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四型机场:大型机场引入铁路的关键问题研究

 2019-01-31 来源:微信 作者:宿百岩  [投稿排行榜]
2019-01-31 13:58:32

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[摘要] 近期,四型机场公众号将陆续刊发“推进四型机场建设,实现高质量发展”主题论文征集活动中的部分获奖论文。希望籍此推进全行业形成勤于钻研、勇于创新、乐于分享的学术氛围,共同推动机场领域科技进步、技术进步、管理和制度创新,为四型机场建设、民航高质量发展奠定基础,为推进新时代民航强国建设做出贡献!
四型机场:大型机场引入铁路的关键问题研究

  法兰克福机场航站楼及铁路系统布局 摄影/Ason

  “十二五”期间,民航和铁路均实现了快速增长,两种运输方式在局部市场竞争的同时,开始进行协同的有益尝试,实现了“初步融合”。引入铁路成为越来越多的大型机场在新建、改扩建工程中的一个重要选项。本文首先从竞争表现和协同实践两个维度梳理了民航和铁路的发展关系,进而结合实际案例,从铁路在机场综合交通体系中的功能定位,机场站与铁路网的关系,列车班次及开行方案,以及机场与铁路的衔接布局等几个方面阐述了大型机场在引入铁路时需要关注的关键问题,并给出了相关建议,以期为构建以大型机场为核心节点的综合交通枢纽提供借鉴。

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  机场和铁路发展概况

  (一)机场

  截至2017年底,我国共有229个民用运输机场,机场覆盖范围不断扩大。2016年,全国民用运输机场旅客吞吐量、货邮吞吐量和飞机起降量分别达11.5亿人次、1618万吨、1025万架次。年旅客吞吐量1000万人次以上的机场有32个,以北上广为代表的大型机场枢纽作用日益凸显,航线网络不断完善,航空服务的通达性进一步提高。

  (二)铁路

  高速铁路正由“四纵四横”逐步升级为“八纵八横”,城际铁路路网规模不断扩大,东部地区路网优化提升,中西部地区路网覆盖扩大。截至2017年底,全国铁路营业里程达到12.7万公里,其中高速铁路2.5万公里。铁路基础网络初步形成,保障能力明显增强。

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  机场和铁路发展规划

  (一)全国民用运输机场布局规划

  2017年2月,国务院批准《全国民用运输机场布局规划》。规划期为2016-2025年,远期展望到2030年。

  2020年,民用运输机场数量达260个左右;2025年,建成覆盖广泛、分布合理、功能完善、集约环保的现代化机场体系,形成3大世界级机场群、10个国际枢纽、29个区域枢纽;展望2030年,机场布局进一步完善,覆盖面进一步扩大,服务水平持续提升。

  (二)中长期铁路网规划

  2016年7月,国务院批准《中长期铁路网规划》(2030)。规划期为2016-2025年,远期展望到2030年。

  2020年,铁路网规模达到15万公里,其中高速铁路3万公里,覆盖80%以上的大城市;2025年,铁路网规模达到17.5万公里左右,其中高速铁路3.8万公里左右,形成以“八纵八横”主通道的高速铁路网;展望2030年,基本实现内外互联互通、区际多路畅通、省会高铁连通、地市快速通达、县域基本覆盖。

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  民航和铁路发展关系梳理

  民航与铁路是传统上中长距离旅客运输的两种主要方式。民航运输速度约为500~1000km/h,铁路运输的最佳速度约为100~300km/h;民航运输的运输成本和服务水平高于铁路运输。两种运输方式在运输速度、成本和服务水平的差异决定了目标客户的不同,两者之间不是传统意义的竞争关系。

  高速铁路的突破性发展改变了公众出行的时空距离。与传统铁路相比,高速铁路不仅在速度和服务水平上有较大提升,而且具有准点率高、安全便捷、运能大等特点。2008年京津城际铁路投产后,我国铁路进入高铁快速发展期。至2009年武广高铁和2011年京沪高铁运营前后,有关高铁对民航市场的负面影响不绝于耳。

