机场航站楼路段交通需求分析与规模估算

机场航站楼路段交通需求分析与规模估算

至于机场容量，很多人认为飞机的数量是可以由飞机路径处理的，尤其是可以由飞机门和地面设施处理的，以及可以由机场占据的空间和接待平台处理的游客数量。每个机场都面临着一个共同因素，即机场的地面交通工具系统，尤其是针对建筑物和街道的区域。该系统的运营质量影响了机场的能力和游客对机场服务的满意度。航站楼路边是旅客上下车的地方,分为出发路边、到达路边,是整个机场运作的一个组成部分.大部分旅客和行李,包括迎送者,都在路边上下车,旅客在这个区域实现步行与乘坐地面交通工具(小汽车、出租车、大巴等)的转换过程.人流量大,人员复杂,是旅客的必由之路,很容易形成拥挤状况.通常运用两种方式来设计和评价机场航站楼路边的交通容量需求.第一种是经验法,是用一年或高峰时段的上、下机乘客数量,乘以一个事先确定的比率,得到路边要求的长度.第二种是分析的方法,根据高峰时段需求路边停靠的车辆数、车辆平均停靠时间和各种车型的平均停靠空间,计算出航站楼路边长度.这些方法为机场航站楼路边长度提供了快速、便捷的初步估计,易于理解,用起来简便.但是由于过于简单,除了路边长度,用户不可能凭经验的或数学的方法获取任何进一步的信息.事实上,对于机场管理者而言,还有许多其他事和路边长度一样重要.例如,哪里是路边最拥挤的地方?航站楼道路入口的队伍长度是多少?在一天的不同时段车辆会经历何种延误?更重要的是,这些方法对于特定机场的特定的因素不敏感,也没有能力假设性地分析,以评价不同路边交通控制措施下的影响.近年来,由于飞机乘客需求的持续飞速增长和机场本身的地面空间限制,国内一些大型机场正实施或计划着扩建或改建工程.如何改进机场航站楼周边的道路及路边的交通状况,是对这些工程的主要挑战.鉴于此,笔者针对航站楼路边交通的容量需求进行了初步研究,以建立一个有用的分析方法,帮助机场管理者、工程师分析和评价航站楼道路交通及路边停车运作.1需求分析1.1路段的机动车停车路边的功能有:①主要供旅客上下车,是步行与乘车的转换场所.②为某些需要在航站楼前绕行的车辆提供通道,机场陆侧的交通比较复杂,对某些观光者或走错道的车辆,一般都考虑在路边设不停车的通过车道.③临时停放车辆.有些机场容许出租车或接客人的车在路边短时间等候,但一般都禁止长时间停放车辆.④为旅客提供步行道.有的旅客需要横穿路边到停车场.上述功能决定了路边一般具有如下组成部分:紧靠建筑的一条步行道,停靠车道,通过车道,垂直车道的人行横道.本研究主要侧重于路边的机动车停靠车道.1.2机场农村地区边界交通的设计路边的服务对象主要是出发和到达的旅客及迎送者,旅客一般都携带行李.出发和到达旅客及货物产生的地面交通量需求预测可按以下步骤进行:(1)确定高峰时段出发和到达的旅客量由航班时刻表可获知高峰时段出发和到达航班、机型、座位容量、航班满载率,由航班满载率乘以航班座位容量来预测高峰时段出发和到达的旅客数量.(2)确定高峰时段路边出发和到达的旅客量Q高峰小时客流量包括出发、到达、中转三种客流,与出发路边容量有关的是出发旅客人数,与到达路边容量有关的是到达旅客人数.一般中转旅客不使用航站楼路边.通常并不是所有的旅客都在路边上车:一部分旅客在停车场上下车;如果机场有轨道交通,则一部分旅客直接从轨道站到达航站,或从航站直接到轨道站内,不需要利用路边;还有一部分出港旅客在城市航站楼已办理登机手续及行李托运,他们到达路边时,由于没有行李,对路边的压力较小.确定高峰时段路边出发和到达的旅客量Q,应从高峰时段出发和到达的旅客量中减去这一部分旅客量.另外,还需加上机场迎送者的数量.关于迎送者的比例,国外有的机场迎送者占机场往来人员的比例高达50%以上,如加拿大多伦多机场为54%,新加坡机场为61%.Q是在高峰时段出发和到达的旅客量的基础上,考虑上述因素的.