关于轨道交通机场线开行快慢车组合运营模式的设计探讨

雷 焱

随着社会的发展，近年来我国航空运输需求不断增长，机场集散客流量不断增大，而机场到城市中心的距离普遍较远，城市交通拥堵日益严重。轨道交通以运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地等特点，在连接机场和城市之间的交通系统中发挥着越来越重要的作用。在城市轨道交通建设中，机场线作为城市轨道交通的重要组成部分，越来越多的城市已经建成或正在准备建设轨道交通机场线，成为大型机场与城市中心交通联系的主要方向。

1 机场线客流特征分析

往返机场和市中心的乘客大致可以分为4类：①乘坐航班或抵达的航空旅客及其迎送人员；②机场的工作人员；③工作地或居住地位于机场附近的其他乘客；④利用机场交通枢纽进行换乘的旅客。利用机场交通枢纽进行换乘的客流主要由城际铁路或高速铁路等中长距离轨道交通线路来承担。城市轨道交通机场线主要是城市市区与机场衔接的轨道交通线路，主要满足另外3类客流的需求。

航空旅客及其迎送人员和机场工作人员的出行需求是最为基本的，必须要满足的。机场工作人员的出行特性是典型的通勤行为，具有潮汐性。航空旅客的出行发生的时间和航班时间有很大的相关性。沿线居民的出行尽管处于次要地位，但是也不能忽略。由于机场的特殊地理优势，会促进沿线经济繁荣，这一类的出行需求往往增长迅速，会给机场沿线交通带来很大的压力［1］。

城市轨道交通机场线主要服务的3大类出行需求有时候不能协调，例如，航空旅客和机场工作人员希望是一站直达，而沿线居民或工作人员则希望去往机场方向的公共交通在他们所希望的地点有停靠的站点。因此，机场线的线路设计需要统筹考虑多层次需求的客流，在线路设计方面尽可能避免使用服务对象单一的轨道交通线路，建设综合的可靠度高的舒适性好的轨道交通线路是机场线设计研究的重点。

2 机场线的功能定位

机场线主要有可靠性强、准点率高、专用性强、舒适度高、载客量大、快速便捷等特征。根据对机场线客流特征的分析，轨道交通机场线的功能定位主要有以下2方面：①机场线是衔接城市市区与大型机场的快速轨道交通系统，需要满足乘客快速舒适的出行需求；②机场线可带动机场周边区域的发展，需要满足工作地或居住地位于机场附近的其他乘客的通勤出行需求。

3 机场线速度目标值的选择

各城市的机场距城市中心的距离普遍偏远，但不同的城市的机场距市区的距离各有不同。国内一些城市的民用航空国际机场至市区的距离见表1。

由表1可见，机场距市区的距离大都在30 k m左右。在交通不出现拥堵的情况下，出租车及私家车的单程旅行时间在30～40 min，机场大巴的单程旅行时间在60 min左右，但受交通条件限制较大。为了比其他交通方式更具竞争力，机场线除了具有便捷、准时、服务频率高等城市轨道交通的优点外，其旅行时间也应该有一定优势。因此，机场到市区单程旅行时间应控制在30 min以内，加上乘客在市区内换乘至机场线的时间，总出行时间应控制在50 min以内。表2列举了部分城市已开通或正在建设的机场线的平均旅行时间和最高设计速度等相关资料。

表2 部分机场线相关资料表＊

由表2可见，由于厦门的高崎机场距离市区较近，除了厦门轨道交通1号线是由城市通勤线路来实现机场与市区的联络外，其他城市均有最高设计车速在100 k m／h以上快速线路实现机场与市区的连接。在这些快速轨道交通线路中，最高设计速度越高，设站数越少，平均旅行时间越短。根据时间目标分析，机场线速度目标值的选择应在100～120 k m／h比较适宜。

4 机场线运营组织方式及线路设计研究

在轨道交通线路设计中，增设车站与提高旅行速度是一对矛盾，机场线快速舒适的服务目标与兼顾沿线通勤客流需求也是一对矛盾。机场线既要满足与城市中心的快速联系，又要兼顾沿线的发展。与城市中心的联系最好能快速直达，而沿线则希望多设车站，带动站点周边的发展，这就从不同层次对机场线提出了要求。为满足这种有差别的复合需求，机场线快慢车组合运营模式也应运而生［2］。主要有以下2种常见的快慢车组合运营模式：

（1）快慢车组合共线运营模式。为了减少轨道交通线路列车频率停站对客流吸引能力的影响，一些发达国家在市域轨道交通线路运营过程中采取了快慢车组合共线运营的方法，并取得了良好的效果。

