任志強(qiáng)，李蒼楠，崔德慈

（1. 河南省沿黃高速公路有限公司，河南鄭州 450000；2. 華設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司，江蘇南京 210001；3. 中車城市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇南京 361005）

1 引言

我國民用運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)發(fā)展目標(biāo)指出，廣州白云國際機(jī)場(chǎng)（以下簡(jiǎn)稱“白云機(jī)場(chǎng)”）未來是國際型航空樞紐以及珠三角世界機(jī)場(chǎng)群的核心，是國內(nèi)外客流交換的重要通道之一。根據(jù)白云機(jī)場(chǎng)總體規(guī)劃，2030年旅客吞吐量1.2億人次，2045年旅客吞吐量1.4億人次，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在“十三五”的收官之年，運(yùn)輸旅客4 377.7萬人次，躍居國內(nèi)第一。航站區(qū)內(nèi)旅客捷運(yùn)系統(tǒng)是機(jī)場(chǎng)航站樓內(nèi)部、航站樓與指廊、航站樓間、航站樓與衛(wèi)星廳、航站樓與其他設(shè)施之間的快捷、高效、環(huán)保的旅客運(yùn)輸方式。機(jī)場(chǎng)年旅客吞吐量達(dá)到1 000萬人次以上或中轉(zhuǎn)換乘步行距離超過914.4 m的機(jī)場(chǎng)均有建設(shè)捷運(yùn)系統(tǒng)的需要。

白云機(jī)場(chǎng)東四、西四指廊完成建設(shè)后，T1、T2航站樓將作為第一航站區(qū)內(nèi)一個(gè)整體的航站樓運(yùn)營(yíng)使用，規(guī)模較大且存在較多的中轉(zhuǎn)需求，導(dǎo)致旅客在樓內(nèi)步行距離過長(zhǎng)，最長(zhǎng)約3.6 km。針對(duì)機(jī)場(chǎng)內(nèi)部遠(yuǎn)距離出行，捷運(yùn)系統(tǒng)可以提供較好的解決方案。因此，從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展角度看，有必要結(jié)合T1、T2的使用模式及旅客流程設(shè)置捷運(yùn)系統(tǒng)，縮短旅客步行時(shí)間，提高機(jī)場(chǎng)中轉(zhuǎn)效率。

2 白云國際機(jī)場(chǎng)捷運(yùn)系統(tǒng)規(guī)劃方案

根據(jù)捷運(yùn)系統(tǒng)的功能定位，旨在為T1、T2及各指廊提供完整的空、陸側(cè)旅客連接服務(wù)，縮短旅客步行時(shí)間。T2航站樓四層已預(yù)留一個(gè)捷運(yùn)系統(tǒng)車站的對(duì)稱側(cè)式站臺(tái)，北指廊附近預(yù)留區(qū)間橋墩位置，因此全線選擇高架方式敷設(shè)。受T1航站樓與東、西連接樓連廊高度的影響，捷運(yùn)系統(tǒng)無法形成閉環(huán)，線路終點(diǎn)設(shè)置在T1航站樓東側(cè)。根據(jù)指廊的使用模式，捷運(yùn)線路在E5指廊處斷開，東側(cè)線路服務(wù)國際旅客，西側(cè)線路服務(wù)國內(nèi)旅客?？紤]到工作人員及其他陸側(cè)客流的需求，西側(cè)線路要求具備陸側(cè)運(yùn)輸功能。

T1、T2空陸側(cè)旅客捷運(yùn)系統(tǒng)線路全長(zhǎng)約2.75 km，呈“L+1”型沿航站樓一側(cè)敷設(shè)，西“L”線設(shè)站4座，東“1”線設(shè)站3座。車輛段位于規(guī)劃P4停車樓三層，用于車輛的停放、日常清洗、檢查、維修。捷運(yùn)系統(tǒng)線路方案示意如圖1所示。

圖1 捷運(yùn)系統(tǒng)線路方案示意圖

3 機(jī)場(chǎng)捷運(yùn)系統(tǒng)

3.1 機(jī)場(chǎng)捷運(yùn)系統(tǒng)特點(diǎn)

機(jī)場(chǎng)捷運(yùn)系統(tǒng)具有軌道交通的特點(diǎn)，同時(shí)有別于一般城市軌道交通，作為大型樞紐機(jī)場(chǎng)旅客運(yùn)輸組織的一部分，其運(yùn)行機(jī)制滿足機(jī)場(chǎng)的旅客需求。根據(jù)白云機(jī)場(chǎng)捷運(yùn)系統(tǒng)規(guī)劃方案，系統(tǒng)應(yīng)具有以下要求和特點(diǎn)。