这些比例各个机场并没有明显规律,只能针对特定机场充分调研分析,对比其他机场的实际运行情况做出选择.(3)确定高峰小时出发、到达旅客总数中乘坐各种交通工具的旅客所占的比例f旅客乘何种交通工具到(离开)机场,与城市与机场的关系、城市的经济发展、机场管理政策等有关.在计算路边时,根据车辆大小、特性,一般分为出租小汽车、私人小汽车、中型车、大客车几种,有时将前二者归为小汽车一类.表1是国内几个大型机场路边交通计算时所用的数据.由表可见,数据差别很大,越是经济发达地区,出租车、自备车的比例越高.实际应用时,应在充分调研的基础上,分析机场所在城市的交通、经济及机场的管理,选择合理的比例.(4)确定各种车的乘坐人数ki每车乘坐人数与城市人民的生活水平、生活习惯等有关.设计时,应针对对象机场充分调研分析,对比其他机场实际运行情况做出选择.国内几个大型机场设计时的各种车辆的每车乘坐人数取值如表2.(5)确定航站楼路边到达和出发的车辆数D由上述所获得的数据,应用下式可计算出高峰时段航站楼路边到达和出发的车辆数:D=Q∑ifi/ki(1)D=Q∑ifi/ki(1)式中:i为旅客乘坐的交通车辆类型;fi为高峰小时出发、到达旅客总数中,乘坐某种车辆的旅客所占的比例;ki为某种车乘坐的旅客数.实际应用中,根据航站楼的规划和管理情况,应分别将到达和出发、国内和国际分开计算.2交通容量分析2.1不创新路长度计算方法影响和决定路边交通容量的因素有以下几方面:(1)可利用的路边长度路边长度反映可以同时供多少辆车停靠,决定航站楼出入口的最大吞吐能力,因此是决定路边交通容量的主要因素.如路边的一部分作停车位使用,则这部分不计入路边长度.(2)车道数和人行横道数车道数指路边在宽度方向可以容许多少辆车通过;人行横道指与车行道垂直的供步行者使用的道路,类似一般道路上的斑马线部分.如果高峰小时客流量很大,需要的路边长度比航站楼的面宽还要大,那么设计时一般采用双车道或多车道停靠.旅客在外侧车道上下车需要穿过车行道,会对交通产生影响,在计算双车道路边的容量时要考虑折减.(3)管理政策限制各种车停靠的位置和时间,以及利用公共交通等分散措施.(4)车辆分类和车辆各种特性旅客乘车类型(大、中、小型)、各种车的乘坐人数、路边停靠时间.(5)航班安排高峰时间出发、到达旅客量(不包括中转旅客).2.2我国机场的停车时间停车时间和机场的管理密切相关.离港与到港的停车时间有所不同.接客人的车在到港路边都会或多或少等候一段时间,而且由于旅客装行李的时间一般都比卸行李的时间长,所以车辆在到达路边停留的时间比出发路边长.2005年对上海浦东机场航站楼路边车辆停车时间的调研结果是:载客小汽车在到达路边的平均停留时间为2.03min,比出发路边平均停留时间1.13min多将近1倍.美国根据国内机场的统计结果,建议不同车辆的停车时间的取值如表3所示(资料来源:TransportationResearchBoard-NationalResearchCouncil,measuringairportlandsidecapacity,1997).表中数值与浦东机场调研结果比较接近,因此国内机场可参考使用.2.3旅客到达情况出发旅客使用的各种交通工具一般都直接停靠出发路边.出发路边的高峰时间比航班出发高峰时间要提前些.出发路边旅客到达率曲线如图1所示.图1中,X1是最晚到达的旅客以最快的速度办手续和步行到登机口所用时间.国内一般规定,距离起飞时间前30min停止办票,所以,X1>30min.一般来说,在起飞前80~60min时,出发路边旅客到达量是高峰.旅客高峰到达率一般根据这段时间的旅客到达情况选取.到达路边与出发路边的使用状况是不同的,出发路边的高峰与到达路边的高峰一般不是同一时间出现.到达路边的高峰时间比航班的到达高峰小时要晚一些.其到达率曲线如图2所示.