北京大興國際機場貨運功能分析與仿真模型設計*

□ 劉 碩，孫宇梅

(北京印刷學院 經濟管理學院，北京 102600)

1 引言

北京大興國際機場(Beijing Daxing International Airport)定位于超大型國際航空綜合交通樞紐，經過近5年的建設已于2019年9月25日正式投入運營，加上已經運營多年的首都國際機場，北京一躍成為首個擁有兩個國際樞紐型機場的城市。北京大興國際機場具有強大的客運和貨運能力，其功能將輻射京津冀大部分地區；空港作為特殊的交通和物流樞紐，將極大改變周邊產業經濟布局，并對區域物流乃至全國物流系統帶來重要影響。本文即在北京大興國際機場正式投入運營的現實背景下，對機場的貨運功能進行分析，并設計以北京大興國際機場為樞紐的區域航空貨運系統仿真模型，為機場貨運功能和航空物流系統優化研究提供理論與現實支持。

2 北京大興國際機場貨運功能分析

北京大興國際機場位于北京市大興區榆垡鎮、禮賢鎮和河北廊坊市廣陽區之間，地理位置位于京津冀三省市交界處，毗鄰雄安新區，對區域經濟和物流產業的發展具有重要意義。北京大興國際機場區位如圖1所示，機場距北京首都國際機場直線距離67公里、距天津濱海機場85公里、石家莊機場197公里，處于京津冀機場群中心位置，同時距雄安新區直線距離僅55公里，其航空經濟帶惠及京津冀三地，并直接影響了區域航空物流體系，成為區域經濟和產業協調發展的重要樞紐。

根據民航局發布的《2018年民航機場生產統計公報》數據顯示，2018年中國機場完成貨郵吞吐量1674.0萬噸，而北京首都國際機場則完成了全國貨郵吞吐量的12.4%。憑借強大的腹艙載貨能力，2018年北京首都機場貨郵吞吐量達到207萬噸，占京津冀機場群貨郵吞吐量的86.2%。而按照規劃，大興國際機場的年貨郵吞吐量為200萬噸，這也意味著北京地區機場貨郵吞吐量將得到極大的提升[1]。

圖1 北京大興國際機場區位示意圖

北京大興國際機場強大的航空貨運能力源于其貨運區域的科學規劃。根據北京大興國際機場的公開資料顯示，機場貨運區域共包括北貨運區、郵件快件處理區和南貨運區三部分，機場貨運區域整體布局如圖2所示。

圖2 北京大興國際機場貨運區域整體布局

根據公開資料顯示，北京大興國際機場北貨運區東西長2160米，南北長1120米，配套24個貨機位，國際區采用海關圍網和卡口管理模式，其涉及規劃總體布局如圖3所示[2]。北貨運區空側由西向東依次規劃了機場國內貨站、南航國內貨站、機場國內貨站預警、郵政分撥中心、東航國內貨站、東航國際貨站、南航國際貨站、機場國際貨站和國際快件預留區，空側緊鄰機場北一跑道，配有24個貨機位；北貨運區陸側自西向東分別設立了京東庫、順豐分撥中心、國內快件庫、進口二級庫、海關資驗中心、出口拼裝庫、冷鏈庫、國際快件庫、京東跨境電商和跨境電商區，再向外還設有綜合業務樓直接與綜合保稅區相連，方便業務辦理；同時，在該貨運區東側預留了一定空間以供該貨運區的擴展升級。

圖3 北京大興國際機場北貨運區布局

除了功能全面的北貨運區，北京大興國際機場在其整體布局的中東部設立了一個郵件快件處理區，在西南部設立了南貨運區作為機場貨運功能的補充和擴展。總體而言，北京大興國際機場的貨運能力很強，已經公布的北貨運區布局科學、設施完善、預留空間充沛，并已經與知名企業進行了合作，這無疑為區域經濟和物流產業的發展提供了有力的支持。

同時，作為京津冀機場群的樞紐，北京大興國際機場的強大貨運能力也將進一步促進區域航空物流產業升級，減輕天津、河北乃至北方機場航空貨運壓力，提升區域物流系統效率，降低物流成本。通過對北京大興國際機場的區位和貨運區功能布局進行分析，可以看出北京大興國際機場的投入運營將使得京津冀航空物流系統更加復雜，同時該機場規模龐大、貨運區占地面積大、進駐的企業多、貨運流程復雜且涉及到機場內部路面運輸環節，因此有必要從效率層面對這一航空貨運系統進行分析。

