（交通运输规划与管理专业论文）轨道交通机场线客流预测问题研究.pdf

摘要 近年来，航空运输需求的快速增长，机场的乘降量在不断增加。随着科学技术的发 展，航空器的设计和制造水平不断提高，由此带来航空运输能力的大幅增加和飞行速度 的不断提高，致使机场集散客流量增大且空中旅行时间缩短。同时机场到城市中心的交 通距离的延长，乘客往返机场的出行时间加长。相对航空交通而言，地面交通时间过长 及其服务水平低下等问题也逐步凸现，已成为制约我国航空交通事业进一步发展的重要 因素。 轨道交通以其准时、快速和高效的特点，在连接城市与机场之间的交通系统中逐渐 发挥越来越重要的作用，并将成为大型机场与其依托城市之间交通联系的发展方向。 客流需求预测是城市轨道交通机场线建设必要性和可行性的重要依据，其规模量级 和时空分布特征是城市轨道交通机场线制式选择、选线定站和运营系统构建重要指标。 本文以国际上既有轨道交通机场线为基础，在深入分析进出机场地面交通的特性以 及既有轨道交通机场线特征的基础上，遵循目前国际上通用的“四阶段”预测分析方法， 通过对该预测分析方法内涵的认识，充分考虑轨道交通机场线的特点，灵活地加以运用， 提出的机场线客流预测工作流程，运用l o g i t 模型进行方式划分，采用层次分析法标定 效用函数的权重，对机场轨道交通的分担率进行客观地预测。并以西安咸阳国际机场为 例，将上述理论加以验证，证明该模型具有直接和实用的特点。 关键词：轨道交通、机场、客流预测、非集计模型、效用函数 a b s t r a c t r e c e n t l y , t h ed e m a n df o ra i rt r a n s p o r tg r o w sr a p i d l y , a n dt h ev o l u m eo ft h ea i r p o r th a s b e e ni n c r e a s i n g w i t ht h ed e v e l o p m e n to fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y ，a i r c r a f td e s i g na n d m a n u f a c t u r i n gh a si m p r o v e dc o n t i n u o u s l y ，t h er e s u l t i n gc a p a c i t yo ft h ea i rt r a n s p o r ta n df l i g h t s p e e do fas u b s t a n t i a li n c r e a s ei nt h ei m p r o v e m e n to ft h ea i r p o r tt e r m i n a lr e s u l t e di ni n c r e a s e d t r a f f i ca n da i rt r a v e lt i m e a tt h es a m et i m e ，t h ea i r p o r tt ot h ec i t yc e n t e rt oe x t e n dt h ed i s t a n c e o ft r a n s p o r t ，p a s s e n g e rt r a v e lt i m ef r o mt h ea i r p o r te x t e n s i o n r e l a t i v ea i rt r a f f i c ，t h et i m eo f g r o u n dt r a n s p o r t a t i o na n dt h el o w e rl e v e lo fs e r v i c ea n do t h e ri s s u e sh i g h l i g h t e dg r a d u a l l y h a v eb e c o m eac a u s ec o n s t r a i n tt ot h ef u r t h e rd e v e l o p m e n to fc h i n a sa i rt r a f f i c r a i lt r a n s p o r tf o ri t sp u n c t u a l i t y ，f a s ta n de f f i c i e n tc h a r a c t e r i s t i c so ft h ec o n n e c t i o n b e t w e e nt h ec i t ya n dt h ea i r p o r tt r a n s p o r ts y s t e mg r a d u a l l yp l a ya ni n c r e a s i n g l yi m p o r t a n tr o l e ， a n dw i l lb e c o m ed e v e l o p m e n td i r e c t i o n 、析t 1 1t h et r a n s p o r tl i