孫藝恬 王 治 張 亮 葉霞飛

(1.深圳市前海開發(fā)投資控股有限公司,518054,深圳; 2.同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,201804,上海; 3.中國民航機(jī)場建設(shè)集團(tuán)公司,100101,北京∥第一作者,助理工程師)

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北京新機(jī)場軌道交通與市區(qū)線網(wǎng)銜接規(guī)劃方案分析*

孫藝恬1王 治2張 亮3葉霞飛2

(1.深圳市前海開發(fā)投資控股有限公司,518054,深圳; 2.同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,201804,上海; 3.中國民航機(jī)場建設(shè)集團(tuán)公司,100101,北京∥第一作者,助理工程師)

對城市軌道交通機(jī)場線規(guī)劃設(shè)計(jì)方案影響顯著的因素包括機(jī)場線的線路功能、發(fā)展模式及與市區(qū)線網(wǎng)的銜接模式。城市軌道交通機(jī)場線按其線路功能可分為城市軌道交通機(jī)場專線、混合線路及一般城市軌道交通線路。城市軌道交通機(jī)場線的典型發(fā)展模式有完全利用既有軌道交通線路模式，新建軌道交通線路模式及部分利用既有軌道交通線路模式。新建軌道交通機(jī)場線與市區(qū)線網(wǎng)銜接的典型模式為核心終止式、近端接入式及遠(yuǎn)端延展式。提出了城市軌道交通機(jī)場線與市區(qū)線網(wǎng)銜接規(guī)劃方案的設(shè)計(jì)思路,并以此思路，從北京新機(jī)場航空客流分布情況、線路功能、發(fā)展模式和銜接模式4個(gè)角度分析了北京新機(jī)場軌道交通線路規(guī)劃設(shè)計(jì)方案。

機(jī)場; 城市軌道交通; 線網(wǎng)銜接; 規(guī)劃; 方案分析

First-author′s address Shenzhen Qianhai Development Investment & Holding Co.,Ltd.,518054,Shenzhen,China

利用城市軌道交通聯(lián)系機(jī)場與市區(qū)已經(jīng)在世界眾多城市得到應(yīng)用。但目前關(guān)于城市軌道交通機(jī)場線規(guī)劃設(shè)計(jì)的理論還不完善,相關(guān)研究多集中于定性分析市區(qū)端銜接終點(diǎn)位置的差異性、機(jī)場專線站點(diǎn)布設(shè)方法[1-2]及機(jī)場內(nèi)部與鐵路樞紐的銜接[3]等,對于城市軌道交通機(jī)場線與市區(qū)線網(wǎng)銜接模式的歸納、特征及其適用性分析及銜接方案生成方法等的研究還較少。

從2013年北京新機(jī)場規(guī)劃發(fā)布開始,北京新機(jī)場軌道交通線路規(guī)劃經(jīng)歷了北京西站—新機(jī)場站、牡丹園站—新機(jī)場站、金融街站—新機(jī)場站等多個(gè)線路走向和車站分布方案。最后雖采用了草橋站—新機(jī)場的規(guī)劃方案,但因沒有成熟的城市軌道交通機(jī)場線規(guī)劃設(shè)計(jì)方法及方案評價(jià)方法,難以科學(xué)地判定該方案的優(yōu)劣。

本文通過對全世界的48座機(jī)場65條各類城市軌道交通機(jī)場線規(guī)劃設(shè)計(jì)案例的分析,歸納了城市軌道交通機(jī)場線規(guī)劃設(shè)計(jì)的一般規(guī)律,提出了城市軌道交通機(jī)場規(guī)劃設(shè)計(jì)的基本思路和銜接規(guī)劃方案的評價(jià)思路,并據(jù)此對北京新機(jī)場軌道交通線與市區(qū)線網(wǎng)銜接規(guī)劃方案進(jìn)行了分析。