（1）靈活性。靈活性包含2方面的要求，一方面機(jī)場(chǎng)外部環(huán)境復(fù)雜，空防管理級(jí)別要求高，可利用空間有限，因此捷運(yùn)系統(tǒng)應(yīng)具有靈活的敷設(shè)方式，對(duì)復(fù)雜的工程條件具有更好的適應(yīng)性；另一方面機(jī)場(chǎng)客流量隨時(shí)間、季節(jié)起伏變化較大，捷運(yùn)系統(tǒng)可根據(jù)客流量的大小靈活調(diào)整車輛編組，減少系統(tǒng)運(yùn)能的浪費(fèi)。

（2）持續(xù)性。根據(jù)機(jī)場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)，一般大型樞紐機(jī)場(chǎng)可以24 h提供服務(wù)，捷運(yùn)系統(tǒng)也應(yīng)具有24 h持續(xù)運(yùn)行的能力。

（3）舒適性。機(jī)場(chǎng)服務(wù)水平要求較高，捷運(yùn)系統(tǒng)應(yīng)滿足空間、時(shí)間兩方面的舒適性要求。空間方面，車輛定員滿足國際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)（IATA）建議的3～4人/m2；時(shí)間方面，滿足國內(nèi)、國際的最短標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)機(jī)時(shí)間（MCT）要求，最大限度減少旅客換乘次數(shù)。

（4）免費(fèi)性。機(jī)場(chǎng)內(nèi)旅客捷運(yùn)系統(tǒng)不同于普通公共交通，屬于機(jī)場(chǎng)內(nèi)配套的免費(fèi)旅客服務(wù)設(shè)施，沒有直接的經(jīng)濟(jì)收益，但具有較大的社會(huì)效益，需要借助機(jī)場(chǎng)內(nèi)的非航空業(yè)務(wù)，如廣告、宣傳等方面的收入及企業(yè)其他資金來平衡捷運(yùn)系統(tǒng)的運(yùn)維成本。

（5）經(jīng)濟(jì)性。捷運(yùn)系統(tǒng)由于不收費(fèi)，在滿足機(jī)場(chǎng)功能定位、客流需求、工程建設(shè)條件的情況下，應(yīng)具有較好的工程經(jīng)濟(jì)性，控制系統(tǒng)運(yùn)維成本，降低工程全壽命周期內(nèi)的總投資。

由于捷運(yùn)系統(tǒng)是機(jī)場(chǎng)旅客流程的重要組成部分，除以上幾點(diǎn)要求外，機(jī)場(chǎng)捷運(yùn)系統(tǒng)還應(yīng)具有較好的運(yùn)營(yíng)可靠性，車廂、站臺(tái)的使用模式與旅客流程相對(duì)應(yīng)，并盡可能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與機(jī)場(chǎng)其他軌道交通的資源共享。

3.2 機(jī)場(chǎng)捷運(yùn)系統(tǒng)車輛制式

機(jī)場(chǎng)客流斷面較小，采用中低運(yùn)量軌道交通車輛即可滿足運(yùn)能需求。中低運(yùn)量軌道車輛包含膠輪、鋼輪鋼軌、單軌、纜車、磁浮等制式。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國外40多個(gè)使用捷運(yùn)系統(tǒng)的機(jī)場(chǎng)中，70%采用膠輪制式。我國目前共有7個(gè)機(jī)場(chǎng)具有捷運(yùn)系統(tǒng)，其中5個(gè)采用膠輪全自動(dòng)旅客捷運(yùn)系統(tǒng)（APM），1個(gè)為鋼輪鋼軌A型車，1個(gè)為鋼輪鋼軌有軌電車。國內(nèi)機(jī)場(chǎng)不同制式的車輛技術(shù)特點(diǎn)如表1所示。

表1 不同制式車輛技術(shù)特點(diǎn)對(duì)比分析

4 車輛制式選型分析

4.1 選型原則

T2航站樓在建設(shè)初期便已考慮機(jī)場(chǎng)對(duì)捷運(yùn)系統(tǒng)的需求，目前航站樓內(nèi)已對(duì)捷運(yùn)系統(tǒng)做出相關(guān)預(yù)留，在進(jìn)行車輛制式選型時(shí)，除滿足捷運(yùn)系統(tǒng)的功能定位、旅客需求、技術(shù)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等方面的要求外，還應(yīng)充分考慮航站樓內(nèi)的預(yù)留條件：

