關(guān)于軌道交通機(jī)場線開行快慢車組合運營模式的設(shè)計探討

雷 焱

隨著社會的發(fā)展，近年來我國航空運輸需求不斷增長，機(jī)場集散客流量不斷增大，而機(jī)場到城市中心的距離普遍較遠(yuǎn)，城市交通擁堵日益嚴(yán)重。軌道交通以運量大、速度快、安全、準(zhǔn)點、保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源和用地等特點，在連接機(jī)場和城市之間的交通系統(tǒng)中發(fā)揮著越來越重要的作用。在城市軌道交通建設(shè)中，機(jī)場線作為城市軌道交通的重要組成部分，越來越多的城市已經(jīng)建成或正在準(zhǔn)備建設(shè)軌道交通機(jī)場線，成為大型機(jī)場與城市中心交通聯(lián)系的主要方向。

1 機(jī)場線客流特征分析

往返機(jī)場和市中心的乘客大致可以分為4類：①乘坐航班或抵達(dá)的航空旅客及其迎送人員；②機(jī)場的工作人員；③工作地或居住地位于機(jī)場附近的其他乘客；④利用機(jī)場交通樞紐進(jìn)行換乘的旅客。利用機(jī)場交通樞紐進(jìn)行換乘的客流主要由城際鐵路或高速鐵路等中長距離軌道交通線路來承擔(dān)。城市軌道交通機(jī)場線主要是城市市區(qū)與機(jī)場銜接的軌道交通線路，主要滿足另外3類客流的需求。

航空旅客及其迎送人員和機(jī)場工作人員的出行需求是最為基本的，必須要滿足的。機(jī)場工作人員的出行特性是典型的通勤行為，具有潮汐性。航空旅客的出行發(fā)生的時間和航班時間有很大的相關(guān)性。沿線居民的出行盡管處于次要地位，但是也不能忽略。由于機(jī)場的特殊地理優(yōu)勢，會促進(jìn)沿線經(jīng)濟(jì)繁榮，這一類的出行需求往往增長迅速，會給機(jī)場沿線交通帶來很大的壓力［1］。

城市軌道交通機(jī)場線主要服務(wù)的3大類出行需求有時候不能協(xié)調(diào)，例如，航空旅客和機(jī)場工作人員希望是一站直達(dá)，而沿線居民或工作人員則希望去往機(jī)場方向的公共交通在他們所希望的地點有?？康恼军c。因此，機(jī)場線的線路設(shè)計需要統(tǒng)籌考慮多層次需求的客流，在線路設(shè)計方面盡可能避免使用服務(wù)對象單一的軌道交通線路，建設(shè)綜合的可靠度高的舒適性好的軌道交通線路是機(jī)場線設(shè)計研究的重點。

2 機(jī)場線的功能定位

機(jī)場線主要有可靠性強(qiáng)、準(zhǔn)點率高、專用性強(qiáng)、舒適度高、載客量大、快速便捷等特征。根據(jù)對機(jī)場線客流特征的分析，軌道交通機(jī)場線的功能定位主要有以下2方面：①機(jī)場線是銜接城市市區(qū)與大型機(jī)場的快速軌道交通系統(tǒng)，需要滿足乘客快速舒適的出行需求；②機(jī)場線可帶動機(jī)場周邊區(qū)域的發(fā)展，需要滿足工作地或居住地位于機(jī)場附近的其他乘客的通勤出行需求。

3 機(jī)場線速度目標(biāo)值的選擇

各城市的機(jī)場距城市中心的距離普遍偏遠(yuǎn)，但不同的城市的機(jī)場距市區(qū)的距離各有不同。國內(nèi)一些城市的民用航空國際機(jī)場至市區(qū)的距離見表1。

由表1可見，機(jī)場距市區(qū)的距離大都在30 k m左右。在交通不出現(xiàn)擁堵的情況下，出租車及私家車的單程旅行時間在30～40 min，機(jī)場大巴的單程旅行時間在60 min左右，但受交通條件限制較大。為了比其他交通方式更具競爭力，機(jī)場線除了具有便捷、準(zhǔn)時、服務(wù)頻率高等城市軌道交通的優(yōu)點外，其旅行時間也應(yīng)該有一定優(yōu)勢。因此，機(jī)場到市區(qū)單程旅行時間應(yīng)控制在30 min以內(nèi)，加上乘客在市區(qū)內(nèi)換乘至機(jī)場線的時間，總出行時間應(yīng)控制在50 min以內(nèi)。表2列舉了部分城市已開通或正在建設(shè)的機(jī)場線的平均旅行時間和最高設(shè)計速度等相關(guān)資料。