1 城市軌道交通機(jī)場線規(guī)劃的影響因素

通過整理國內(nèi)外城市軌道交通機(jī)場線的調(diào)查數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),城市軌道交通機(jī)場線的建設(shè)方式、線路形式、接入市區(qū)的位置、運(yùn)營組織方式、車站分布及票制票價(jià)等與一般城市軌道交通線路不同,有其獨(dú)有的特征。其中，對城市軌道交通機(jī)場線規(guī)劃設(shè)計(jì)方案影響較顯著的因素包括機(jī)場線線路功能、發(fā)展模式及與市區(qū)線網(wǎng)的銜接模式。

1.1 城市軌道交通機(jī)場線線路功能

城市軌道交通機(jī)場線按照其服務(wù)功能可分為三類。

(1) 城市軌道交通機(jī)場專線。此類線路專門服務(wù)于航空乘客、機(jī)場工作人員及接送航空乘客人員，其乘客一般都以機(jī)場為起終點(diǎn),且線路一般采用大站間距。例如，北京地鐵機(jī)場線、港鐵機(jī)場快線及巴黎奧利機(jī)場專線等均屬此類。

(2) 混合線路。此類線路除具備機(jī)場專線的功能外,還兼顧城市軌道交通快線的功能。線路一般采用大站間距,并常采用快慢車組合運(yùn)營模式為不同需求的航空乘客和沿線乘客服務(wù)。例如，莫斯科機(jī)場快線即為混合線路。

(3) 一般城市軌道交通線路。此類線路主要服務(wù)于沿線客流,而機(jī)場僅作為城市軌道交通線路上的1個(gè)客流集散點(diǎn)。其線路站間距與一般城市軌道交通線路類似。例如，上海軌道交通2號線、10號線等均屬此類。

通過對國內(nèi)外城市軌道交通機(jī)場線線路功能的調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析可以看出，國外機(jī)場專線所占比例很小(見表1),大多為混合線路或一般城市軌道交通線路。這樣的線路可兼顧服務(wù)沿線城市客流與航空客流,有助于提高線路的運(yùn)營效率。國內(nèi)城市軌道交通機(jī)場線主要采用一般城市軌道交通線和機(jī)場專線形式。其中，上海虹橋國際機(jī)場、深圳寶安國際機(jī)場及成都雙流國際機(jī)場都緊靠市區(qū),無需單獨(dú)規(guī)劃軌道交通線；而距離市區(qū)較遠(yuǎn)的機(jī)場大多采用機(jī)場專線。

表1 國內(nèi)外各類城市軌道交通機(jī)場線數(shù)量及所占比例

1.2 城市軌道交通機(jī)場線發(fā)展模式

城市軌道交通機(jī)場線的主要功能是承擔(dān)航空乘客來往機(jī)場與市區(qū)的較長距離出行。通過案例分析發(fā)現(xiàn),國外城市軌道交通機(jī)場線線路功能的實(shí)現(xiàn)方式是多樣化的(除新建線路,還有利用既有線路、延伸既有線路、從既有線接出支線等多種方法),而國內(nèi)多通過新建線路來銜接機(jī)場與市區(qū)。

歸納既有案例一般規(guī)律可見,城市軌道交通機(jī)場線路發(fā)展模式主要有完全利用既有軌道交通線路模式、新建軌道交通線路模式及部分利用既有軌道交通線路模式。3種典型發(fā)展模式的特征及適用性見表2。

表2 城市軌道交通機(jī)場線典型發(fā)展模式

1.3 新建機(jī)場線與市區(qū)線網(wǎng)典型銜接模式

通過對國內(nèi)外城市軌道交通機(jī)場線與市區(qū)線網(wǎng)的空間銜接關(guān)系的分析發(fā)現(xiàn),城市軌道交通機(jī)場線與市區(qū)線網(wǎng)的銜接模式可從兩個(gè)層面考慮:第一,從城市規(guī)劃的層面考慮城市軌道交通機(jī)場線接入城市的位置; 第二,從城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的層面考慮城市軌道交通機(jī)場線與既有軌道交通線網(wǎng)的融合關(guān)系。由于市區(qū)軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃與城市規(guī)劃對應(yīng),因此城市軌道交通機(jī)場線與市區(qū)線網(wǎng)的銜接關(guān)系主要表現(xiàn)在與城市空間位置的關(guān)系上。因此,可將城市軌道交通機(jī)場線與市區(qū)線網(wǎng)的銜接模式分為核心終止式、近端接入式及遠(yuǎn)端延展式。

