捷运系统都将停运。由于这种方式可靠性及可维护性差，只适用于步行、步道的场所和便捷服务情况下。

在线路中心双通道的单轨穿梭由于运量会相应增加，是单轨穿梭的增强方式。如果线路长度不够长，该方式相较单轨穿梭方式提高并不大。同样在通道上的线路和车站任何一点发生失误，捷运系统都将停运。另外，有两列车在同时作业增加了错误的发生概率。此外，两列车必须运行完全同步，以避免一列车在通道上等候直到另一列车通过。

双轨穿梭方式避免了单轨穿梭模式和带通道的单轨穿梭模式固有的可靠性缺点。这种方式可以提供更高的运能，同时可以停运一条线进行维护，即使有某条线因为故障原因停运，仍然能保证两站点间的旅客能到达目的地。这种方式的局限性在于只能服务于2 个车站，当2 个站点距离加长后，运量将迅速减小。

带中间通道的双轨穿梭方式实际是包括两组带双通道的单轨穿梭形式。这种方式运量是带双通道的单轨穿梭方式的2 倍，这种方式融合了双轨穿梭方式的可靠性优点，但也集成了带双通道的单轨穿梭模式的优缺点。图1为穿梭运输模式示意图。

图1 穿梭运输模式

2）循环。循环是列车间隔的在闭合的线路中运行的模式，通常包括单环系统、双环双向循环系统、压缩式循环系统三种模式。

单环系统能够容纳超过两座车站和多列车，列车运行只能单向运行。系统中任何一点故障都会造成系统故障，如果车辆不在离线设施中进行维护，车辆维护期间部分线路需关闭。因此，这种方式适用于低造价、低运量的系统配置中。

双环双向系统配置减少了运行中出现单点故障的影响，同时运能增加一倍。该系统配置方式适合于高运量、多座车站、多辆车的持续服务情况。

压缩式环形系统方式增加了配线连接双线，从而形成双轨双向系统，在地形受限情况下也能形成双轨双向系统。这种方式适用于高运量、连续服务、多站、多辆车运行以及高可靠性的空侧运输系统。图2为循环运输模式示意图。

图2 循环运输模式

4 案例分析

本文以上海浦东国际机场旅客捷运系统的运输方式为例，分析机场捷运的运输组织。

1）规划布局。浦东机场航站楼规划布局中，S1卫星厅服务T1 航站楼，S2 卫星厅服务T2 航站楼。捷运系统的总体功能布局与航站楼功能分布相匹配，分东线和西线两条线，分别服务S2 卫星厅和T2航站楼、S1 卫星厅和T1 航站楼，空间跨度分别为1.86 km 和1.68 km。两条线均设两站一区间，线路以直线为主；另外分别设置一条出入场线与车辆基地建立连接。总体布局如图3所示：

图3 上海浦东国际机场旅客捷运系统总体布局图

2）客流需求。针对浦东国际机场捷运系统地客流需求而言，首要考虑航站楼与卫星厅之间的高峰小时流量，捷运系统需要考虑满足高峰小时客流5 651 人/小时，同时满足国际或者国内单方向高峰小时客流3 029人/小时。

表1 捷运客流需求表

客流需求还要考虑管理要求及服务水平：管理要求方面，有国内出发旅客、国内到达旅客、国际出发旅客、国际到达旅客这四种属性的旅客，各种属性客流之间需要物理分隔。服务水平方面，旅客等待时间不高于5 min。

3）运输方式。匹配客流的需求，考虑了一种穿梭运行和三种循环运行模式：

（1）穿梭运行

捷运系统分别在T1-S1、T2-S2航站楼至卫星厅间分段独立穿梭运行：穿梭模式配线见图4。

图4 穿梭模式配线示意

每个站台均设置一岛两侧式车站，中间岛式车站作为上客站台，两侧侧式站台作为下客站台，将出发和到达旅客物理分隔。站台中间位置设置隔断，实现国际旅客与国内旅客的物理分隔。如捷运站台设置如图5所示：

图5 捷运站台设置

捷运系统采用双线穿梭运行，其中一条线故障或者维护期间，另一条线可以保证正常运营（如T1-S1 区间，当A 线故障或者运维时，B 线还能正常运营。），这也提高了捷运系统的可靠性及可维护性，与机场的高可靠性运维要求匹配。捷运运维布置见图6。

图6 捷运运维布置图

（2）循环运行。为了实现捷运系统的运行灵活性，考虑了贯通环形循环、贯通C形循环及分段循环三种模式。循环运行模式如图7所示：

图7 循环运行模式图

三种循环运行模式可以根据客流的情况灵活组织循环运行及穿梭运行，工程规模按贯通环形、贯通C 型、分段循环依次降低，但由于T1、T2 预留工程的制约，循环运行模式至关重要的配线距离车站较远，运行效率大打折扣。

循环运行无法发挥其运营的灵活性，也不具有穿梭运行的高可靠性和可维护性，经过对客流需求和客流服务水平测算，双线穿梭运行运能可以做到9 600 人/h，国际和国内运能达到4800 人/h；发车间隔4 min 也满足5 min 等待的服务要求。因此，浦东机场捷运系统最终选择双线穿梭运行模式。

5 结语

机场捷运系统规模小，但由于该系统同样具备土建和机电系统，同时还要符合机场规划建设的高品质要求，可谓麻雀虽小、五脏俱全。配置时按精简、高效原则配置。