基于提升旅客登機體驗的機場擺渡車創(chuàng)新設計研究

湯軍 李家力

關鍵詞：遠機位 登機體驗 提升 擺渡車 功能創(chuàng)新

引言

《“十三五”現(xiàn)代綜合交通運輸體系發(fā)展規(guī)劃》關于運輸機場建設項目中指出續(xù)建機場30個、新建機場44個、改擴建139個，遷建機場19個。其中據(jù)不完全統(tǒng)計，大型民用運輸機場中遠機位占機位總數(shù)比為59.5％，近機位普遍不足50％[1]。這表明高峰時間段遠機位承載了約一半的周轉任務。此外，據(jù)《“十四五”民用航空發(fā)展規(guī)劃》預測，預計2025年，民用運輸機場數(shù)量進一步增加達到270個以上，運輸總周轉量達到1750億噸公里，旅客運輸量達9.3億人次。

為保障航空運輸服務的快捷高效，打造更加人性化的遠機位登機服務，圍繞擺渡車的創(chuàng)新設計研究顯得至關重要。本課題以研究遠機位旅客登機體驗的主客體出發(fā)，結合對擺渡車的系統(tǒng)性研究來進行創(chuàng)新設計，使其改善旅客遠機位的登機體驗。

一、旅客遠機位登機體驗的主客體因素分析

（一）旅客遠機位登機的關鍵要素

1.旅客遠機位登機流程

民用機場旅客登機方式大致可以分為以下兩種方式：1.廊橋對接機艙門登機。2.乘坐擺渡車換乘登機梯對接機艙門登機。第二種為遠機位登機方式，其流程圖如圖1所示：

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

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歲以上占比達到54.18％，其中45歲以上人群達16.62％。其中具有母嬰相關特征的人群占比有6.82％。據(jù)以上數(shù)據(jù)可知，現(xiàn)行遠機位登機方式對于攜帶登機行李的老年人、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機位登機體驗的便利性訴求。此外預計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、登機箱及托運箱。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行深入的研究。

根據(jù)《大型機場旅客城市空間分布預測與交通方式選擇行為研究》調查表明，北上廣民用機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分為手提袋、雙肩包和20英寸以內的小型行李箱。商務航線的旅客攜帶隨身行李數(shù)較少，多以20寸以內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；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）影響遠機位旅客登機體驗客體因素

1.機場的天氣因素

機場的天氣是影響遠機位旅客登機體驗最為主要的環(huán)境因素，其中雷雨天氣、大風天氣、降雪天氣和高溫天氣極大影響旅客遠機位的登機體驗。以2019年大興國際機場通航一周年數(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35°C及以上，最高可達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月期間會對遠機位旅客產(chǎn)生最大且持續(xù)最長的影響。

2.遠機位空防管控政策

對于遠機位旅客登機體驗而言，安全是最為根本的需求，而如何有序管控遠機位旅客行為成為重中之中?，F(xiàn)如今的管控政策只是禁止旅客進入停機坪等一些強制命令，缺乏強制規(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，需設備來強制旅客行為，以達到旅客安全登機的體驗訴求。

3.現(xiàn)役擺渡車的工作形式

擺渡車承擔運輸旅客的重要任務，是影響旅客遠機位登機體驗重要設備之一。其路程時間以及便利性是旅客最為關心的因素，但擺渡車運作卻是有十分嚴格的流程要求，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?？繄鏊坏缆愤呄拗破渎窂郊靶旭偩嚯x；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到提升旅客遠機位登機體驗的目的。

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機位，如圖2所示，到達遠機位工作區(qū)后，旅客依次下次，步行至客梯車并有序登機。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、基于提升旅客登機體驗的擺渡車設計構想

（一）現(xiàn)役擺渡車主要功能組成?，F(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3m，長度接近14m，如圖3所示：

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

（2）低地板全承載式結構：低地板全承載式結構能穩(wěn)定載荷，使車身保持平衡狀態(tài)?，F(xiàn)行的擺渡車在此基礎上，還利用空氣懸掛，致使車輛向一側傾斜，提供地板更低的“跪式”服務，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，其目的在于短途運輸，如何擴大站立面積成為擺渡車主要的考慮因素。

（5）座位安置：擺渡車內部結構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）以提升旅客登機體驗提出構想。由前文分析得出，旅客遠機位登機體驗的核心痛點主要是在大風、高溫或雨天下，旅客會被風吹、日曬、雨淋的問題。結合現(xiàn)行擺渡車結構布局圖設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，進而達到遮陽遮雨的需求，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行再設計，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）設計方案評估。方案一目標在于設計擺渡車的外接設備來實現(xiàn)設計需求，但存在著機動性差、如何存放等問題，此外操作過程中需人工輔助；方案二目標在于重新設計擺渡車的尺寸以及旅客上下車方式，使擺渡車直接?？吭诳吞蒈嚺曰蜍囄苍O計對開門對接客梯車，雖有效解決機動性問題，但擺渡車與客梯車之間也存在較大縫隙；方案三目標在于對擺渡車進行功能創(chuàng)新設計，其優(yōu)點是使旅客猶如在候機廳廊橋登機。