1.3.1 銜接模式的定義

(1) 核心終止式。城市軌道交通機(jī)場線伸入城市核心區(qū)并終止于城市核心區(qū),其一端聯(lián)系機(jī)場航站樓,另一端終止于中心城區(qū)內(nèi)部的城市軌道交通站點(diǎn)上(在有環(huán)線的城市則終止于環(huán)線上),并通過與重要樞紐節(jié)點(diǎn)或環(huán)線站點(diǎn)的銜接，進(jìn)一步組織與市區(qū)其它城市軌道交通的銜接,(見圖1 a))。

(2) 近端接入式。城市軌道交通機(jī)場線終止于城市核心區(qū)外圍,故航空乘客需通過城市軌道交通線路或者其它交通方式進(jìn)行銜接換乘(見圖1 b))。

(3) 遠(yuǎn)端延展式。城市軌道交通機(jī)場線穿越城市核心區(qū)并延伸到中心城區(qū)的另外一端。其一端連接機(jī)場航站樓,另一端連接城市副中心、交通樞紐及重要客流集散點(diǎn)等(見圖1 c))。

圖1 城市軌道交通機(jī)場線與市區(qū)線網(wǎng)典型銜接模式示意圖

1.3.2 適用情況分析

新建城市軌道交通機(jī)場線與市區(qū)線網(wǎng)銜接的3種典型銜接模式適用性分析見表3。

表3 新建城市軌道交通機(jī)場線與市區(qū)線網(wǎng)銜接模式適用情況

2 機(jī)場軌道交通方案設(shè)計(jì)思路

城市軌道交通機(jī)場線與市區(qū)線網(wǎng)銜接規(guī)劃雖遵循城市軌道交通線路規(guī)劃的一般規(guī)律(如以客流需求為規(guī)劃依據(jù)、盡量節(jié)省工程投資、提高軌道交通線路的運(yùn)營效率等),但城市軌道交通機(jī)場線的客流需求特征不同于一般城市軌道交通線路[4-5]。該類線路與市區(qū)線網(wǎng)銜接的好壞直接影響線路的運(yùn)行效率和乘客出行的便捷性。因此,在進(jìn)行城市軌道交通機(jī)場線與市區(qū)線網(wǎng)銜接規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著重考慮與城市軌道交通機(jī)場線相關(guān)的航空客流的需求特征。本文提出城市軌道交通機(jī)場線與市區(qū)線網(wǎng)銜接規(guī)劃方案的設(shè)計(jì)思路為:

(1) 確定主要航空客流發(fā)生區(qū)。即通過航空客流發(fā)生量預(yù)測航空客流主要發(fā)生區(qū)域。

(2) 判斷客流走廊。即根據(jù)客流發(fā)生區(qū)域客流發(fā)生量及城市軌道交通分擔(dān)率判斷航空乘客的主要客流走廊,以初步確定線路概略走向。

(3) 確定發(fā)展模式。即分析客流走廊上既有(含既有規(guī)劃)城市軌道交通線路的規(guī)劃建設(shè)及運(yùn)能富余情況,判斷其利用既有軌道交通線路(全部利用、增建支線或延伸)的可行性。

(4) 確定銜接模式。即通過對主要客流發(fā)生區(qū)域的分布情況確定線路備選銜接模式。若要根據(jù)主要客流集散點(diǎn)分布情況確定市區(qū)起終點(diǎn)大致位置,應(yīng)優(yōu)先考慮將該區(qū)域附近的鐵路火車站、汽車站等大型交通樞紐作為備選站點(diǎn)。

(5) 確定功能定位。即依據(jù)客流走廊上航空客流及常規(guī)客流出行總量、分布情況等基本特征和相對關(guān)系來確定機(jī)場線的功能定位,以選擇合理的線路形式。