（1）T2航站樓內(nèi)的橋墩位置及列車設(shè)計(jì)荷載；

（2）預(yù)留車站限界——站臺(tái)間距8 m；

（3）預(yù)留車站站前線路曲線半徑不大于40 m。

4.2 系統(tǒng)制式選擇

結(jié)合機(jī)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)條件，對(duì)機(jī)場(chǎng)捷運(yùn)系統(tǒng)常用的5種系統(tǒng)制式進(jìn)行對(duì)比分析：

（1）以上5種制式，僅有膠輪、鋼輪有軌電車、纜索滿足不大于40 m的平面曲線條件；

（2）本項(xiàng)目為串聯(lián)T1、T2航站樓及中間各指廊的客流運(yùn)輸，存在較多小半徑曲線，而纜索制式適用于短距離的直線運(yùn)輸，在一定程度上限制了纜索制式的使用；

（3）部分區(qū)間及車站位于T2航站樓內(nèi)，鋼輪有軌電車運(yùn)行過程中，振動(dòng)噪聲較大，影響機(jī)場(chǎng)旅客的舒適性，車輛環(huán)境適應(yīng)性較差；

（4）膠輪制式車輛最小曲線半徑為22 m，滿足線路的預(yù)留條件，行駛過程中車輛振動(dòng)噪聲小，環(huán)境適應(yīng)性好，膠輪車輛的荷載滿足預(yù)留橋墩的設(shè)計(jì)要求，因此膠輪制式具有較好的適應(yīng)性。

4.3 膠輪制式車輛對(duì)比分析

捷運(yùn)系統(tǒng)膠輪車輛品牌主要有西門子、龐巴迪、三菱。西門子、三菱膠輪車輛在國外機(jī)場(chǎng)應(yīng)用較多，對(duì)白云機(jī)場(chǎng)來說，如果采用西門子、三菱膠輪車輛則需整車進(jìn)口，車輛購置及后期運(yùn)維費(fèi)用較高。國內(nèi)機(jī)場(chǎng)的膠輪車輛多為龐巴迪膠輪APM，由于龐巴迪膠輪國內(nèi)有相應(yīng)的車輛生產(chǎn)合資企業(yè)，后期運(yùn)維有保障。我國近年來開始注重對(duì)膠輪軌道車輛的研究，其中比亞迪膠輪有軌電車技術(shù)較為成熟。結(jié)合白云機(jī)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)國產(chǎn)化率較高的膠輪APM、膠輪有軌電車進(jìn)行以下幾個(gè)方面的對(duì)比分析。

（1）線路適應(yīng)性。2種車輛正線最小曲線半徑為30 m，均滿足工程預(yù)留條件，車輛線路技術(shù)參數(shù)如表2所示。

表2 車輛線路技術(shù)參數(shù)表

（2）空間適應(yīng)性。預(yù)留車站站臺(tái)邊緣間距8 m，2種車輛限界均滿足車站空間限制條件，其中膠輪有軌電車限界要求值更小，空間適應(yīng)性更好。車輛相關(guān)限界參數(shù)如表3所示。

表3 車輛相關(guān)限界參數(shù)表

（3）預(yù)留荷載適應(yīng)性。捷運(yùn)系統(tǒng)預(yù)留橋墩的設(shè)計(jì)荷載參考三菱、龐巴迪車輛技術(shù)參數(shù)，膠輪APM和膠輪有軌電車均滿足預(yù)留荷載值，車輛荷載參數(shù)如表4所示。T2西側(cè)四層區(qū)域走行面敷設(shè)于樓板之上，預(yù)留橋墩所處區(qū)域?yàn)?層樓板及旅客通道，后期施工應(yīng)盡量采用輕型工程結(jié)構(gòu)，減小對(duì)航站樓結(jié)構(gòu)的影響。膠輪有軌電車高架線路采用鋼梁結(jié)構(gòu)，相較膠輪APM使用的混凝土結(jié)構(gòu)適應(yīng)性更好，但其結(jié)構(gòu)梁的運(yùn)輸存在一定的困難，需進(jìn)一步研究施工方案。

表4 車輛荷載參數(shù)表

（4）客流適應(yīng)性。2種制式車輛的運(yùn)能參數(shù)如表5所示。膠輪APM可實(shí)現(xiàn)單節(jié)車輛運(yùn)行，最大定員為480～600人，膠輪有軌電車至少需要2輛編組，最大定員為240～300人。相同運(yùn)能需求下，膠輪APM編組數(shù)量小，對(duì)應(yīng)站臺(tái)有效長(zhǎng)度短，當(dāng)機(jī)場(chǎng)客流斷面較大時(shí)，膠輪有軌電車存在運(yùn)能不足的情況。目前膠輪APM車輛具有貫通式和分隔式2種，膠輪有軌電車為貫通式，針對(duì)空陸側(cè)混合的捷運(yùn)線路，膠輪有軌電車需進(jìn)行車廂改造。

