機場接駁軌道交通專線與快速公交專用道技術經濟比較

何樂樂 葉霞飛

（同濟大學道路與交通工程教育部重點實驗室，201804，上海∥第一作者，碩士研究生）

1 研究背景

近年來，隨著我國民航業客運需求的不斷增長，機場接駁的交通壓力也隨之增加。

軌道交通機場專線是一種連接市區與機場、以服務機場旅客出行為主要目的的直達交通模式，除在市區與機場兩端設站外，線路中間不設或極少設站。因而線路服務范圍有限，運量難以提升。北京軌道交通機場線2013年春運期間的日均客運量較平日增加五成，也僅3.3萬人次；倫敦希思羅機場快線2011年日均客運量僅1.7萬人次；作為軌道交通機場專線中客運量較大的香港機場線，2012年的日均客運量為3.5萬人次。軌道交通機場專線的建設和運營成本高，當客流支撐不足時極易造成社會資源的浪費。

除城市軌道交通外，機場公共汽車也是連接機場與市區的主要交通方式。若在城市和機場間設立擁有專有路權、立體交叉、一站直達的快速公交專用道，既能實現航空旅客快速、準時的出行目的，其成本也可能低于軌道交通制式。

本文旨在對用于機場接駁的軌道交通專線和快速公交專用道進行技術經濟比較，為建設高效率的機場接駁公共交通方式提供決策支持。

2 機場接駁軌道交通專線和快速公交專用道的客運能力分析

2.1 機場與市區間的公共客運交通需求

機場與市區間的公共客運交通需求與機場的客運吞吐量大小緊密相關。機場與市區間的公共交通運輸能力需要滿足機場與市區間公共交通高峰小時單向最大斷面客流量。該客流量可通過式（1）計算。

式中：

Qmax——機場與市區間公共交通高峰小時單向最大斷面客流量，萬人次／h；

Q——機場年客運吞吐量，萬人次；

α——機場客運中轉率，%；

η——高峰日吞吐量放大系數；

β——機場與市區間乘客使用公交的比例；

λ——考慮機場通勤和迎送客流后的放大系數；

γ——方向不均勻系數；

θ——高峰小時系數，一般在0.1左右。

2.2 站立密度指標探討

往來機場與市區間的乘客平均運距較長，又往往攜帶行李，因而乘客對乘車的舒適度要求較高。因此，機場接駁交通專線車輛應降低站立密度，增加座席數。目前，我國城市軌道交通車輛的站立密度標準為5人／m2或6人／m2，道路公交車輛的站立密度標準為8人／m2。這些標準如直接用于機場公共交通專線車輛則會顯得過度擁擠。參考國外對站立舒適度的研究，2～3人／m2的舒適站立密度可作為機場與市區間公共交通車輛的站立密度標準。

一個座席區域投影總面積在0.35～0.50m2。0.35m2大約相當于道路公交車輛上座椅的布置標準，而0.5m2大約相當于國內高速鐵路動車組列車二等座的布置標準。座椅采用橫向排布，站立區域主要位于走廊和車門附近區域。當采用2～3人／m2的站立密度時，由于站席面積與座席面積相差不大，為提高舒適度，宜布置更多的座位。此外，大件行李架需占用1～1.5m2的座席空間。根據上述描述，不同類型車輛定員見表1。

表1 不同類型車輛定員

據GB 7258—2012《機動車運行安全技術條件》規定，設有乘客站立區的公共汽車，最大設計速度要小于70km／h。因此設置站席的機場公交專用道車輛的速度會低于城市軌道交通，但旅行速度仍可達60km／h，能夠保證機場與市區間快速出行的需求。

2.3 客運能力分析

軌道交通機場專線完全可滿足機場與市區間公共交通高峰小時單向最大斷面客流量。以表1中定員為134人的城市軌道交通B型車為例，如果列車采用6節編組，每小時開行20對列車時，單向客運能力為1.608萬人次／h，可滿足當前世界上年非中轉客運吞吐量最大的北京機場的需求。除國際大型樞紐空港年客運吞吐量會達到5 000萬人次以上，一般大型機場的年客運吞吐量基本在3 000～4 000萬人次的量級上。考慮到中轉吞吐量，非中轉的年吞吐量通常還要減少20%～40%左右。