n k sb e t w e e nt h el a r g ea i r p o r ta n d u r b a n p a s s e n g e rd e m a n df o r e c a s ti s a l li m p o r t a n tb a s i so ft h en e c e s s i t ya n df e a s i b i l i t yo f b u i l d i n ga b o u ta i r p o r tl i n e so fu r b a n r a i lt r a n s i t ，f o ri t so r d e ro fm a g n i t u d ea n ds c a l eo f s p a t i a l a n dt e m p o r a ld i s t r i b u t i o nc h a r a c t e r i s t i c si sa ni m p o r t a n ti n d i c a t o ro fu r b a nr a i lt r a n s i ts y s t e m t oc h o o s et h ea i r p o r tl i n es t a n d a r d ，l i n ea n ds i t ea n do p e r a t i o no ft h es y s t e mt ob u i l d i nt h i sp a p e r , b o t ht h ei n t e r n a t i o n a la i r p o r tr a i lt r a n s i tl i n e ，b a s e do u to fi n d e p t ha n a l y s i s o ft h ec h a r a c t e r i s t i c so fa i r p o r tg r o u n dt r a n s p o r t a t i o n ，a sw e l la st h ee x i s t i n gr a i lt r a n s i tl i n e c h a r a c t e r i s t i c so ft h ea i r p o r t ，f o l l o w st h e ”f o u rs t a g e s ”m e t h o do fp r e d i c t i o na n a l y s i s ，t h r o u g h a n a l y s i so ft h ef o r e c a s t i n gc o n n o t a t i o no fk n o w l e d g e ，g i v ef u l lc o n s i d e r a t i o nt ot h ea i r p o r tr a i l t r a n s i tl i n ef e a t u r e s ，a n dt h ef l e x i b i l i t yt om a k eu s eo fi t ，s t a t e st h ep a s s e n g e rd e m a n df o r e c a s t w o r kp r o c e s s e s ，u s el o g i tm o d et om o d es p l i t ，t h ea n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s sd e t e r m i n i n g t h ew e i g h to ft h eu t i l i t yf u n c t i o n ，p r e d i c td i s t r i b u t i n gr a t eo ft h ea i rr a i lt r a n s p o r tl i n e a n d x i a nx i a ny a n gi n t e r n a t i o n a la i r p o r ta sa ne x a m p l e ，t ov e r i f yt h ea b o v et h e o r y , i ts h o w st h a t t h em o d e lh a sad i r e c ta n dp r a c t i c a lc h a r a c t e r i s t i cf r o ma l le x a m p l e k e yw o r d s ：r a i lt r a n s p o r t a t i o n ；a i r p o r t s ；p a s s e n g e rd e m a n dp r e d i c t i o n ；d i s c r e t ec h o i c e m o d e l ；u t i l i t yf u n c t i o n l i 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出 重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任 何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：m 7 ，年乡月j - e l 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：i 葫 研年多月，日 导师签名： 2 1 引肘日 长安大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 研究背景 近年来，随着航空运输需求的快速增长，机场的乘降量在不断增加。