深圳機(jī)場自動(dòng)旅客運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃方案

李 珂 劉書瓊

(深圳市機(jī)場(集團(tuán))有限公司，518101，深圳//第一作者，工程師)

深圳機(jī)場T3航站樓自2013年11月正式通航以來，旅客流量穩(wěn)健增長，2018年的旅客吞吐量已接近5 000萬人次。為滿足日益增長的旅客吞吐量需求，深圳機(jī)場于2018年12月正式開工建設(shè)衛(wèi)星廳工程，同時(shí)配套建設(shè)自動(dòng)旅客運(yùn)輸(APM)系統(tǒng)。

1 深圳機(jī)場APM系統(tǒng)的功能定位

1. 1 功能需求

如圖1所示，根據(jù)《深圳寶安機(jī)場總體規(guī)劃(2014年版)》，深圳機(jī)場在2018年底開工建設(shè)空側(cè)候機(jī)樓衛(wèi)星廳，并在遠(yuǎn)期規(guī)劃(2040年)新建盡端式T4航站樓，屆時(shí)深圳機(jī)場片區(qū)航站樓數(shù)目將達(dá)到3個(gè)。根據(jù)規(guī)劃，未來的T3和T4航站樓具備安檢功能，衛(wèi)星廳不具備安檢功能，因此，前往衛(wèi)星廳乘機(jī)的旅客必須先經(jīng)T3或T4航站樓進(jìn)行安檢。據(jù)預(yù)測，T3、T4航站樓及衛(wèi)星廳之間存在較大的旅客運(yùn)輸需求，此外，機(jī)場內(nèi)部的商務(wù)交流、工作人員出行等需求也亟待被滿足，因此需建設(shè)一條高效的空側(cè)中運(yùn)量交通系統(tǒng)，以高效、便捷聯(lián)系機(jī)場各航站區(qū)。另外，由于自2015年起深圳機(jī)場開始實(shí)行全天侯晝夜不間斷通關(guān)服務(wù)，故該空側(cè)交通系統(tǒng)還需滿足晝夜不間斷運(yùn)營的需求。

圖1 深圳機(jī)場APM線路示意圖

1. 2 客流預(yù)測

根據(jù)《深圳機(jī)場APM工程可行性研究報(bào)告》，深圳機(jī)場APM近期(2025年)的客流預(yù)測數(shù)據(jù)為：單向高峰小時(shí)的乘客流量為3 563人次/h，工作人員乘坐人數(shù)為648人次/h。因而，APM近期的高峰小時(shí)客流總計(jì)為4 211人/次。

1. 3 功能定位

深圳機(jī)場APM作為“先進(jìn)、節(jié)能、環(huán)?！钡膮^(qū)域軌道交通系統(tǒng)，其運(yùn)量介于中運(yùn)量等級(jí)和低運(yùn)量等級(jí)之間，功能定位為：①作為空側(cè)的交通工具，晝夜不間斷地為機(jī)場乘客提供“安全、舒適、高效”的交通運(yùn)輸服務(wù)；②滿足各航站樓間工作人員的交通需求；③機(jī)場的年旅客吞吐量為2 200萬人次，近期規(guī)劃中APM單向高峰小時(shí)客流量為4 211人次/h。

2 深圳機(jī)場APM系統(tǒng)的制式選擇

縱觀國內(nèi)外大型機(jī)場采用的軌道交通制式，主要有膠輪制式、鋼軌制式、纜索制式及低速磁浮制式等，制式選擇上目前行業(yè)內(nèi)并無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。各種制式都有其適用的線路環(huán)境，包括需求、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、管理等多方面因素。

