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  • 世界级枢纽机场多航站楼建设发展经验对首都机场再造国门的借鉴与思考

    贾云 编 辑:王亚玲 2021-10-28 14:22:00

        

        

      摘要随着北京大兴机场的启用首都机场迎来再造国门的窗口期。本文主基地航空公司视角出发,通过研究芝加哥奥黑尔、伦敦希思罗和巴黎戴高乐三大世界级枢纽航站建设发展经验,提出首都机场再造国门在多航站楼一体化枢纽功能改造方面的建议希望对中国民航多航站楼枢纽机场建设提供借鉴。 

        

      《京津冀协同发展规划纲要》提出要“完善首都机场服务功能,显著提升国际竞争力”,《关于推进京津冀民航协同发展的意见》强调“完善首都机场服务首都核心功能的保障能力,增强国际枢纽的中转能,提升国际竞争力”,《新时代民航强国建设行动纲要》提出要“提升北京、上海和广州机场国际枢纽竞争力”。首都机场作为第一国门和京津冀世界级机场群的核心,枢纽建设水平直接体现着中国民航的综合实力随着大兴机场的启用和东、南航陆续转场,叠加疫情缓慢恢复期,首都机场将面临短暂的业务量下降,迎来调结构、补短板再造国门的难得窗口期,同时国航和海航两家主基地航空公司的业务布局将发生重大调整如何更好地完善首都机场枢纽功能,尤其是满足主基地航空公司跨航站楼枢纽运行需求,实现首都机场东西航站相对割裂一体化运行,再造国门有着重要意义 

      首都机场多航站楼建设现状存在的问题 

      近年来中国民航市场需求快速增长,首都机场2010年旅客吞吐量就达到7000万人次,提前突破了原有规划目标,最近两年更是连续突破1亿人次大关,长期面临空中和地面资源超饱和运行状态,旅客服务水平和安全保障压力越来越大同时受先期设计理念对主基地航空公司业务规模预判的影响,枢纽硬件功能存在诸多短板和发展瓶颈,尤其是东西区跨区中转功能尚存在缺失,具体如下: 

      一是航站楼构型与定位缺乏枢纽导向首都机场早年规划T3时对枢纽中转功能考虑不足,T3C主楼附带T3DT3E两个卫星厅概念的独立建筑单元构型设计,导致旅客步行距离长、中转流程过于复杂,衔接紧张或错失中转旅客和行李的比例较高,航班大面积延误下问题更加凸显。东南航迁出首都机场之后,主基地航空公司国航将实施跨区运行打破长期以来东西区相对独立的格局东西区航站楼功能定位提出新的要求。 

      二是东西区跨区旅客中转功能缺失T3T2空侧缺乏APM捷运系统连接目前仅能通过摆渡车保障I-I国际互转旅客,且须航空公司安排专人引导,大量跨区的国内国际互转D-I/I-D旅客只能通过陆侧摆渡车中转。T3与T2/T1各自拥有相对独立的陆侧交通体系,机场快轨经停T3站后可到达T2,但无法通过快轨T2折返T3;陆侧楼间主要通过摆渡车联系,且运行路线与外场交通混流,行驶距离远且耗时较长 

      三是中转行李系统功能短板突出。首都机场T3内部三个单元楼体之间的跨度过大导致行李中转保障难度高,行李系统回传功能部分分拣功能以及急转行李保障设施缺失T3E中转行李处理容量无法满足高峰时段需求,导致中转迟运率高居不下T2T1行李系统分别已运行20年和40年,设备老旧且无法升级,不具备枢纽运行所需的中转行李导入自动分拣和早到行李存储功能;T3和T2之间中转行李仅依靠人工处理和行李拖车运输,无法适应未来大规模跨区高效中转需求 

      三大世界级枢纽机场多航站建设发展案例研究 

      本文综合考虑机场吞吐量机场定位、旅客流程航站区布局、配套基础设施主基地航空公司枢纽运营模式等因素相似性可比性重点伦敦希斯罗、巴黎戴高乐、芝加哥奥黑尔三大世界级枢纽机场为案例,研究其多航站楼建设发展历程和经验,芝加哥奥黑尔机场侧重航站区重建和功能布局重新划分,伦敦希思罗机场侧重航空公司搬迁分配和跨区行李解决方案,巴黎戴高乐机场侧重航空公司搬迁分配和楼间空陆侧交通等 