图2中,X2是飞机到达后第一批不拿行李的旅客到达路边的时间,高峰大约在此后10~15min内.高峰时间的持续长度取决于旅客离开路边的快慢程度.国际航班由于需办理入境手续,X2比较长.对于某一到达航班而言,旅客会在一个较短时间内,一般在15min左右同时出现在到达路边,旅客的集中系数比出发路边高,旅客到达率应根据这段时间的旅客到达情况选取.对于大型机场,如果高峰小时到达出发航班分布均匀,即接近或达到了跑道起降的容量,整个高峰时段的到达率也比较均匀,一般取平均值即可.2.4农村/34.24.研究航站楼路边交通容量的目的是为了分析和评价它对交通需求的满足程度,该容量主要由单位时间它所能停靠的车辆数来衡量.根据前面的分析,可对航站楼路边的停车活动做这样一个的假设:首先,每个路边停靠空间可看作一个服务者,车辆上下旅客或装卸行李的路边停靠时间可看作服务时间.如果所有的路边停车空间都被占用,那么,新到车辆就会加入等候在道路入口的队伍.这种运作情况类似于通常所说的排队系统,因此,本文采用排队模型分析路边停车活动,评价机场路边系统的服务性能.研究航站楼路边交通系统可被看作是多通道排队系统(M/M/S/∞/∞),影响排队的主要因素是单位时间内到达路边的车辆数和每辆车的路边停靠时间.通过上述的需求分析,假设路边停靠车辆的到达流为泊松分布,停靠时间服从负指数分布.由前面的需求模型可得到航站楼路边的高峰时段停车需求(车·单位时间-1),即路边停靠车辆的到达率λ.每种车型所需路边停留时间为Ti,则对应该车型的路边单元的服务率μ可按下式计算:μi=1/Τi(2)μi=1/Ti(2)假设系统中有S个路边停车空间,服务率为μ,于是整个服务机构的最大服务率为Sμ.只有当λ/Sμ<1时,才能使服务系统达到稳定状态而不呈无限的队列.令ρ=λ/Sμ.根据概率论可导出系统的各项运行指标.系统中的平均排队长度Lq为Lq=(Sρ)SρΡ0S!(1-ρ)2(3)Lq=(Sρ)SρP0S!(1−ρ)2(3)车辆在路边系统中的平均等候时间Wq为Wq=Lqλ=(Sρ)SρΡ0S!(1-ρ)2λ(4)车辆在路边系统中的平均逗留时间Ws为Ws=Wq+1μ=1μ+(Sρ)SρΡ0S!(1-ρ)2λ(5)路边系统内的平均车辆数Ls为Ls=Wsλ=λμ+(Sρ)SρΡ0S!(1-ρ)2(6)上述运行指标,一方面可用来分析评价机场航站楼路边在一定的交通条件下的交通运作状况,衡量它的服务水平,另一方面可用来确定航站楼路边的合理规模.例如,对新建和改建机场,可以根据需求分析、服务水平来规划路边交通容量.首先,假设可接受的服务水平为单位时间内在路边系统中的排队车辆数且小于M(可接受的排队车辆数),单位时间内路边出现空位数不大于N(可接受的空余车位数),由上述公式建立约束方程,求解合理的路边停车规模.在这里,仅考虑了路边单车道停靠,且无行人穿越影响的理想情况.实际使用时,对多车道路边停靠的情况,应对外侧车道的容量相应折减,并根据行人穿越情况考虑容量折减.3离港农村地区路网容量分析航站楼路边的交通容量分析一般按照国内、国际、离港、到港分开计算.某机场国内离港路边长度为351m,国内到达路边长度为446m,高峰小时旅客量6240人,中转率约10%,始发、终到旅客数为6240×0.90=5616人,高峰小时离港旅客、到港旅客为5616×0.50=2808人.根据容量需求分析方法,分别计算、分析离港和到港的路边容量.离港路边容量分析计算如表4所示.根据虹桥机场目前的停车管理措施,大客车和中型车有另外的停车场,不在路边停靠,高峰小时离港路边的车辆主要是小型车,数量为1404辆,平均停靠时间取2min,每车占用车道边长度平均为6m.利用排队论公式分析计算,高峰小时系统的平均排队长度为7辆,车辆在路边系统中的平均逗留时间为8min,与实际情况基本相符.同理,分析了到港路边的交通容量.根据理论分析得出的结果