(6) 沿線常規(guī)客流需求分析。對采用混合線路形式的機(jī)場線,還要分析市區(qū)常規(guī)客流的主要發(fā)生區(qū)域及量級，以了解客流需求,并以此作為線路備選方案的市區(qū)起終點(diǎn)、備選站點(diǎn)、開行交路和停站方式的依據(jù)。

(7) 構(gòu)建備選方案。依據(jù)客流分析、線路走向、發(fā)展模式、銜接模式、起終點(diǎn)位置及線路形式等構(gòu)建多個(gè)不同方案(或方案組),進(jìn)而形成備選方案集。

3 北京新機(jī)場軌道交通線與市區(qū)線網(wǎng)銜接規(guī)劃方案

北京新機(jī)場位于北京市南端大興區(qū)南各莊與廊坊市白家務(wù)接壤處,距天安門約50 km。北京新機(jī)場功能定位為綜合性大型國際樞紐機(jī)場,規(guī)劃其遠(yuǎn)期將與北京首都國際機(jī)場同等重要,且相對獨(dú)立運(yùn)行,并配合各自的基地航空公司構(gòu)筑中樞航線網(wǎng)絡(luò)。該機(jī)場以服務(wù)北京為主,同時(shí)服務(wù)京津冀經(jīng)濟(jì)走廊城市密集帶的發(fā)展。

根據(jù)北京新機(jī)場的功能定位及北京市中心城航空客流集散分布情況,以草橋站作為機(jī)場線終點(diǎn)的方案僅為機(jī)場專線近端進(jìn)入式方案的一種思路。由于該方案線路未能覆蓋大部分航空客流集散地,故應(yīng)根據(jù)客流需求,從北京新機(jī)場軌道交通線功能、可能采用的發(fā)展模式及與北京市區(qū)軌道交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)銜接等角度出發(fā),按照機(jī)場軌道交通方案構(gòu)思方法優(yōu)化既有規(guī)劃方案。

3.1 方案一

方案一為利用京霸城際鐵路線路的機(jī)場專線方案。該方案是利用規(guī)劃的京霸城際鐵路北京西站至新機(jī)場T2航站樓站區(qū)間線路(見圖2)。該方案實(shí)施的前提是該鐵路線路運(yùn)能充足。因此,在京霸城際鐵路線路規(guī)劃階段應(yīng)考慮航空客流需求。

該方案是利用規(guī)劃的京霸城際鐵路線開行通往機(jī)場的列車,不僅可提供和機(jī)場專線同樣的服務(wù)，還可少建部分城市軌道交通線路,降低城市軌道交通機(jī)場線的建設(shè)成本。由于鐵路部門和城市軌道交通部門存在體制障礙,因此在城際鐵路上開行機(jī)場專用列車需協(xié)調(diào)好兩者的關(guān)系,并協(xié)調(diào)好城際鐵路列車與機(jī)場列車的運(yùn)行組織。即在高峰時(shí)段優(yōu)先考慮開行機(jī)場專用列車,非高峰時(shí)段兼顧提高城市軌道交通機(jī)場線的服務(wù)水平，以及城際鐵路行車時(shí)間與周邊城市的統(tǒng)籌。該方案采用單一交路運(yùn)行,站站停車。

圖2 方案一線路走向及車站分布示意圖

3.2 方案二

方案二為利用北京地鐵大興線混合線路方案。該方案在既有大興線的基礎(chǔ)上延伸了天宮院站——T2航站樓站的區(qū)間線路,并利用北京地鐵4號線(西直門站——公益西橋站)和大興線(公益西橋站——T2航站樓站)的區(qū)間線路開行機(jī)場列車(見圖3)。該方案實(shí)施的前提是混合運(yùn)營段線路運(yùn)能富余。大興線早高峰時(shí)段發(fā)車間隔為3 min,未達(dá)到最小發(fā)車間隔。這說明大興線的運(yùn)能是富余的,在大興線上開行機(jī)場列車是可行的。