由于纜索制式及低速磁浮制式在機(jī)場軌道交通中的應(yīng)用案例較少，深圳機(jī)場APM系統(tǒng)在規(guī)劃階段，主要在膠輪制式及鋼輪制式之間進(jìn)行了比選。在綜合比較了需求適應(yīng)性、技術(shù)安全可靠性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性、運(yùn)營可靠性，以及項(xiàng)目對(duì)預(yù)留設(shè)施改造難度等因素(見表1)后，深圳機(jī)場APM系統(tǒng)最終選擇了膠輪制式，車輛采用PBTS膠輪路軌APM車輛。

表1 深圳機(jī)場APM系統(tǒng)的制式比選因素評(píng)價(jià)

膠輪制式的APM系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1) 車輛編組更為靈活，可實(shí)現(xiàn)1節(jié)至6節(jié)車廂的靈活編組和全自動(dòng)重聯(lián)運(yùn)營，適應(yīng)機(jī)場客流的潮汐特征，在滿足運(yùn)量的同時(shí)可最大限度地減少列車空跑所產(chǎn)生的運(yùn)能浪費(fèi)。

2) 車輛轉(zhuǎn)彎半徑較小，折返所需空間較小，可有效節(jié)約工程用地，減少項(xiàng)目投資。

3) 噪聲較低、振動(dòng)較小，對(duì)航站樓和隧道的沖擊較小。

4) 無人駕駛技術(shù)已在全球多個(gè)機(jī)場的軌道交通項(xiàng)目中得以成功應(yīng)用，適用于機(jī)場APM對(duì)無人駕駛的需求。

5) 深圳機(jī)場在建設(shè)T3航站樓時(shí)預(yù)留了軌道交通系統(tǒng)相關(guān)結(jié)構(gòu)工程。經(jīng)比較，APM系統(tǒng)采用膠輪制式，與既有的預(yù)留工程兼容性更好。

3 深圳機(jī)場APM系統(tǒng)的運(yùn)營組織規(guī)劃

3. 1 運(yùn)營模式

深圳機(jī)場APM系統(tǒng)規(guī)劃的運(yùn)營模式主要分為正常運(yùn)營模式和備用運(yùn)營模式2種。

3. 1. 1 正常運(yùn)營模式

1) 近期(2025年):如圖2所示，近期APM系統(tǒng)的運(yùn)營模式為循環(huán)折返模式，上線列車數(shù)為4列。列車在T3站與衛(wèi)星廳站之間往返運(yùn)行，在T3站、衛(wèi)星廳站均采用站后折返方式。

圖2 深圳機(jī)場APM系統(tǒng)近期運(yùn)營模式示意圖

2) 遠(yuǎn)期(2040年)：如圖3所示，遠(yuǎn)期APM系統(tǒng)的運(yùn)營模式為循環(huán)折返模式，上線列車數(shù)為5列。列車在T3站、衛(wèi)星廳站和T4站之間往返運(yùn)行，在T3站、T4站進(jìn)行站后折返。

圖3 深圳機(jī)場APM系統(tǒng)遠(yuǎn)期運(yùn)營模式示意圖

3. 1. 2 備用運(yùn)營模式

由于深圳機(jī)場APM系統(tǒng)需滿足全天候晝夜不間斷運(yùn)營，因而在夜間維護(hù)或非正常情況時(shí)，系統(tǒng)將從正常運(yùn)營模式切換至備用運(yùn)營模式。深圳機(jī)場APM系統(tǒng)規(guī)劃的備用模式為單線拉風(fēng)箱模式，即列車僅在上行或下行軌道上往返運(yùn)行。