航空运输作为 城市对外交通运输方式中适宜于远距离出行的一种重要方式，具有速度快、高服务质量、 运费昂贵等特征。随着我国大区域间和与国际间客货快速交流需求的日益增多，航空运 输方式发展速度较快。目前绝大多数大城市、特大城市都建有航空港，已有航空港的城 市也迅速扩展航空枢纽规模，努力拓展航空运输业务。根据世界民航组织统计，从年旅 客吞吐量来看，2 0 0 3 年世界航空客运总量己达到3 5 亿人次；同时，预测未来以每年5 的速度增加【l 】。随着航空客运需求的快速增长，在世界范围内出现了大规模的机场改、 扩建或者新建大型机场的高潮。与此同时，随着经济发展，城市化水平迅速提高，人口 向城市集中，城市的规模和范围也越来越大，新建大型机场一般距离城市中心较远。许 多大型机场与城市中心距离在3 0 5 0k m 以上。 随着机场到城市中心的交通距离的延长，乘客往返机场的出行时间加长。由于受城 市道路交通拥挤程度的影响，采用以汽车为主运输工具的道路交通，不能保证乘客准时 到达机场；同时，机场的运量达到一定规模后，由于道路交通的运输容量有限，仅凭道 路交通将无法满足航空旅客地面运送的需求。因此，如何解决和改善大型机场的交通衔 接问题己受到各国各城市的普遍关注。 目前我国城市连接机场的交通方式主要有：个体( 或单位) 汽车、出租汽车、机场 巴士以及快速轨道交通。各种交通方式在服务于城市与机场之间联系方面各有特点： ( 1 ) 个体( 或单位) 汽车和出租汽车在舒适性、门到门便捷性、快速等几个方面 占据优势，加之目前航空旅行尚属高消费行为，因此在机场接运方式中占主要地位。机 场由于一般都在建设时配套有专用高速公路，这种优势在当前则更为明显。但由于我国 城市中无论是拥有私人小汽车的数量，还是出租汽车的数量在当前和未来都不可能大量 普及，因此随着航空运输的逐步平民化，依赖私人小汽车或出租汽车完成航空旅客的集 散是不现实的。 ( 2 ) 机场巴士在门到门便捷性、快速等几个方面也有优势，一般也占有重要地位， 但是行驶路线固定，停站频繁，受非机场旅客的干扰较大，旅客携带行李上下车相当不 便，并且班次的频繁受航班的影响，行程时间受道路拥挤程度的影响，这些因素都给旅 客带来不便和行程时间的不确定。 第一章绪论 ( 3 ) 快速轨道交通的优势是准点、快速，并且可以方便地进入城市公共交通网， 因而对分散于城市的普通旅客很适用，另外由于车辆载客率高，对道路交通拥挤程度的 增加不多。 1 2 问题提出 改革开放三十年民航基础设施和设备获得极大改善，科技教育水平有了较大发展。 2 0 0 7 年全行业运输总周转量、旅客运输量和货邮运输量分别达到3 6 53 亿吨公里、1 8 5 7 6 万人和4 0 18 万吨，分别是1 9 7 8 年的1 2 2 倍、8 0 倍和6 3 倍。1 9 7 8 - - 2 0 0 7 年，民航运输 总周转量、旅客运输量和货邮运输量年均分别增长1 73 、1 5 7 和1 48 8 ，运输总周 转量的平均增长速度高出世界平均水平的2 倍多。2 0 0 7 年定期航线总数达到1 5 0 6 条， 其中国际航线2 9 0 条分别为1 9 7 8 年的9 倍多和2 4 倍。定期航班运输总周转量( 不含 香港、澳门、台湾) 在国际民航组织缔约国中的排名，由1 9 7 8 年的第3 7 位上升至2 0 0 5 年的第2 位，2 0 0 6 年、2 0 0 7 年继续保持世界第2 位。 经过几十年的建设和发展我国机场体系初具规模，初步形成了以北京、上海、广 州等枢纽机场为中心，其余省会和重点城市机场为骨干，以及众多干、支线机场相配合 的基本格局，2 0 0 7 年，我国境内民用航空定期航班通航机场1 4 8 个( 不含香港和澳门， 下同) 。定期航班通航城市1 4 6 个。 图1 1 全国民用机场现状图 至2 0 2 0 年，规划民用机场总数达2 4 4 个 图1 0 全国民用机场规划图 其中新增机场9 7 个( 详见表1 1 ) 。 簿 。鬻甓簿， 攀 巷囊，囊t篱墓忿一爹 j“忿鹾 每0 o 一 导蜜* ，辫轺* 辎撑啦暴长哥 弩囊延芝等麓 秸 璃 嚣掣：，宦避辎 七澳怔峭眯芦翱婀 牛 墨 辐 孳絮爸羹番蒜薰 寸 恒基二，岳垂询 n ，繇誓，_ ， n 套 悄丢，疵乓积， 忙 锲k 令隧雎州 磐 u 褪憾 甚 # 伽烈圳医却髓簋怅 蜃 州矧塌始互疵鄹 辐 ，巡，回，古| ，m 甚嫩悄璀，三* 田，毯口定镁蜓器， 尹露 毯怔陋悄：抖 昧$ 冥馨离槲耐铽州蜓壕 | 悼 ， ， 。