3 北京大興國際機場貨運物流仿真模型設計

隨著計算機仿真技術的發展和應用便捷性的提升，其成本低、效率高、研究周期短的優勢開始受到各行業的青睞，包括物流、機械、工程、軍事等諸多領域開始引入仿真研究方法，并取得了較為理想的效果。Flexsim是美國的Flexsim公司研究開發的一個基于離散事件的仿真軟件。使用Flexsim可以建立一個模擬真實系統的3D計算機模型，用很短的時間和很低的成本來研究該模型，能幫助我們在規劃和設計系統時能做出合理的正確的決定[3]。Flexsim的交互式建模使其應用便捷性大大提升，用戶只需按照理論模型的設計，將所涉及的倉儲物流機械設備、人員等組件拖拽擺放到仿真模型設定的范圍以內，并依據組件之間的關系和系統運行的順序進行連接即可形成完成的仿真模型，模型采用全3D動畫演示，可以使用戶直觀觀察所研究的系統演化進程。這樣，通過將北京大興國際機場的總體布局乃至京津冀機場群區位分布導入到Flexsim平臺，構建機場和區域航空物流體系模型，并進行仿真模擬研究，就可以在計算機環境研究機場航空物流系統的演化，探究優化路徑。

在Flexsim仿真環境只需要發生器、分解器、合成器、暫存區和處理器5類仿真實體即可模擬機場的貨運系統。仿真實體模擬機場實際運作的對應關系如表1所示[4]。

表1 Flexsim仿真實體與機場貨運設施功能對應關系

將北京大興國際機場北貨運區布局圖導入到Flexsim并按照表1中所示的模擬對應關系，就可以將貨運區在仿真環境進行建模以進行系統演化研究，根據北京大興國際機場北貨運區布局設計的仿真模型如圖4所示。

圖4 北京大興國際機場北貨運區仿真模型

要利用仿真模型模擬現實機場貨運系統，最重要的就是模型的參數設置，由于北京大興國際機場剛剛投入運營，其貨運區詳細的人員、設備、車輛、業務流程和進出港貨機時間分布數據信息尚未公開，暫時無法利用此模型進行仿真研究，一旦獲取了相應的數據和信息，對仿真模型進行參數設置同時微調實體數量即可在計算機環境模擬機場貨運系統，并在較短的時間內獲悉該系統的演化路徑和效率，為系統的優化提供支持。Flexsim仿真模型還具有極強的擴展性，每一個擁有“發生器”的仿真模型都是一個相對獨立的仿真系統，以新機場北貨運區的仿真模型為例，模擬貨物進港到達的發生器實際上就是與外部系統的“接口”，替換為由模擬其他機場進港航班的“任務執行器”和模擬貨物的“暫存器”即可和其他機場航空貨運系統相連接，形成規模更大、功能更為復雜的航空物流仿真系統。京津冀區域航空物流體系是一個非常復雜的系統，仿真模型的規模和復雜程度也是相當可觀的，因此宜采用“自底向上”的仿真模型設計思路，先進行小規模區域仿真模型設計構建同時預留模型擴展接口，形成北京大興國際機場總體范圍內的貨運系統模型，而后再逐步加入首都機場、天津濱海機場、石家莊機場的航空貨運系統模型，就可以逐漸形成能夠模擬京津冀區域航空貨運系統的總體仿真模型。

4 結論

北京大興國際機場建設和投入運營對區域經濟發展和產業結構調整都具有重要意義，其強大的貨運能力將極大改變京津冀乃至全國航空貨運物流體系，機場航空貨運功能和區域性航空物流系統是一個規模龐大且非常復雜的系統，其中涉及的現實因素眾多，需要以戰略性視角考慮其效率問題。本文從北京大興國際機場的區位特征和貨運能力作為切入點，對機場區位和貨運區布局進行了分析，并以北貨運區為例設計了Flexsim仿真模型，提出了“自底向上”的京津冀區域航空物流系統仿真模型的設計思路，以期對北京大興國際機場貨運體系和京津冀區域航空物流系統的升級優化提供支持。