表2 部分機(jī)場線相關(guān)資料表＊

由表2可見，由于廈門的高崎機(jī)場距離市區(qū)較近，除了廈門軌道交通1號線是由城市通勤線路來實現(xiàn)機(jī)場與市區(qū)的聯(lián)絡(luò)外，其他城市均有最高設(shè)計車速在100 k m／h以上快速線路實現(xiàn)機(jī)場與市區(qū)的連接。在這些快速軌道交通線路中，最高設(shè)計速度越高，設(shè)站數(shù)越少，平均旅行時間越短。根據(jù)時間目標(biāo)分析，機(jī)場線速度目標(biāo)值的選擇應(yīng)在100～120 k m／h比較適宜。

4 機(jī)場線運營組織方式及線路設(shè)計研究

在軌道交通線路設(shè)計中，增設(shè)車站與提高旅行速度是一對矛盾，機(jī)場線快速舒適的服務(wù)目標(biāo)與兼顧沿線通勤客流需求也是一對矛盾。機(jī)場線既要滿足與城市中心的快速聯(lián)系，又要兼顧沿線的發(fā)展。與城市中心的聯(lián)系最好能快速直達(dá)，而沿線則希望多設(shè)車站，帶動站點周邊的發(fā)展，這就從不同層次對機(jī)場線提出了要求。為滿足這種有差別的復(fù)合需求，機(jī)場線快慢車組合運營模式也應(yīng)運而生［2］。主要有以下2種常見的快慢車組合運營模式：

（1）快慢車組合共線運營模式。為了減少軌道交通線路列車頻率停站對客流吸引能力的影響，一些發(fā)達(dá)國家在市域軌道交通線路運營過程中采取了快慢車組合共線運營的方法，并取得了良好的效果。

快慢車組合共線運營模式會降低線路最大通過能力，慢車為了避讓快車越行，增加車站停車時間，降低服務(wù)水平，并且在越行站需要增加2條越行線，車站規(guī)模擴(kuò)大。這種模式在技術(shù)上是可行的，只要運營組織方案合理，可以達(dá)到比較高的行車密度［3］。

（2）快慢車組合主、支線運營模式。從機(jī)場線的功能需求因素分析，相對較低的行車密度可以滿足機(jī)場線乘客集散需求，而機(jī)場線沿線的通勤客流對行車密度的要求也相對較低，因此主線與支線運營的快慢車組合模式比較適合機(jī)場線的客流特點。主線為快線，主要服務(wù)于追求快速舒適的機(jī)場旅客，而支線為慢線，主要服務(wù)于沿線居民的通勤出行。支線接入主線以后行車密度增加，需要以合理的站間距和行車速度進(jìn)行線路設(shè)計。

5 鄭州機(jī)場線設(shè)計實例

鄭州機(jī)場線工程是一條服務(wù)于新鄭機(jī)場的快速軌道交通線路，也是規(guī)劃鄭萬客運專線鄭州南站集疏運輸方式的重要組成部分，為中心城區(qū)和新鄭機(jī)場、規(guī)劃鄭州南站提供快速聯(lián)系，實現(xiàn)地鐵與航空、高鐵、城際的快速銜接。同時也是聯(lián)系主城區(qū)與龍湖組團(tuán)、航空港經(jīng)濟(jì)綜合試驗區(qū)的快速客運通道，兼顧龍湖宜居教育園區(qū)、華南城、航空港起步區(qū)等區(qū)域發(fā)展［4］。

鄭州機(jī)場線線路由主線機(jī)場快線和支線空港線2部分組成，采用快慢車組合主、支線運營模式的線路設(shè)計。機(jī)場快線接2號線一期工程終點站南四環(huán)站后，走行至機(jī)場站后繼續(xù)向東延伸至規(guī)劃的鄭萬客專鄭州南站；空港線自華南城東站引出后東行，止于航空港起步區(qū)鄭港六路站，主線與支線在華南城東站銜接。鄭州機(jī)場線線路走向示意圖見圖1。