二翊，长 醚球1 r 二毯鼎墨稚 掘 衷佃l 蓉剜留 莲篓菲磊坦 ，pp 竖，p rr 熬 证雅皿军荟任帐u 牲牛j 墼。i 蚌1 ； 二蒹七 寒 1 氆般热商柑固曝辑 - 一 罨磋蒜孽三 一 nn 安 ， 杠 弓乓! 校杈瞥 磐 证 袤榉椒蜜剐袋医1 ；卜 匿 囝胛，目，捌叮 辐 陋 日k 辎怔斌斗 墨嘏秣 ，鞠墨， ，酶， 毯挺毯，医丢，目与 鳖引日卜，攥* 噩 1 基1 毂唧霹嚣趔鹰账杈嵌嚣蔽斟霹热骝宦 惶 车嚣医粼长 嚣妲区 庭 骧蜒裟怔磔盛 鼍菇孳 枯 控 嫩仆军医耀壮 牛爨傣账* 牛 蠼 嫩卷怔蜒袭函， n廷，鹾寸 车夸 ，母长 n ，弓耙， - _ 控 陋怔 蓦目车票撩 窿 如靼，区 磐 导 l 爨 醛掬霉泉删甏晕 甚 陋旧饵僖 辐 ，肇，控， 长芸 系泳嶷目黟叁， 水祆，医 l 餐l 暴景僖半系艋长医嶂 枷徊， 长 蠢簧毒毒等垮鬻辇孳冬囊器 司 枯 h 捌髻，钼，军嫩藿皿嚷目 七姜帐，牛 寒 嶷罂 婕羔，袤耀蟋如证，鼬 卜 窿，器 n 套 粑阁赠，蚓， n ，蛩1 一 谨0 绦般 ，怔，凹姬牺医芸 证 岳# ， 霉 淠 目目长寒，鲻坟璺长斟，恻鬈 罄 糠，娟 壤 爨限装n ，弓，划，弓搿 避袈建，1 k ，永宙蟋巡区未，嵌斟，黠 叫懈 慢蜊袤枢啦爨悄车k 骥弓蜓天稚 疑眯 ，罢撰，乏长， 器壕避察j 谜 司，跫隧营，髫辫杂誓婚 ，搽嫡衄嚣皿斗 装 ，嚣k 斗，长低却”，誓 萼差葛囊篓薹囊鎏 牛 寒 篙书，瘿轺，长枢帐 寸 窭 磨，檬由半避婆尝束捌体 o n ，仆 怔删，艇媳，霹 n餐陌j 划世半， 婪 恹 蜒鼎，拣匿冰羹圳划谁捌罪 忙 雅，斗 回零唧斗 半束， 薛 嚣：辽11 米，铎谗 丌 k ， 11 长旧，趔帐正$糕 ，+ 。 粗趟，犁壕拣运，号，蝈， 怯粼习倏搽馨浆正 1 嘣医医，长 倏，媒乓长蜒s 疑 等星掇菩划蜓磊鼎题罨蝼堪票肄宦跫曩鼎锼 翥 竭 r - , - 岔 赛 寒 j r 暴 忙等 车拿 磬一 称 蛊。臻牛 僻夏餍噬婷姆暴flf呕皿斜ii僻 议袋辽扑书醛扑k铖半 第一章绪论 所有通航机场中，年旅客吞吐量在1 0 0 万人次以上的有4 7 个，完成旅客吞吐量占 全部机场旅客吞吐量的9 5 4 ；年旅客吞吐量在1 0 0 0 万人次以上的为1 0 个，完成旅客 吞吐量占全部机场旅客吞吐量的5 7 9 ；北京、上海和广州三大城市机场旅客吞吐量占 全部机场旅客吞吐量的3 5 1 。全国各地区旅客吞吐量的分布情况是：华北地区占1 7 1 ，东北地区占5 6 ，华东地区占3 0 3 ，中南地区占2 5 5 ，西南地区占1 5 1 ， 西北地区占6 3 。 中国机场业在较长时间内仍将保持持续快速发展态势。我国航空业仍属于发展阶 段，与发达国家相比人均航空量还相对较小( 仅相当于澳大利亚人均水平的1 2 5 、美国 人均水平的1 4 9 ) 。因此，我国机场客货吞吐量的发展空间还相当大。 同时，我国综合交通运输系统正处在发展阶段，铁路、公路、水运、航空、管道各 子系统在相互竞争的同时，也普遍存在着相互配合与发展的要求，航空作为交通运输系 统中的一个重要分支，其枢纽是综合交通运输网络的枢纽节点，是航空运输要素的集聚 和发散地，是旅客、货邮和飞机的源汇点及航线端点。航空运输枢纽不同于铁路枢纽， 它面向城市群服务；机场枢纽不同于港口枢纽，它服务于时间价值高的旅客及货物。提 高机场的枢纽效率，发挥航空运输在综合交通运输系统中的作用和优势，必然依存于机 场枢纽综合交通运输网络的优化衔接。 城市轨道交通机场线是指一端连接城市航空枢纽，一端或连接城市地铁网，或连接 城市公共交通网的城市轨道交通线路。城市轨道交通机场线主要服务于航空方式的旅客 出行，也服务于在机场就业的职工通勤出行。 作为城市对外交通运输方式中适宜于远距离出行的一种重要方式，航空运输具有速 度快、高服务质量、运费昂贵等特征。同时城市轨道交通以其运量大、速度快、安全可 靠、准点舒适的特点，成为我国特大城市公共交通运输系统中的重要组成部分，主要服 务于城市居民出行中大规模、长距离、集中化的部分，属于城市公共交通系统中的骨干。 由于航空方式出行一般是8 0 0 k m 以上的远距离出行。全程出行时间较长，其对到港 时间长度要求比较宽松，因此航空出行旅客对快速并不过分要求，对票价的敏感性低， 但对到港方式的便捷程度( 是否是门到门) 、准点率和舒适度要求很高。故使用轨道交 通机场线连接远离城市的航空枢纽和中心市区，在包括运行时间、旅行舒适度、发车密 度、车站可达性等服务水平上要高于其他交通方式。据不完全统计，目前我国已有或计 划修建城市轨道交通的2 0 个超大和特大城市中，有7 个已有或计划新建城市轨道交通 机场线。 4 长安大学硕士学位论文 表1 2 我国规划建设的机场轨道交通线路 里程数运行时间 机场轨道交通名称起讫点机场场站型式 ( k m )( m i n ) 首都机场高速线 东直门一首都机场 地下层站 2 6约1 7 北京地铁1 3 号机场支线 望京西站一首都机场 地下层站 1 8 1 5 约2 0 上海浦东机场磁悬浮 龙阳路站一浦东机场 地面站3 3约8 上海地铁2 号线 虹桥机场一浦东机场 地面站 1 9 约2 5 天津地铁2 号线中北镇一天津机场站未定 2 6 2 6约l o 广州白云国际机场快线广州东站一新白云机场地下层站 3 5 3约2 5 香港国际机场快线香港站一机场客运大楼高架站 3 4 2 3 可以预见，随着我国特大城市市区交通体系中城市轨道交通的迅速发展，以及区域 和国际交通运输体系中航空运输方式的持续升温，城市轨道交通机场线问题将会逐步普 遍化。 