快慢车组合共线运营模式会降低线路最大通过能力，慢车为了避让快车越行，增加车站停车时间，降低服务水平，并且在越行站需要增加2条越行线，车站规模扩大。这种模式在技术上是可行的，只要运营组织方案合理，可以达到比较高的行车密度［3］。

（2）快慢车组合主、支线运营模式。从机场线的功能需求因素分析，相对较低的行车密度可以满足机场线乘客集散需求，而机场线沿线的通勤客流对行车密度的要求也相对较低，因此主线与支线运营的快慢车组合模式比较适合机场线的客流特点。主线为快线，主要服务于追求快速舒适的机场旅客，而支线为慢线，主要服务于沿线居民的通勤出行。支线接入主线以后行车密度增加，需要以合理的站间距和行车速度进行线路设计。

5 郑州机场线设计实例

郑州机场线工程是一条服务于新郑机场的快速轨道交通线路，也是规划郑万客运专线郑州南站集疏运输方式的重要组成部分，为中心城区和新郑机场、规划郑州南站提供快速联系，实现地铁与航空、高铁、城际的快速衔接。同时也是联系主城区与龙湖组团、航空港经济综合试验区的快速客运通道，兼顾龙湖宜居教育园区、华南城、航空港起步区等区域发展［4］。

郑州机场线线路由主线机场快线和支线空港线2部分组成，采用快慢车组合主、支线运营模式的线路设计。机场快线接2号线一期工程终点站南四环站后，走行至机场站后继续向东延伸至规划的郑万客专郑州南站；空港线自华南城东站引出后东行，止于航空港起步区郑港六路站，主线与支线在华南城东站衔接。郑州机场线线路走向示意图见图1。

图1 郑州机场线线路走向示意图

综合考虑系统制式的适应性，分别比较了80，100，和120 k m／h 3个不同的速度目标值下机场快线和空港线不同的区段旅行速度和旅行时间，以选择合理的主线和支线速度目标值。

在不同速度目标值下，机场线不同区段旅行速度、时间比较见表3。

表3 机场快线不同区段旅行速度、时间表

在不同速度目标值下，空港线不同区段旅行速度、时间比较见表4。

表4 空港线不同区段旅行速度、时间表

设计时速取120 k m／h的机场快线从南四环路站至机场站旅行时间在25 min以内，可满足市中心至机场45 min的时间目标要求，且120 k m／h方案分别较100 k m／h方案、80 k m／h方案节约时间为6，13 min，节时率达17.6%，38%，节时效果明显，同时机场快线站间距与120 k m／h的速度目标值适应性较好。

空港线作为航空港起步区与中心城区的连接线，3种速度目标值方案均能满足时间目标值要求，在航空港起步区内车站间距较小，120 k m／h方案不能发挥其优势，100 k m／h方案较80 k m／h节时效果不明显，因此推荐机场快线采用120 k m／h速度目标值，空港线采用80 k m／h速度目标值。

郑州机场线通过快慢车组合主、支线运营模式，切合机场线的功能定位，充分满足了不同速度目标的客流需求，解决了机场线快速舒适的服务目标与兼顾沿线通勤客流需求的矛盾。一方面为中心城区和新郑机场、规划郑州南站提供快速联系，实现地铁与航空、高铁、城际的快速衔接；另一方面兼顾龙湖宜居教育园区、华南城、航空港起步区等区域发展。

6 结语

（1）机场线是衔接机场与城市市区的交通系统，需同时满足机场直达客流和沿线通勤客流的需求，可以通过合适的快慢线组合运营方案来满足不同层次的需求。快慢车组合运营模式在国内外已有成功的运营经验，可为轨道交通机场线及市域线借鉴和参考。

（2）快慢车的组合运营会导致线路的最大通过能力下降。在实际快慢车组合运营中，可通过改变快慢车的发车比例，以得到相对高的最大通行能力。

（3）机场线尽可能与市内多条通勤线路形成换乘，以利于机场线的客流吸引。

（4）建议机场线在市区车站设置直机服务，供机场线乘客先行办理登机并行李寄舱手续。

（5）一般来讲，线路旅行速度与票价成正比例关系，在机场线研究过程中，需要权衡票价因素，提高机场线运营的市场竞争力。

［1］ 黎 晴，陈小鸿.机场陆侧交通问题的研究［J］.华东公路，2005（5）：35－41.

［2］ 孙元广，史海欧.市域线快慢车组合运营模式研究与实践［J］.都市快轨交通，2013，26（2）：14－17.

［3］ 刘丽波，叶霞飞，顾保南.东京私铁快慢车组合运营模式对上海市域轨道交通线的启示［J］.城市轨道交通研究，2006（11）：38－41.

［4］ 中铁第四勘察设计院集团有限公司.郑州市轨道交通航空港配套工程设计总承包投标文件［Z］.武汉：中铁第四勘察设计院集团有限公司，2013.