      (一)芝加哥奥黑尔机场案例 

      芝加哥奥黑尔机场目前全球起降架次最高全美第三大机场2018年年吞吐量为8750万人次,且为全球为数不多的双基地承运人大型枢纽美联航和美航的市场份额分别为48.5%37.4%与首都机场国航与海航并存的格局具有一定相似性奥黑尔机场现有四座航站楼,T1、T2与T3共同构成主航站区,主要服务于国内进出港航班及部分国际出港航班,其中T1和T3分别为美联航和美航使用为主T5相对独立主要服务于外航航班和所有国际进港航班。各航站楼间通过陆侧旅客捷运系统ATS和摆渡车连接。 

        

      1 芝加哥奥黑尔机场航站分布示意图 

      奥黑尔机场先后启动了现代化(OMP)和21世纪(O’hare21)两大项目,分别聚焦提升跑道容量和运行效率,改善航站区基础设施和运营布局。随着OMP项目的实施机场跑道2001年的3组双平行跑道调整为2017年的5条平行跑道+2条侧风跑道,后续还将形成 6条平行跑道+2条侧风跑道的布局。改造完成飞行区效率得到了大幅提升仪表条件下平均每小时起降架次达到了203架次,同时为O’hare 21航站区改造腾让土地空间。奥黑尔机场未来将形成由北向南依次为多跑道飞行区-多楼航站区-多跑道飞行区的布局结构,有利于中央航站区的集中运行和容量扩充。 

        

      2 芝加哥奥黑尔机场飞行区和航站区布局调整示意图 

      近期启动O’Hare 21项目第一阶段(目标年2025)将扩建T5、新建两座卫星厅、拆除T2并重建为全球航站楼OGT(O’Hare Global Terminal,其中OGT以美联航为主的星空联盟和以美航为主的寰宇一家共同运营,两大联盟的国际航班美联航和美航的部分高中转国内航班中于航站楼新扩建的T2和部分卫星厅,两家主基地航空公司的其他国内航班位于两侧T3、T2和部分卫星厅,解决了目前中转旅客及行李在T5与主航站区之间中转不便T5改扩建后用于天合联盟和非盟公司详见图3。第二阶段(目标年2035)将继续向西拓展新建另两座卫星厅、扩建T1指廊和卫星厅、整合APM和公共设施隧道,并预留规划建设西航站区(50个机位),最终形成主航站区四个卫星厅与西区的布局。 

        

      3 芝加哥奥黑尔机场O’Hare 21项目全球航站楼航司分配示意图 

      (二)伦敦希思罗机场案例 

      伦敦机场欧洲繁忙的机场,2018年年吞吐量为8013人次希思罗机场现有四个航站楼,形成T2/T3/T5位于两条跑道中间的中央航站区和T4位于南跑道南侧的布局与首都机场的中跑道将航站区分为东西区较为相似争论半个多世纪的三跑道由于环境问题在2018年英国议会通过后再次搁浅,配套的T6及卫星厅以及现有主航站区的改扩建也因疫情影响推迟 








     4 希思罗机场航站楼分布示意图 

      随着新航站楼的陆续投运,希斯罗机场在2008年2015年进行了大规模的航空公司分配搬迁。第一阶段2008年T5启用,主基地航司英航由此前分散在T1/T3/T4搬迁至T5,缓解了长期以来在主航站楼与T4之间(被跑道隔离)旅客跨区中转及保障资源分散的痛点。英航原计划将所有航班集中于T5,但由于T5C卫星厅无法与T5A/B同步完工,被迫将部分航班暂时保留临近的T3,而后续增量运力超过T5及卫星厅容量,形成了长期在T3-T5两楼运营模式。第二阶段为2014年新T2启用后,星盟成员由T1搬迁至此,实现同一屋檐下运营,并拆除T1作为T2后续扩建基础。搬迁完成后形成了目前T5以英航为主,T3以寰宇一家为主,T2以星空联盟为主和T4以天合联盟为主的分配格局。值得一提的星盟28家成员中有24家在希斯罗机场运营,是世界上星盟成员数量最多的机场。各成员公司在星盟的主导下签署同一屋檐下协议,通过共享值机设备、设置中转联席中心、建立星盟机场团队、保持机场发展战略协同等举措成为航空联盟运营的典范。 