但由于目前我国城市轨道交通全面建设发展的时间不长，关于轨道交通机场线的研 究成果很少，难以有效指导城市轨道交通机场线的规划建设、运营管理工作实践。 1 3 国内外研究状况 1 3 1 国外研究现状 根据国际机场轨道组织( i a r o ) 介绍，到2 0 0 1 年全球14 0 0 多个机场已建机场轨道交 通的有6 2 个，将建机场轨道交通的有1 1 6 个。从长远来看，机场的交通系统应及早考 虑铁路、地铁、轻轨等轨道交通与机场航空运输之间的衔接。将机场与轨道交通作为一 个整体考虑，这已经是未来国际机场的建设趋势，是大型机场改善地面交通系统的一个 基本方针【3 1 。 一些欧美国家机场的几十年发展历程表明，大容量机场终究将成为区域范围内各种 交通方式汇集的枢纽。作为区域交通的枢纽，大容量机场需要考虑建立立体化的、多方 式的交通网络体系，其重点是解决好机场与市区的轨道交通连接以及如何更好地发挥机 场轨道交通作用的问题【2 1 。 1 3 2 我国研究现状 l 北京首都国际机场 北京市规划委员会于2 0 0 5 年3 月4 日审批通过了东直门至机场快速轨道规划方 案，此工程工期为3 年，已于2 0 0 8 年奥运会前通车试运营。机场轨道线全线设4 座车 站，分别是东直门站、麦子店西站、机场2 号航站楼和3 号航站楼，该项工程全程2 7 7 6 5 第一章绪论 公里。列车时速拟为1 0 0 公里左右，从东直门出发，1 5 至1 7 分钟可到达首都机场。 2 上海浦东国际机场 上海磁浮示范运营线，西起上海地铁2 号线龙阳路站，东至0 浦东国际机场，主要解 决连接浦东机场和市区的大运量高速交通需求。线路正线全长约3 0 公里，双线上下折 返运行，设计最高运行速度为每小时4 3 0 公里，单线运行时间约8 分钟。 目前，上海政府部门正着手规划进出浦东机场的综合交通体系，在浦东、虹桥两机 场之间轨道交通的建设，其中包括地铁线延伸到浦东机场，地铁站直接设在候机楼内部。 浦东、虹桥两机场间的轨道交通预计将与浦东机场第二航站楼同步投入使用。地铁二号 线是上海地铁网络中的东西线路。规划西起虹桥机场，经过上海市区，在南京东路外滩 穿越黄浦江到达浦东陆家嘴金融贸易区，再向东延伸至线路终点张江高科站，在龙阳路 站可与在建的磁悬浮线换乘，直达浦东国际机场。 3 广州新白云国际机场 广州新白云国际机场位于广州市北部，距广州市中心海珠广场直线距离约2 8 公里。目前，新机场高速公路作为广州市北部的交通大动脉，可连通京珠、广深等高速 公路，将珠三角地区的客货流快捷地输送到新白云国际机场。规划中的机场轨道线将与 广州市4 条地铁线共同构成广州市城市快速轨道交通路网，其北端终点站设在新机场旅 客航站楼内，即使远在广州市南部番禺区的旅客也可乘地铁直达新机场旅客航站楼。 广州市政府还将把轻轨引入到新白云机场，规划的路线是从广州火车东站到新白云 机场，为地铁三号线的延伸线路，总长度3 0 多公里，争取在年内动工。届时机场轨道 线将直接通到一号候机楼( 现有的候机楼) 和国际候机楼。根据初步意向，从广州东站 至新机场的轨道交通线路将成为国内第一条速度最快的机场轨道线路，其设计时速达到 1 2 0 公里，从广州东站到新机场2 0 分钟左右便可抵达。 1 4 研究内容、目的和意义 快速轨道交通的优势是准点、快速，并且可以方便地进入城市公共交通网，因而对 分散于城市的普通旅客很适用，另外由于车辆载客率高，对道路交通拥挤程度的增加不 多；机场的运量达到一定规模后，由于道路交通的运输容量有限，仅凭道路交通将无法 满足航空旅客地面运送的需求，因此，考虑建设连接机场的专用快速轨道交通线己受到 各国各城市的普遍关注。但由于目前我国城市轨道交通全面建设发展的时间不长，关于 轨道交通机场线的研究成果很少，难以有效指导城市轨道交通机场线的规划建设、运营 6 长安大学硕士学位论文 管理工作实践。 同时，机场客流在时间上的不均衡性、瞬时性和日客流延续时间长等特点，给机场 的地面交通系统提出了安全、快捷地集中和疏散旅客的要求。而作为预测基础的机场旅 客吞吐量预测本身不尽合理。另外，大运量机场客流需要2 4 小时的全天候服务，全日 小时客流量与航空港飞行班次的疏密程度有关。 鉴于此，本文就航空枢纽集散旅客出行特征分析以及轨道交通机场线的客流预测问 题展开研究。 1 5 研究思路 本文研究思路如图1 3 所示： 图1 3 研究思路 7 第二章机场在城市空间中的位置及i j 城市交通的关系 第二章机场在城市空间中的位置及与城市交通的关系 航空交通运输的主要特点是：速度快、时间省，并能够直达地面交通方式难以到达 的地区。在当今生活和生产节奏日益加快的发展形势下，航空交通在城市对外交通体系 中的地位和作用正变得越来越显著。随着科学技术的发展，航空器的设计和制造水平不 断提高，由此带来航空运输能力的大幅增加和飞行速度的不断提高，致使机场集散客流 量增大且空中旅行时间缩短。