  然而,回顾“十二五”来看,铁路构建了“四纵四横”的高速铁路,运能和运量大幅增加,2015年全国铁路旅客发送量完成25.35亿人,是2010年的1.5倍,年均增长8.6%;而从同期民航的发展来看,2015年民航旅客运输量为4.4亿人次,是2010年的1.6倍,年均增长10.4%。民航和铁路均实现了快速增长,两种运输方式在局部市场竞争的同时,开始进行协同的有益尝试,实现了“初步融合”。

  (一)竞争表现

  铁路提速后对民航短途航线的冲击是相当明显的。以京沪高铁北京至济南段(约350km,1.5小时车程)为例,2011年的日均飞行班次为6.93次,而2015年的日均飞行班次为2次;再看京广高铁北京至郑州段(约600km,2.5小时车程),2011年的日均飞行班次为16.59次,而2015年的日均飞行班次为4次。

  但是,随着航线距离增加,高铁运输时间增加,情况就不同了。武广高铁武汉至广州段(约800km,3.5个小时车程),2011年的飞行班次7585次,2015年的飞行班次为7586次,班次持平;京沪高铁北京至上海段(约1100km,5个小时车程),2011年的飞行班次为35376次,2015年的飞行班次为37032次,班次增幅约为4.68%;另外,北京至青岛的航线为600km,而铁路运输时间为4.5个小时,2015年的北京至青岛飞行班次仅比2011年缩减1.66%。

  可见,运输时间长短是旅客出行选择中的重要因素。在高铁3个小时可达范围,铁路处于主导地位;而随着高铁运输时间的增加,民航的竞争力逐渐走强。

  (二)协同实践

  在民航与铁路竞争的同时,各大机场运量依然保持了持续增长。例如,郑州机场2015年运量为1730万人次,比2011年增加715万人次;武汉机场2015年运量为1894万人次,比2011年增加652万人次;南京机场2015年运量为1916万人次,比2011年增加609万人次。

  面对铁路系统升级带来的竞争,民航机场一方面及时调整航线结构来适应竞争环境,另一方面开始加强与其他交通运输方式的一体化衔接,以提升服务水平和运输效率。

  从民航与铁路协同实践来看,许多大型机场开始引入铁路形成空铁联运模式,拓展辐射范围,服务周边地区。例如,上海虹桥机场引入京沪高铁、沪杭城际、沪宁城际服务于长三角地区;广州白云机场引入穗莞深城际服务于珠三角地区;成都双流机场引入成绵乐城际服务于绵阳、乐山两个方向的旅客。

  大型机场引入铁路固然可以作为一种吸引客流的辅助手段,但有关铁路引入后如何与机场“融合”发挥最大效能,在机场规划设计阶段应得到重视,并结合具体情况展开研究。

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  机场引入铁路的关键问题研究

  (一)铁路在机场综合交通体系中的功能定位

  公路(快速路)、城市轨道交通、铁路是构成机场综合交通体系的主要交通方式,三种方式服务对象与服务区域各有侧重,共同承担着不同交通需求的航空客流集散任务。

  公路运输方便、机动、灵活,具有门到门的服务优势,适应小批量、短距离运输。在交通流量快速增长时,公路运输速度和准时性将受到较大影响,无法适应城际客流快捷、准时的需要。

  城市轨道交通服务覆盖面积广,主要承担沿线城市居民出行需要,是实现外围组团与中心城区联系的交通方式,停靠站点多是其主要特点。

  铁路运输运能大,正点率高,利用铁路网络可拓展机场辐射范围,既可以满足市域各经济据点间的快速客运需求,又可以为城际旅客提供高可靠性的交通服务。

  虽然铁路自身承担了大客流运输,但是其在机场综合交通体系中的运量占比通常是较低的,主要作为公路和城市轨道交通的有益补充。选择将铁路引入机场,相当于将铁路运输方式作为民航的支线运输,进一步拓展了机场的服务半径和辐射范围,有利于将区域内的客流集中运输,从整体上优化资源配置,并为乘客提供更实惠和便捷的服务。

  (二)机场站与铁路网的关系

  机场引入铁路的制式多为高速铁路和城际铁路,目的是依托其快速可靠的网络延伸服务范围,拓展腹地市场,提高机场集疏运能力。因此,需要沿着机场站节点梳理外延铁路网的覆盖范围和沿线城市,结合客流密度分析铁路可能带来的潜在客源。