機場接駁快速公交專用道的客運能力主要受車站通過能力制約，始發站的上客停靠時間對能力影響最明顯。車站通過能力受泊位數、車輛停靠時間及車位清空時間的影響，停靠時間主要由乘客上車速度及車門數量決定。乘客上車時間取1.5s／人，單體公共汽車和鉸接公共汽車的車門數分別為2個和3個，座席為0.35m2／人，當每輛車都滿員時，機場快速公交專用道上客車站單泊位停靠能力見表2。

表2的計算結果是機場快速公交車輛在滿員、不間斷連續發車情況下的最大能力。如采用雙車聯發，則定員為116人的18m鉸接公共汽車理論上通過能力可達94輛／h，單向最大運輸能力為10 904人次／h，根據式（1）的計算方法，可滿足年非中轉吞吐量小于5 528萬人次的機場接駁對公共交通的需求。

3 機場軌道交通專線和快速公交專用道的技術經濟比較

3.1 技術經濟比較方法

當機場軌道交通專線和快速公交專用道兩種交通方式都可滿足客流需求時，可通過社會出行總成本指標來比較。具體指標見表3。

表2 機場快速公交專用道上客車站泊位停靠能力

表3 技術經濟比較指標

式中：

CT——社會總成本；

Ct——第t年成本；

is——社會折現率，一般取8%，當項目評價期限較長時，最小不低于6%；

3.2 案例分析

本案例以北京軌道交通機場線為背景，與快速公交專用道進行技術經濟比較。既有的北京軌道交通機場線起于東直門，終于首都機場3號航站樓，全長28.1km。其采用直線電機的制式，運營成本較高。

據客流預測，北京軌道交通機場線2008年的年客運量為581萬人次，若2015年的年客運量達到1 220萬人次，則年均增長率為11%。根據北京交通發展研究中心提供的數據，2012年北京軌道交通機

社會總成本是按社會折現率將計算期內各年的成本折現到建設期初年的現值之和，計算公式見式（2）。場線日均客運量為2.34萬人次，平峰日單向高峰小時客流量在1 200人次左右，極端高峰小時單向客流量達到3 511人次。按總客流比例估算，2015年以后，北京軌道交通機場線單向高峰小時客流量在平峰日大約為1 700人次，極端高峰日接近5 000人次。

3.2.1 社會總成本的計算原則和指標取值

1）北京軌道交通機場線項目于2005年開工建設，2008年建成投入運營，項目計算期取30年，社會折現率取7%。

2）假設雙向客流平均，線路每日運營18h，早晚各有1個高峰小時，高峰小時系數取0.1；其余時間均按平峰小時計。

3）北京軌道交通機場線采用直線電機制式，項目總投資62.23億元，平均每公里2.2億元；若采用一般的高架城市軌道交通制式，本次線路建設成本取2億元／km，共需56.2億元。快速公交專用道參考高速公路建設成本，并考慮可利用既有道路拓寬改造等情況，本案例取0.35億元／km，共需9.835億元。

英法限定詞在類別用法上有著相似之處，例如英語里a fish,the fish,some fish在法語里都能找到對應的冠詞，即un poisson,le poisson,du poisson。但不同的是，在法語中，除了特定情況，一般名詞前面都需要用限定詞來修飾，而英語里面，則出現了一個叫作“零冠詞”的概念——即名詞前面沒有不定冠詞、定冠詞也無其他限定詞的現象，例如表示抽象概括意義時，不可數名詞或復數名詞前就用零冠詞，好比語料中的題目，法語原題為 De l’oysiveté,“l’”原形為定冠詞“la”,但是參考多個英譯本，題目翻譯均為省略了冠詞的Of idleness。