但相对航空交通而言，地面交通时间过长及其服务水平低 下等问题也逐步凸现，已成为制约我国航空交通事业进一步发展的重要因素。 为充分发挥航空交通在城市对外交通体系中的优势，在机场建设发展之初就必须深 入分析机场位置与城市的关系，健全机场与城市之间的交通衔接体系。 2 1 机场的分级与分类 2 1 1 机场的分类 机场是航空交通运输中旅客、货物、邮件等在地面与空中之间的衔接转换点，也是 供飞机起降、停驻以及进行其他航空作业的场所，是城市航空交通运输环节中不可缺少 的重要组成部分。 机场按自然条件的不同，可分为：陆上机场和水上机场两大类。我国民用机场都是 陆上机场。按使用性质分为：军用机场、民用机场、专业机场和直升机场等。按机场在 航空网络交通组织中的作用还可以分为：基地机场、中途机场和备降机场等。机场的类 型不同，其遵循的技术标准也不相同。 民用机场可以分为国际机场、国内干线机场和国内支线机场。 国际机场是提供国际航线使用的，通常设有海关、边防检查、卫生检疫、动植物检 疫、商品检验等联检机构的机场。 国内干线机场是指省会、自治区首府以及重要旅游、开放城市的机场。 国内支线机场又称地方航线机场，是指省、各自治区内地面交通不方便的地方所建 的机场。通常其规模较小。 2 1 2 机场的等级 为使机场各种设施的技术要求与运行的飞机性能相适应，机场等级按照飞行区的等 级划分。通常用i 、i i 两个指标进行划分，其中： 指标i 是根据机场飞行区使用的最大飞机的基准飞行场地长度，分为1 、2 、3 、4 长安大学硕士学位论文 这四个等级。飞机的基准飞行场地长度是指在飞行标准下，即海拔为0 、气温为1 5 。c 、 无风、跑道无坡度的情况下，以该机型规定的最小起飞全重为标准的最短平衡跑道长度 和最小起飞距离。具体规定见表2 一l 所示。 指标i i 是根据该机场飞行区所使用最大飞机的翼展和主起落架外轮外侧的距离，由 小到大分为a 、b 、c 、d 、e 五个等级，具体规定见表2 1 所示。 表2 1 机场飞行区等级指标 指标i 指标i i 等级飞机基准飞行场地长度( m )等级翼展( m )主起落架外轮外侧间距( m ) l 8 0 0 a 1 5 4 5 2 8 0 0 1 2 0 0 b 1 5 2 4 4 5 6 3 1 2 0 0 - 1 8 0 0 c 2 4 3 66 9 4 芝1 8 0 0 d 3 6 5 29 1 4 e 5 2 6 5之1 4 由表2 1 可知，不同等级的机场可满足不同类型的飞机起降，等级越高可接受的飞 机越大。4 c 级机场可以接受b 7 3 7 、a 3 2 0 、m d 8 2 ，4 d 级机场可接受b 7 5 7 、a 3 1 0 、m d l l ， 4 e 级机场可接受b 7 4 7 、a 3 4 0 。 2 2 机场的平面布置与用地规模 2 2 1 机场的设施构成与平面布置 机场是一个复杂的交通枢纽，用以服务于飞机、旅客、货物和地面车辆，习惯上将 机场分为空侧设施和路侧设施两部分( 如图2 1 ) 。空侧设施也称作航空作业面，是供飞 机运行的场地，主要包括飞机起降的跑道、供飞机在跑道和滑行道之间滑行的滑行道、 供旅客上下飞机和飞机停放的停机坪和闸口区域。路侧设施是机场服务于旅客的组成部 分，包括航站楼和地面交通设施。 航空港的平面布置受到很多方面因素的影响，在布置航空港的平面时，必须将各组 成部分安排在既有利于本身的使用，又便于相互间联系的位置上，并成为一个有机的整 体。但是在各组成部分中，跑道的布置是起主导性作用的。由于跑道的方位、数量、长 度以及布置的形式有很大程度的技术限制性，因此就决定了它在整体布置中的主体作 用。 9 第二章机场在城市窄问中的位置及与城市交通的关系 l 竺塑受曼一一j 图2 1民用机场的基本功能组成与流程 ( 1 ) 跑道 跑道是机场的重要组成部分，跑道的布置不仅影响机场的用地规模、净空限制的范 围、噪声影响的范围，而且影响到机场在城市中的位置选择。 跑道的平面布置有多种形式，基本构成形式为单条跑道、平行跑道、交叉跑道、开 口v 形跑道等。 ( 2 ) 机场净空限制 为了保证飞机起飞着陆安全，沿着机场跑道周围有一个区域，成为机场净空区。在 净空区内没有影响飞行安全的障碍物，并规定了其间各处地形地物的许可高度，对这些 规定的高度限制，叫做机场净空限制。 影响机场净空限制的因素很多，主要有： 飞机的起降性能机场的端净空，尤其是距离跑道端5 l ( 1 1 1 以内的净空， 1 0 长安大学硕士学位论文 限制很严。 气象条件天气良好时，飞行员在空中能够看清跑道周围的地标，进 行安全着陆。而当气象条件复杂和夜间情况复杂时，飞机着陆要比起飞 困难的多，飞行员在空中看不清跑道周围的地标，只能依靠无线电导航， 寻找机场，进行着陆。所以对机场净空限制要求就严。 导航设备导航设备的种类和性能对机场净空限制、对飞机着陆的准 确程度有很大影响，它必须保证飞机在复杂气象条件下安全着陆。 飞行程序飞机起降都是按照规定的程序飞行的，每种程序都有一定 的净空限制要求。 由以上可知，为确保飞机起降安全，对机场净空限制要求应从严保证。目前我国民 航机场的净空限制要求主要参考国际民航组织建议的要求执行。 