圖1 鄭州機(jī)場線線路走向示意圖

綜合考慮系統(tǒng)制式的適應(yīng)性，分別比較了80，100，和120 k m／h 3個不同的速度目標(biāo)值下機(jī)場快線和空港線不同的區(qū)段旅行速度和旅行時間，以選擇合理的主線和支線速度目標(biāo)值。

在不同速度目標(biāo)值下，機(jī)場線不同區(qū)段旅行速度、時間比較見表3。

表3 機(jī)場快線不同區(qū)段旅行速度、時間表

在不同速度目標(biāo)值下，空港線不同區(qū)段旅行速度、時間比較見表4。

表4 空港線不同區(qū)段旅行速度、時間表

設(shè)計時速取120 k m／h的機(jī)場快線從南四環(huán)路站至機(jī)場站旅行時間在25 min以內(nèi)，可滿足市中心至機(jī)場45 min的時間目標(biāo)要求，且120 k m／h方案分別較100 k m／h方案、80 k m／h方案節(jié)約時間為6，13 min，節(jié)時率達(dá)17.6%，38%，節(jié)時效果明顯，同時機(jī)場快線站間距與120 k m／h的速度目標(biāo)值適應(yīng)性較好。

空港線作為航空港起步區(qū)與中心城區(qū)的連接線，3種速度目標(biāo)值方案均能滿足時間目標(biāo)值要求，在航空港起步區(qū)內(nèi)車站間距較小，120 k m／h方案不能發(fā)揮其優(yōu)勢，100 k m／h方案較80 k m／h節(jié)時效果不明顯，因此推薦機(jī)場快線采用120 k m／h速度目標(biāo)值，空港線采用80 k m／h速度目標(biāo)值。

鄭州機(jī)場線通過快慢車組合主、支線運營模式，切合機(jī)場線的功能定位，充分滿足了不同速度目標(biāo)的客流需求，解決了機(jī)場線快速舒適的服務(wù)目標(biāo)與兼顧沿線通勤客流需求的矛盾。一方面為中心城區(qū)和新鄭機(jī)場、規(guī)劃鄭州南站提供快速聯(lián)系，實現(xiàn)地鐵與航空、高鐵、城際的快速銜接；另一方面兼顧龍湖宜居教育園區(qū)、華南城、航空港起步區(qū)等區(qū)域發(fā)展。

6 結(jié)語

（1）機(jī)場線是銜接機(jī)場與城市市區(qū)的交通系統(tǒng)，需同時滿足機(jī)場直達(dá)客流和沿線通勤客流的需求，可以通過合適的快慢線組合運營方案來滿足不同層次的需求。快慢車組合運營模式在國內(nèi)外已有成功的運營經(jīng)驗，可為軌道交通機(jī)場線及市域線借鑒和參考。

（2）快慢車的組合運營會導(dǎo)致線路的最大通過能力下降。在實際快慢車組合運營中，可通過改變快慢車的發(fā)車比例，以得到相對高的最大通行能力。

（3）機(jī)場線盡可能與市內(nèi)多條通勤線路形成換乘，以利于機(jī)場線的客流吸引。

（4）建議機(jī)場線在市區(qū)車站設(shè)置直機(jī)服務(wù)，供機(jī)場線乘客先行辦理登機(jī)并行李寄艙手續(xù)。

（5）一般來講，線路旅行速度與票價成正比例關(guān)系，在機(jī)場線研究過程中，需要權(quán)衡票價因素，提高機(jī)場線運營的市場競爭力。

［1］ 黎 晴，陳小鴻.機(jī)場陸側(cè)交通問題的研究［J］.華東公路，2005（5）：35－41.

［2］ 孫元廣，史海歐.市域線快慢車組合運營模式研究與實踐［J］.都市快軌交通，2013，26（2）：14－17.

［3］ 劉麗波，葉霞飛，顧保南.東京私鐵快慢車組合運營模式對上海市域軌道交通線的啟示［J］.城市軌道交通研究，2006（11）：38－41.

［4］ 中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司.鄭州市軌道交通航空港配套工程設(shè)計總承包投標(biāo)文件［Z］.武漢：中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，2013.