圖3 方案二線路走向及車站分布示意圖

該方案不僅可提供和機(jī)場專線同樣的服務(wù)，充分發(fā)揮大興線的運(yùn)能;還可少建或緩建部分城市軌道交通線路,減少投資。由于航空客流和城市客流的早晚高峰時(shí)段不重合,且大興線客流呈現(xiàn)明顯的高峰、低谷現(xiàn)象，因此在大興線運(yùn)能富余的前提下,要協(xié)調(diào)好大興線的列車與機(jī)場列車的運(yùn)行圖。在早晚高峰時(shí)段要優(yōu)先考慮開行大興線的列車,非高峰時(shí)段協(xié)調(diào)大興線及機(jī)場行車的運(yùn)輸能力,滿足航空客流和市區(qū)客流的需求。該方案采用單一交路運(yùn)行,站站停車。

3.3 方案三

方案三為新機(jī)場T2航站樓站至牡丹園站新建混合線路方案。朝陽區(qū)、海淀區(qū)為航空客流最集中的地區(qū),故可通過新機(jī)場至牡丹園間的軌道交通線路進(jìn)行新機(jī)場與市區(qū)的銜接,主要服務(wù)于菜市口站—金融街站—奧體站客流通道上的航空客流。該方案線路全長53.7 km,共設(shè)9站，且站間距小。線路走向及車站分布見圖4。北京中心城其他區(qū)域的航空乘客可通過與市區(qū)線網(wǎng)銜接換乘到機(jī)場線而抵達(dá)機(jī)場。該方案實(shí)施前提條件是工程條件良好、工程可實(shí)施。

圖4 方案三線路走向及車站分布示意圖

該方案作為市區(qū)快線貫穿市中心,還承擔(dān)了南苑機(jī)場站—牡丹園站間的城市快線功能。城市軌道交通機(jī)場線伸入城市核心區(qū)遠(yuǎn)端,線路較長,建設(shè)及運(yùn)營成本較高?？紤]到航空客流郊區(qū)段與市區(qū)段存在差異,為避免線路能力在郊區(qū)段的浪費(fèi),故該方案采用大小交路混合運(yùn)行方案。T2航站樓站—牡丹園站為大交路,以服務(wù)航空客流為主；南苑機(jī)場站—牡丹園站為小交路,同時(shí)服務(wù)航空客流和市區(qū)客流。小交路的設(shè)置會(huì)增加配車數(shù),并相應(yīng)增加停車場規(guī)模,增加建設(shè)成本。

3.4 方案四

方案四為新機(jī)場T2航站樓站—北京西站新建機(jī)場專線方案。朝陽區(qū)及海淀區(qū)為航空客流最集中的地區(qū)，市區(qū)終點(diǎn)站的位置多為大型交通樞紐。方案四線路主要服務(wù)于菜市口站—公主墳站客流通道上的航空客流。線路全長46.8 km,共設(shè)6站。線路走向及車站分布見圖5。北京中心城其他區(qū)域的航空乘客可通過與市區(qū)線網(wǎng)銜接換乘到機(jī)場線而抵達(dá)機(jī)場。該方案實(shí)施前提條件是工程條件良好、工程可實(shí)施。

圖5 方案四線路走向及車站分布示意圖

該方案僅實(shí)現(xiàn)了機(jī)場快線銜接市中心的功能,且僅服務(wù)于航空客流。該方案相較方案二、三,線路較短,建設(shè)、運(yùn)營成本低,由于不服務(wù)于市區(qū)客流,可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)場線的運(yùn)營效益差。該方案采用單一交路運(yùn)行,站站停車。

3.5 方案五

方案五為新機(jī)場T2航站樓站至北京站的新建機(jī)場專線方案。該方案通過新建機(jī)場至鐵路北京站間線路實(shí)現(xiàn)新機(jī)場與市區(qū)的銜接,主要服務(wù)于菜市口站—東單站—朝陽門站客流通道上的航空客流,并連接對外交通樞紐。線路全長45.6 km,共設(shè)6站。線路走向及車站分布見圖6。北京市中心城其他航空乘客可通過與市區(qū)線網(wǎng)換乘到機(jī)場線而抵達(dá)機(jī)場。