2 2 2 机场的用地规模 机场的用地规模与其类型、级别以及服务设施的完善程度有关，如跑道数量及布局 形式、航站楼及附属设施、经营体制和管理水平等。即使是同一类、级的航空港，其用 地大小也未必一样，很难用统一的指标来进行计算，其差别也是很大的。最简单的机场 是在一条跑道旁配置一座小型航站楼，用地也不过几十公顷：而一个大型的国际航空港， 除了本身庞大的设施外，还有大量的为航空港服务或由于航空港设置而带来的相关功 能，如旅游服务、职工生活、商业贸易、工业加工等，实际上形成了一个以航空交通为 中心的航空港城市，其用地可达上千公顷以上。 从世界上主要航空港用地规模和发展来看，普遍有着越来越大的发展趋势。任何大 型机场的建设都是百年大计，因此应在建设之初就为机场的发展预留足够的发展空间。 国外许多枢纽机场，由于当初没有预留足够的用地，导致机场扩建困难，容量难以提高， 或者不得不另外选址建设新机场。由于机场建设历史背景、最初定位等方面的差异，造 成目前机场的用地差异较大，大多在1 0 0 0 3 0 0 0 h m 2 之间。结合我国目前国情和经济发 展状况，国内大型枢纽机场的规划用地应在2 5 0 0 h m 2 左右为宜，为未来发展留有足够的 余地和灵活性。 2 3 当今机场发展的趋势 2 3 1 机场的城市功能 机场从原来单一的交通功能转变为功能的多样化和复合化，可以说，机场就是一个 第二章机场在城市空间中的位置及与城市交通的关系 城市。随着机场对商业活动的日益重视，机场经营的概念发生了深刻的变化。在传统观 念中，机场仅仅是基础设施服务的提供者，投资依赖于政府的公共开支，收入多来源于 航空主业，投入大而利润薄，只能依靠政府的扶持。而在当今，凭借旺盛的客流，通过 创造性开发，并满足旅客的个性化需求，机场的商业活动空前繁荣，非航空主业占机场 收益的比重不断提高乃至超过航空主业的收入，这一点在欧洲机场中已不鲜见。随着机 场投资主体的多元化，商业活动的利润也成为备受投资者关注的因素。 2 3 2 机场在城市综合交通体系中的地位 航空港在城市综合交通体系中的地位目趋重要。随着机场运量的不断增加和旅客对 进出机场交通模式的多元化需求，机场已成为多种交通模式汇集的场所，往往成为一个 城市或区域大运量的客货集散中心，在城市交通体系中已被视为重要的交通枢纽之一。 2 3 3 机场与城市发展的矛盾 机场的建设和运行必然产生一系列的环境问题，主要包括：噪声影响、大气和水体 污染、生态系统的改变和地区景观的破坏，这些都影响到周边居民的切身利益。西欧国 家的人口密度远小于我国，但机场环境问题仍然相当突出。通过西方的民主体制，公众 的环境压力最终转化为政治上的干预，这些国家的行政和立法机构相继采取了行动，严 格限制机场产生的环境问题。 随着航空业的高速发展和公众环境意识的觉醒，我国机场发展与环境的矛盾将会日 益凸显，值得引起城市交通规划和机场规划管理者的关注，以确保机场发展与环境相协 调。 2 4 机场位置及与城市距离 机场选址是整个机场规划设计中的最重要一环，对机场使用性能和造价有很大的影 响。如果位置选择不当，即使在设计中尽了最大努力，通常也难以弥补由于选址不当而 产生的缺点。例如，有的机场位置选的离城市太近，虽然设计和施工质量良好，但是随 着经济建设发展，由于机场净空和飞机噪声污染影响，使城市建设和机场运营的矛盾越 来越大，最后机场又被迫搬迁，造成巨大的经济损失。又如，有的机场选在地势起伏较 大的地方，后来虽然地势设计的很合理，但是土方工程量仍然很大。由此可见机场选址 的工作非常重要。 机场位置通常选择在海滩、湖泊或草地附近，以争取机场净空不受限制。但由于其 生态环境很适合鱼类、水生物和昆虫的生长，会引来小动物和大量鸟类生存集聚，尤其 1 2 长安大学硕士学位论文 是吸引候鸟驻留，形成一个完整的生态链。这对于机场飞机的起降飞行安全将造成较大 的威胁，尤其是大的候鸟被吸入发动机，将造成惨重的事故。为此，在该区域要采取各 种措施切断其间的生态链，使其不能形成，以确保机场空域的飞行安全。 在机场位置选择上，还要尽量满足使用上以及环保和经济上的要求。 在具体选择机场位置时，往往有些要求不能满足，因为有些要求之间是相互矛盾的。 例如，为了照顾净空要求和减少土方量，就要把机场设置在地势平坦的地方。而地势平 坦的地方通常也是良田。因此，为了少占良田，就要把机场设置在地势起伏较大的地方。 这样就产生了净空与土方和少占良田之间的矛盾。对于这些矛盾，必须具体问题具体分 析，找出主要矛盾和矛盾的主要方面，系统性地予以解决。 