表5 車輛運(yùn)能參數(shù)表

（5）工程經(jīng)濟(jì)性。建設(shè)成本方面充分考慮機(jī)場(chǎng)不停航施工的特點(diǎn)，經(jīng)計(jì)算，2種車輛制式的工程建設(shè)成本如表6所示。膠輪APM投資比膠輪有軌電車多1.66億元，投資差額主要為核心機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)，主要原因在于膠輪APM制式車輛目前尚未完全實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。膠輪APM車輛購置費(fèi)約1 150萬元/輛，膠輪有軌電車約350萬元/輛。運(yùn)維成本方面，機(jī)場(chǎng)捷運(yùn)系統(tǒng)一般采用全部或部分外包的形式進(jìn)行運(yùn)維管理，但車輛相關(guān)核心設(shè)備仍由車輛廠家負(fù)責(zé)提供服務(wù)。參考國內(nèi)機(jī)場(chǎng)運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，膠輪APM運(yùn)維成本約2 500萬元/年，膠輪有軌電車目前尚無商業(yè)運(yùn)營(yíng)案例，運(yùn)維成本有待考證。

表6 不同車輛制式的工程投資表 萬元

（6）運(yùn)營(yíng)可靠性。膠輪APM在國內(nèi)外機(jī)場(chǎng)均有廣泛的應(yīng)用，運(yùn)營(yíng)管理經(jīng)驗(yàn)豐富，針對(duì)運(yùn)營(yíng)過程中可能發(fā)生的突發(fā)事件，有較好的應(yīng)急管理措施。膠輪有軌電車在國內(nèi)無商業(yè)運(yùn)營(yíng)線路，運(yùn)維管理經(jīng)驗(yàn)欠缺。

綜上分析，2種膠輪制式均適用于T1、T2航站樓空陸側(cè)捷運(yùn)系統(tǒng)，但各有利弊。膠輪APM的編組方便、靈活，可以最大化的利用車輛運(yùn)能，節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本，同時(shí)國內(nèi)以及廣州本地均有膠輪APM線路運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)營(yíng)安全可靠且有保障，但由于車輛核心服務(wù)技術(shù)未完全實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，導(dǎo)致設(shè)備更新升級(jí)效率低，工程總投資較高。膠輪有軌電車工程適應(yīng)性與膠輪APM相似，且總投資較低，后期服務(wù)有保障，但面對(duì)尖峰客流，存在運(yùn)能不足的可能性，且運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)尚有不足。本工程最終車輛制式的確定還需考慮機(jī)場(chǎng)其他相關(guān)部門的意見。

5 結(jié)論

軌道交通具有運(yùn)量大、準(zhǔn)點(diǎn)率高、舒適快捷等優(yōu)點(diǎn)，隨著國內(nèi)航空業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，大型國際樞紐機(jī)場(chǎng)正在建設(shè)和完善內(nèi)部的軌道交通系統(tǒng)，捷運(yùn)系統(tǒng)作為機(jī)場(chǎng)軌道交通的組成部分，運(yùn)用在大規(guī)模、多航站樓的機(jī)場(chǎng)中，可以明顯縮短機(jī)場(chǎng)旅客的中轉(zhuǎn)時(shí)間，提高機(jī)場(chǎng)服務(wù)水平和國際競(jìng)爭(zhēng)力。

目前國內(nèi)機(jī)場(chǎng)捷運(yùn)線路均為地下線，白云機(jī)場(chǎng)T1、T2航站樓間捷運(yùn)系統(tǒng)規(guī)劃為高架線，有可能成為國內(nèi)首條機(jī)場(chǎng)內(nèi)穿越航站樓的高架捷運(yùn)線路。通過分析本項(xiàng)目的功能需求和外部條件，膠輪APM和膠輪有軌電車均有較好的適應(yīng)性，綜合考慮白云國際機(jī)場(chǎng)的規(guī)模及運(yùn)營(yíng)時(shí)效，推薦選擇膠輪APM。本工程首次將國產(chǎn)膠輪有軌電車應(yīng)用到機(jī)場(chǎng)捷運(yùn)中進(jìn)行對(duì)比分析，具有一定的參考性。在實(shí)際工程中，車輛制式的選擇還應(yīng)綜合考慮機(jī)場(chǎng)或城市的軌道交通總體規(guī)劃，盡可能實(shí)現(xiàn)捷運(yùn)車輛與其他軌道線路車輛的資源共享，降低工程總投資。