該方案僅實(shí)現(xiàn)了機(jī)場快線銜接市中心的功能,且僅服務(wù)航空客流,故可能會(huì)導(dǎo)致其運(yùn)營效益差。該方案采用單一交路運(yùn)行,站站停車。

4 結(jié)論

(1) 通過國內(nèi)外城市軌道交通機(jī)場線的案例調(diào)查,可將城市軌道交通機(jī)場線按照其服務(wù)功能劃分為機(jī)場專線、混合線路及一般城市軌道交通線。國外主要采用混合線路或一般軌道交通線路形式,國內(nèi)多采用機(jī)場專線或一般城市軌道交通線路形式。

(2) 城市軌道交通機(jī)場線的發(fā)展模式主要有完全利用既有軌道交通線路模式、新建軌道交通線路模式及部分利用既有軌道交通線路模式。其中，新建城市軌道交通機(jī)場線與市區(qū)線網(wǎng)的銜接模式主要有核心終止式、近端接入式及遠(yuǎn)端延展式。

圖6 方案五線路走向及車站分布示意圖

(3) 從北京新機(jī)場航空客流分布情況、線路功能、發(fā)展模式和銜接模式等角度分析了北京新機(jī)場軌道交通規(guī)劃方案?；诔浞掷眉扔熊壍澜煌ň€路的思想構(gòu)建了利用京霸城際鐵路、地鐵大興線的方案,基于提高線路運(yùn)營效率的思想構(gòu)建了新機(jī)場至牡丹園站的混合線路方案,基于提高線路旅行速度節(jié)省航空乘客接駁時(shí)間的思想構(gòu)建了新機(jī)場至北京西站、北京站的機(jī)場專線方案。各方案構(gòu)思特征鮮明,對提高線路運(yùn)行效率、提高乘客出行便捷性有較強(qiáng)針對性。

[1] 何樂樂.機(jī)場接駁軌道交通專線與快速公交專用道適用性評價(jià)[D].上海：同濟(jì)大學(xué),2014.

[2] 吳曉,周一鳴,魏中華,等.機(jī)場專線站點(diǎn)布設(shè)模型及求解方法[J].交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息,2008,8(6):161-166.

[3] STUBBS J,JEGEDE F.The integration of rail and air transport in Britain[J].International Journal of Management Science & Engineering Management,1998,6(1):53-67.

[4] 黃燦彬,楊曉光,谷松原.上海虹橋樞紐機(jī)場客流特性分析[J].交通與運(yùn)輸(學(xué)術(shù)版),2011(S1):133-136.

[5] ANDREAS E,ANDREAS K.Potential and limitations of air-rail links—A general overview[R].Bremen:Institute for World Economics and International Management,Bremen University,2004.

[6] 葉霞飛,顧保南.城市軌道交通規(guī)劃與設(shè)計(jì)[M].北京:中國鐵道出版社.1999.

Integration Planning of Beijing New Airport Line and Urban Rail Transit Network

SUN Yitian, WANG Zhi, ZHANG Liang, YE Xiafei

The functions,development mode and the connection with urban rail transit network are the main factors influencing Beijing New Airport Line planning, which consists of airport line,joint lines and normal urban rail line in terms of performance.The typical development mode of airport line is to use the existing rail line, build new rail line or partly use the existing line,and the newly built airport line will connect the urban rail network in core termination mode, near end access mode and far end extension.On this basis, the design concept of airport line and the scheme of its connection with urban rail network are put forward,the scheme is further analyzed from 4 aspects:the passenger flow distribution of Beijing new airport line,the line functions,the development mode and the connection mode.

airport; urban rail transit; network connection; planning; plan analysis

*中國民用航空局人事教育司項(xiàng)目(MHRD20130107)

U231

10.16037/j.1007-869x.2017.06.008

2016-10-03)