  图4-1上海市铁路系统规划图

  机场站仅是一个节点,与之关联的铁路网才是关键。铁路网分流至机场站节点的客流量影响着铁路引入机场后的实际效果。以上海虹桥机场和浦东机场与区域铁路网衔接的情况为例,结合图4-1我们可以看到,虹桥机场站是京沪高铁、沪宁城际、沪杭城际、沪杭甬客专等多条铁路终点站,这些铁路覆盖了长三角区域各主要城市,有条件为虹桥机场提供稳定客源;而浦东机场周边仅有一条普速铁路,若考虑引入高铁/城际铁路联系长三角地区,显然需要对整个上海市铁路系统进行大的升级方能实现。

  在机场引入铁路前期工作中,应首先研究机场站节点与区域铁路网规划的关系,分析机场市场范围与铁路网辐射区域拟合程度,为实现机场市场范围的有效覆盖奠定基础。

  (三)列车班次及开行方案

  高速铁路的突出特点是速度快,输送能力大,服务范围广,且正点率高,其服务对象是要求缩短旅途时间的中、长途客流和要求随时提供服务的短途客流。为保证较高旅行速度,高速铁路一般设站较少,停靠次数有限。

  城际铁路则具有区域性、城际性、公交化运营的特点。城际铁路线上一般开行站站停和大站快车两种列车,两种列车在速差和停站有差别,区段内会发生列车越行。

  如果机场站为列车中间站,那么这两种制式的铁路会出现部分列车通过不停靠的现象。机场站与区域铁路网建立良性关系后,列车停靠班次的多少决定了旅客选择的多少,影响机场引入铁路作用的发挥。德国法兰克福机场每天有150班通往周边城市的列车停靠是其成功实施空铁联运的必要条件。因此,铁路运输组织方案应结合机场站的需求,统筹安排开行方案,增加机场站的列车停靠班次。

  (四)机场与铁路的衔接布局

  机场与铁路的衔接主要是通过航站楼与铁路站台的布置来实现。铁路站台的不同型式,决定了站台与航站楼衔接的难度大小。以国铁中间站为例,一般有四种图型,如图4-2所示。若按照开行大站快车和站站停列车考虑,车站需要根据越行要求设到发线2条,则需要按照双岛式站型(图C)和双侧式站型(图D)设置。

  图4-2国铁中间站布置图型示意

  综合世界大型机场的案例来看,航站楼与铁路站台的衔接布局大致有两种模式。

  1)平行条块式布局

  典型案例是虹桥机场和法兰克福机场。跑道、航站楼、铁路站台呈平行条块式布局。航站楼与铁路站台相对独立,旅客通过自动步道等辅助设施进行平面联系。

  图4-3上海虹桥机场综合交通枢纽平面及竖向布置示意图

  2)竖向穿越式布局

  典型案例是正在建设的北京新机场和荷兰斯基浦机场。铁路从航站楼下穿越,站台与航站楼成竖向布局,站台直接设置于航站楼正下方,旅客可以通过站厅内的大容量扶梯直接提升至航站楼的出港大厅,实现真正意义的“零距离换乘”。

  图4-4北京新机场综合交通枢纽平面及竖向布置示意图

  以上两种模式各有特点。平行条块式避免了铁路穿越航站楼产生的额外造价,但限制了机场在铁路一侧的发展方向;竖向穿越式则有利于机场横向扩张,且旅客体验更好。引入铁路时,机场应结合总体规划,统筹考虑各方面因素,研究确定航站楼与铁路站台衔接的布局模式。

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  结束语

  未来,我国综合交通体系将逐步由“初步融合”向“深度融合”过渡,各种交通方式将由独立发展向一体化发展转变。大型机场在引入铁路时,应在梳理机场站节点与铁路网关系的基础上,研究机场站的列车停靠班次及开行方案,并结合机场构型进行机场与铁路的衔接布局,为构建以大型机场为核心节点的综合交通枢纽奠定基础,实现机场与铁路的无缝对接,全面提升服务水平和运输效率。

  (作者:宿百岩 中国民航机场建设集团有限公司)

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