1) 近期：備用模式為列車在T3站與衛(wèi)星廳站之間拉風(fēng)箱運(yùn)行，如圖4所示。

圖4 深圳機(jī)場APM系統(tǒng)近期備用模式示意圖

2) 遠(yuǎn)期：備用模式為列車在T3站與T4站之間拉風(fēng)箱運(yùn)行，可細(xì)分為3種方式。

(1) 上線2列車，分別在衛(wèi)星廳站—T4站上行線路和衛(wèi)星廳站—T3站下行線路拉風(fēng)箱運(yùn)行，如圖5 a)所示；

(2) 上線2列車，分別在T4站—衛(wèi)星廳站下行線路和T3站—衛(wèi)星廳站上行線路拉風(fēng)箱運(yùn)行，如圖5 b)所示；

(3) 上線2列車，分別在T4站—衛(wèi)星廳站—T3站的上行或下行線路拉風(fēng)箱運(yùn)行，如圖5 c)所示。

3. 2 運(yùn)能規(guī)劃

運(yùn)能規(guī)劃是指合理設(shè)計(jì)運(yùn)能，使之與高峰小時(shí)客流需求相匹配。軌道交通在運(yùn)能規(guī)劃時(shí)大多在“小間隔發(fā)車+小編組列車”或“大間隔發(fā)車+大編組列車”間選擇。在進(jìn)行運(yùn)能規(guī)劃時(shí)需平衡發(fā)車間隔與列車編組數(shù)的關(guān)系，不同運(yùn)輸方案下二者的組合關(guān)系不同，由此而產(chǎn)生的運(yùn)行成本也不同。

對(duì)于機(jī)場軌道交通系統(tǒng)而言，其發(fā)車間隔較為均衡，只在航班極少的某些夜間時(shí)段才有可能延長發(fā)車間隔。深圳機(jī)場APM近期運(yùn)能規(guī)劃如表2所示。在正常運(yùn)營模式下，上線4列3節(jié)編組列車，備用列車及檢修車各1列，平均發(fā)車間隔約為3 min 10 s。經(jīng)估算，近期規(guī)劃的運(yùn)輸能力為4 674人次/h，滿足近期最大單向高峰客流4 211人次/h的需求，且留有適當(dāng)?shù)挠嗔俊?/p>

表2 深圳機(jī)場APM線近期運(yùn)能規(guī)劃

3. 3 車站方案規(guī)劃與旅客流線

不同于一般軌道交通線路的車站，機(jī)場軌道交通的車站方案規(guī)劃需綜合考慮車站上、下客流線與機(jī)場旅客到、離港流線的銜接關(guān)系。深圳機(jī)場APM系統(tǒng)規(guī)劃的站臺(tái)形式均為一島兩側(cè)式，其優(yōu)點(diǎn)為：可有效分離離港旅客和到港旅客；解決軌道交通系統(tǒng)故障降級(jí)為單線穿梭運(yùn)行時(shí)，能連通衛(wèi)星廳與T3航站樓，且單線運(yùn)行時(shí)的旅客流線與雙線運(yùn)行的旅客流線一致，不會(huì)對(duì)機(jī)場的正常運(yùn)行秩序產(chǎn)生影響。

如圖6所示，深圳機(jī)場APM系統(tǒng)T3站的島式站臺(tái)②規(guī)劃為離港站臺(tái)，供離港旅客使用；側(cè)式站臺(tái)①和③為到港站臺(tái)，供到港旅客使用；衛(wèi)星廳站的島式站臺(tái)⑤規(guī)劃為到港站臺(tái)，供到港旅客使用；側(cè)式站臺(tái)④和⑥為離港站臺(tái)，供離港旅客使用。

圖6 深圳機(jī)場APM系統(tǒng)近期旅客流線示意圖

4 結(jié)語

對(duì)于機(jī)場內(nèi)部軌道交通線路的規(guī)劃，需綜合考慮其使用需求、運(yùn)行環(huán)境、運(yùn)營效率、經(jīng)濟(jì)性等多方面因素，選擇與之相匹配的系統(tǒng)制式及車輛型式。本文從APM系統(tǒng)的功能定位、制式選擇及運(yùn)營組織規(guī)劃等3方面深入分析了深圳機(jī)場APM系統(tǒng)的方案規(guī)劃，可為國內(nèi)其他大型機(jī)場規(guī)劃空側(cè)軌道交通系統(tǒng)提供借鑒。