4）配車數量按極端高峰小時計算。由于極端高峰小時只出現在全年的極個別時段，為避免平峰日車輛閑置浪費，因此在配車計算時，極端高峰小時的站立密度取5人／m2。軌道交通列車采用兩節編組的B型車，價格800萬元／輛，旅行速度取80 km／h，使用年限為30年；道路公交車采用18m鉸接客車，價格200萬元／輛，旅行速度60km／h，按40萬km的報廢標準更換，購車成本依次計入各購車年。本次極端高峰客流量取單向5 000人次／h，考慮在修、備用車，道路公交車配車42輛，軌道交通配車17列34輛。

5）員工工資福利12萬元／（人·年），管理費2萬元／（人·年）；軌道交通車輛能耗1.2kWh／（車·km），電價0.7元／（kWh），車輛維修保養費用2元／km，基礎設施維護費用100萬元／km；道路公交車輛油耗35L／（百km），油價為7.5元／L，養護維修成本為10萬元／（輛·年），基礎設施維護成本為15萬／（km·年）；軌道交通車站與道路公交車站能耗分別取80kWh／（h·站）、40kWh／（h·站）。

6）2005年乘客出行時間成本為15元／h，項目計算期內前10年逐年增長8%，后20年逐年增長6%。

7）空氣污染、噪聲等外部成本所占比例很小，不再計算。

3.2.2 案例分析

針對兩種不同的運營組織模式進行案例分析：

1）按客流組織運營，盡可能使車輛接近最大定員，此時運營成本低，但乘客等待時間長；

2）按全座席組織運營，且發車間隔不得大于10 min，這樣提高了服務水平、減少了等待時間，但運營成本相對增加。

不同年份高峰和平峰小時客運量見表4。兩種運營組織情況下每小時單向計劃發車對數見表5。

表4 不同年份高峰和平峰小時客運量

表5 不同年份兩種運營組織模式下每小時單向計劃發車對數 對

以按客流組織運營的快速公交專用道為例，2015年的各項數據為：車輛總的運營里程324.1萬km，油耗費用850.8萬元，車輛維修費用420萬元，年工資總額1 440萬元（員工數按120人計），管理費240萬元，基礎設施維護費用422萬元，年車站能耗36.8萬元，年運營費用3 132.3萬元；乘客平均時間價值31.8元／h，年乘客等待和乘車總時間為640.4萬h，時間成本為20 354.0萬元。

按式（2）將各年成本折現，得30年項目計算期內的總成本見表6。

表6 不同制式不同運營組織模式下項目總成本 億元

通過比較可以看出，基于既有北京機場線客流預測數據，在不同的運營組織模式下，快速公交專用道項目總成本均遠小于軌道交通機場專線。

以快速公交專用道能夠滿足的最大非中轉客運吞吐量5 528萬人次／年進行計算，由于客流量過大，如按全座席組織運營會突破快速公交專用道車輛通過能力的上限，因此只比較按客流組織的兩種交通系統的項目總成本。經計算得軌道交通的30年成本凈現值累計為140.9億元，快速公交專用道為127.3億元，在項目評價期內快速公交專用道仍優于軌道交通。

4 結語

本文對機場接駁軌道交通專線與快速公交專用道進行了技術經濟比較。研究結果表明：接駁機場的快速公交專用道系統可滿足非中轉年客運吞吐量小于5 528萬人次的機場接駁交通需求。在滿足機場接駁交通需求的前提下，快速公交專用道的社會總成本低于軌道交通機場專線。當非中轉年客運吞吐量較小時，快速公交專用道系統可能更適合作為滿足機場接駁交通需求的公共交通系統。

［1］Federal Transit Administration.TCRP Report 100：Transit Capacity and Quality of Service Manual［R］.Washington：TRB，2008.

［2］Federal Aviation Administration.ACRP Report 4：Ground Access to Major Airports by Public Transportation［R］.Washington：TRB，2008.

［3］Joshua Schank.Airport Access via Rail Transit：What Works and What Doesn’t［D］.Boston：MIT Department of Urban Studies and Planning，1999.

［4］歐陽杰.機場軌道交通線路的規劃布局及其應用特性分析［J］.鐵道運輸與經濟，2010，32（10）：76.

［5］施毓鳳，季令，龍穎.發展機場軌道交通的若干問題［J］.城市軌道交通研究，2007（3）：1.