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訴求，同時對機場空防管控安全要求而言，具有更強的管控性，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想。為達到旅客“一步登機”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想大致為：車輛出發(fā)-到達登機口-旅客登車-行駛至飛機停機位-確定安全位置-展開支撐腳-平臺上升-旅客登機。

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

三、升降式擺渡車設計實踐

（一）升降式擺渡車設計方案。根據(jù)升降式擺渡車工作流程構想，結合現(xiàn)行擺渡車主流技術方案，提出具有較高可行性的升降式擺渡車設計方案。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)域包含了前置前驅的動力系統(tǒng)。這樣的目的在于一開始便能獨立乘客與駕駛員，明確設計方向。

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

（二）升降式擺渡車可行性分析。目前，機場地面服務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——航空食品裝運車。其中德國DOLL FAHRZEUGBAU有限公司的X-Catseries能承載50 0 0kg的貨物進行升降運動，升降高度最高能達8.3m，其采用的結構為剪叉式升降結構，如圖5所示，整個升降機構采用鉸鏈式的剪叉機構，其中“X”形剪叉機構充當車廂的支撐平臺，一端為固定端，另一端為移動端。一方面，剪叉式結構由液壓缸的膨脹運動轉化為垂直運動，另一方面移動端的底部滑塊又由另外液壓泵驅動的液壓缸提供橫向動力，保證其升降平臺的穩(wěn)定性。通過這些機制的相互作用進而實現(xiàn)升降平臺平穩(wěn)的運行。因此升降式擺渡車將采用該升降結構達到平穩(wěn)抬升的目的，此外，車廂底部還需應用一組液壓泵驅動裝置，使車廂能進行橫向運動，以便對接飛機艙門。

為保障其穩(wěn)定性還需采用大型吊車支腿，支腿構造特性是結構緊湊、強度高、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）升降式擺渡車服務流程及功能設定。

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

2.遠機位定位：為確保乘客安全及抬升機構工作安全，須在升降旅客車廂前，通過紅外線測距及掃描等技術對周圍環(huán)境信息進行收集及分析，確保擺渡車到達飛機附近的安全位置。

3.展開支腿：布局為左右各兩支腿前后布局，采用隱藏式設計。

將結構設計于車底盤內，作業(yè)時伸出。

4.升降機構運作：剪叉機構運作，將旅客車廂抬升到指定高度；同時由于機場的特殊性，車廂頂部及尾部須設立警示燈，確保工作安全。

5.活動平臺對接：為防止對飛機產(chǎn)生損傷，車廂與艙門直接須設緩沖區(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.旅客登機照明：車廂前段須設立對開門及照明系統(tǒng)，確保旅客有序安全登機。

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

（四）升降式擺渡車設計細化及展示。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控制在該范圍內，設計尺寸為長L=1350mm，寬M=307mm，高H=270mm。升降式擺渡車升降高度設定在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)域設計能為駕駛員提供廣闊的視野，以便隨時觀察機場路況以及對接機艙門時的安全需求。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)域設立行走平臺，前端設立一個對開門以保證旅客登機秩序。

整體技術方案采用現(xiàn)行擺渡車技術要求。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構等，導致底盤增高，車輛整體重量增加，為此前驅車頭設立兩排單車輪；為解決由車底盤增高導致旅客上下車的不便，設立伸縮臺階。充分利用后車輪所占據(jù)的空間，設立乘客座位，其他區(qū)域則為站立區(qū)域，設立多個扶桿。

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，需在剪叉機構工作前需確保車廂上升空間無障礙，為此車頭頂端設計紅外掃描設備，幫助駕駛員判斷作業(yè)區(qū)域是否能進行下一步工作。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，剪叉機構工作，抬升旅客車廂到達指定高度；車廂前端活動平臺下降，折棚展開，對接機艙艙門；對接完畢后，內部照明燈亮起，對開門打開，旅客登機。待車廂內旅客登機完畢后，車廂內部活動地板由頂部液壓泵拉動抬升，到指定高度后，剪叉機構兩側扶手展開便于后續(xù)人員登機。各部件的細節(jié)及使用狀態(tài)如圖9所示。

結論

以遠機位旅客登機體驗入手，通過主客體兩條路線進行系統(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，進行產(chǎn)品功能重新定義及可行性分析，提出能解決旅客在遠機位登機會被風吹、日曬、雨淋問題等的升降式擺渡車設計方案，極大提高旅客遠機位的登機體驗，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。通過對機場擺渡車的研究和設計探索，可提升機場后勤服務裝備的旅客體驗度，利于增加企業(yè)自主研發(fā)意愿，拓展相關的產(chǎn)業(yè)鏈。