通过统计全球已建成运营的主要机场选址情况，汇总如下表所示： 表2 2 世界主要机场选址设置情况 面积跑道数量 据城市中心距离 机场名称 国别 ( h m 2 )( 条) ( k r n ) 法兰育福 德国 1 0 2 02l o 慕尼黑 4 1 8 l1 0 伦敦一希思罗 英国 l l o l52 4 伦敦一盖特威尔 4 8 014 5 巴黎一奥利 1 6 0 031 4 巴黎一布歇尔 法国6 0 021 3 巴黎一戴高乐 2 9 9 532 4 苏黎世 瑞士 4 7 5 31 2 阿姆斯特丹荷兰 1 7 0 051 2 哥本哈根丹麦 6 8 038 曼谷泰国 8 0 021 8 蒙特利尔加拿大 1 4 9 635 3 芝加哥一澳海尔 2 8 3 363 6 洛杉矶一国际 1 2 0 041 6 纽约一肯尼迪 2 0 5 052 4 纽约一拉瓜地亚 美国 2 3 341 5 纽约一纽瓦克 9 7 032 1 旧金山一国际 9 0 042 1 华盛顿一杜勒斯 4 0 4 6 34 3 华盛顿一国家 3 4 847 东京一羽田 日本 4 0 7 31 9 东京一成田 1 0 6 536 6 通过上述统计数据可知，国外主要机场距离城市中心的距离除极个别外都在l o k m 以上；平均距离城市中心为2 3 2 3 k m ；伦敦一盖特威尔、蒙特利尔、华盛顿一杜勒斯、东 京一成田更是达到了4 0 k m 以上。 从机场自身布局要求来看，机场与城市距离一般应l o k m 以上为宜，但随着航空技 术的发展，飞机的载客人数和起飞重量越来越大，对城市造成的负面影响也随之增加， 第二章机场在城市空间中的位置及与城市交通的关系 整体上机场与城市之间距离呈现逐步拉大的趋势1 4 1 。我国机场在规划设计中一般距离城 市中心的距离均在2 0 - - - 3 0 k m 范围内。 2 5 机场与城市间交通的发展模式 航空交通在城市综合交通体系中的地位日趋重要。随着机场运量的不断增加和旅客 对进出机场交通模式的多元化需求，机场已成为多种交通模式汇集的场所，往往成为一 个城市或区域大运量的客货集散中心，在城市交通体系中已被视为重要的交通枢纽之 一o 2 5 1 机场与城市衔接交通的意义 为了使航空港与城市间的联系比较方便，应在满足合理选址的条件下，使航空港不 过于远离城市。一般来说，老机场离城市中心较近，新建的大型机场往往距离城市较远， 如上海浦东国际机场，距离市中心4 0 k i n 。从地面交通条件来说，航空港与城市中心距 离控制在3 0 k m 比较合适，这样可保证地面交通的时间控制在3 0 m i n 左右。 随着现代航空技术的发展，对城市带来如下影响： 由于机场对城市的噪声干扰越来越大，净空限制要求越来越高，航空港 与城市的距离正在增加； 由于航空交通量的不断增长，航空港的规模越来越大，地面交通量也迅 速增长，给城市地面交通带来巨大的压力； 空中交通的速度不断提高，航时不断缩短。 由于以上原因，造成了地、空交通时间的比例差距不断扩大。即空中交通时间不断 缩短，而地面交通时间不断增加，其占航空出行全程时间的比重在不断增加，因此大大 削弱了航空技术发展带来的优势。根据国外资料统计【l j ，当航程在2 5 0 英里时，地、空 的交通时间为l ：1 ；当航程在1 0 0 0 英里时，地、空的交通时间为1 ：3 ；而如果以旅行时 间计，当航程在4 0 0 英里时，地、空的旅行时间达到2 ：1 。 由此可见，地面交通使用时间所占的比例要比空间距离使用时间所占的比例大5 1 0 倍。在我国，虽然航空交通量还没有达到国外大型机场的水平，但由于地面交通设施 相对落后，地面交通时间往往超过空中交通时间。 因此，地面交通问题已成为航空交通的突出矛盾。有效解决航空港与城市之间的交 通联系，对于发展现代航空交通具有重要意义。 1 4 长安大学硕士学位论文 2 5 2 机场与城市间的客运交通运输关系 随着民用航空运输的发展和机场规模的扩大，进出机场的交通呈现多元化趋势，除 了常规的道路运输，还有轨道交通( 铁路、地铁、轻轨等) 等方式。按照交通方式不同， 分为非轨道交通方式和轨道交通方式【1 6 】，非轨道交通方式主要有道路公交( 机场大巴) 、 小汽车及出租车等；轨道交通方式主要有高速铁路、市郊铁道、地铁、轻轨、独轨、自 动导轨( a g t ) 和磁浮线等。 图2 2 机场地面交通体系 由于机场与城市之间是点与面的联系，旅客广泛分布在城市和郊区，服务区域达数 百平方公里机场与如此大区域的联系机动车是最方便的。因此，道路交通是进出机场的 主要交通方式。进场路应为专用公路，与其它公路的交通分开来。除支线机场的进场路 采用三级公路标准以外，其他机场的进场路应采用不低于二级公路的标准。路面应采用 高级路面。 道路交通方式需要利用城市道路系统，存在一定的限制性，受非机场交通流干扰和 道路拥挤程度的影响，行程时间往往难以控制和得到可靠的保证；私人小汽车的不断发 展会加剧道路拥挤的状况，随着机场到城市中心的交通距离的延长，乘客往返机场的出 行时间加长，不能保证乘客准时到达机场；同时，机场的运量达到一定规模后，道路交通 将无法满足航空旅客地面运送的需求。 相对于地面道路交通系统而言，轨道交通具有准时、大运力、无污染、节能等优势。 建设轨道交通机场线能够为进出机场的旅客提供相对更高水平的运输服务，无疑是大容 量机场较合理的衔接交通方式。 轨道交通机场线的功能主要是为其所依托城市航空旅客进出机场提供运输服务，同 时，在其线位穿经高强度开发区域时也兼顾解决这些区域居民与依托城市之间往返的交 通需求。根据美国各主要机场的案例研究的结论【1 5 2 5 1 ，制约机场衔接交通体系中某一交 第二章机场在城市空间中的位置及与城市交通的关系 通方式的分担率主要取决于其运行时间消耗，如表2 3 所示。 表2 3 不同交通方式到达