      希思罗机场的各航站楼分别建成于不同时期,先天缺乏完整的楼间中转行李系统,与首都机场当前面临同样的问题。机场在T4使用11年后投资8500万英镑建设了T4-T1中转行李传输隧道TBS,提高英航跨区运行的行李中转效率。隧道长1.5公里,直径4.5米,深度在地下17-28米(下穿跑道与首都机场高度相似);采用DCV高速传输技术(类似首都机场T3现有ICS系统),最高运行速度32公里/小时,行李传输能力达到单向2500件/小时实际上国外多个大型枢纽提高多航站楼中转行李处理效率,都有建设跨楼隧道行李系统连接线成熟案例详见表1)。此外,希斯罗机场还配合T5工程,投资2.7亿英镑建设了连接T2T3、T5的中转行李传输隧道,最终形成全场50公里的行李系统传送带和4.5公里的行李隧道,能够实现为大部分联程旅客提供行李直挂服务。 

        

      5 希思罗机场行李隧道示意图 

        

      1 国外大型枢纽机场建设隧道行李系统连接线案例 

    机场 

    区间 

    隧道长度(公里) 

    隧道断面(米) 

    单项传输能力(件/分钟) 

    隧道传输时间(分钟) 

    备注 

    新加坡樟宜 

    T2-T5 

    2.8 

    直径10.9 

    30 

    12  

    规划、跨跑道 

    T2-T3 

    1.0 

    4.75*4.5 

    40 

    6  

    既有 

    伦敦希思罗 

    T1-T4 

    1.5 

    直径4.5 

    42 

    3  

    既有、跨跑道 

    首尔仁川 

    T1-T2 

    1.4 

    16*7 

    8*7 

    25  

    21  

    3  

    既有 

    台北桃园 

    T2-T3 

    1 

    4.9*2.4 

    30  

    5  

    规划 

    T1-T2 

    0.8 

    4.9*2.4 

    30 

    4 

    既有 

    苏黎世 

    主楼-卫星厅 

    1 

    4.5*5.1 

    50  

    5 

    既有、跨跑道 

    底特律 

    主楼-卫星厅 

    0.35 

    3.7*4.3 

    60  

    3  

    既有、跨滑行 

    迪拜 

    T3CA-CB 

    0.65 

    7.7*20 

    120  

    4  

    既有、跨滑行 

    T1-T3CC 

    0.4 

    4.2*12 

    40  

    2.5  

    既有、跨滑行 

      注:蓝色为主基地航空公司跨区/楼案例 

      (三)巴黎戴高乐机场案例 

      巴黎戴高乐机场为仅次于伦敦希斯罗机场的欧洲第二大机场,2018年旅客吞吐量为7223万人次并有望近期取代希斯罗成为欧洲霸主。戴高乐机场由T2楼群组成的南航站区和T1、T3组成的北航站区构成。为了满足不断增长的发展需求,戴高乐机场还规划了新建T4以及在现有的巴黎地铁(城铁RER)、法国高铁(TGV)基础上建设戴高乐快线(2024年启用)和地铁17号线(2025-2030年分阶段投运)。 

     

      

     



     

     

    图6 巴黎戴高乐机场航站楼分布示意图 

      法航自1996年确定枢纽战略后,陆续从当初的T2A/B/C/D陆续迁入先后新建成的T2E/F/G三个楼运行,其中T2L卫星厅和T2G于2008年启用后,法航得以迁出T2A/B;2008年至2012年期间,法航将国际航班持续从T2C迁往T2E;2012年T2EM启用后,又将部分国际航班从T2F进一步向T2E集中,同年T2F改为纯申根航班专用,法航得以迁出T2D。法航历时16年的搬迁经历,体现了主基地航空公司集中运行、关注中转的枢纽发展思路。经过不断搬迁调整,目前戴高乐机场三座航站楼群大致形成按照航空联盟划分的格局,其中T1以星空联盟为主,T2A-D以寰宇一家为主,T2E/F/G以主基地航空公司法航和天合联盟为主,T3为低成本航站楼。 

      

      7 法航戴高乐机场的搬迁历程示意图 

      说明:红色表示申根,蓝色表示国际 

      对于拥有多航站楼的大型枢纽机场,空陆侧APM捷运系统往往是支持基地航及联盟成员跨区运营的主要交通方式,详见表2。戴高乐机场1982年启用T2A/B以来,T1T2陆侧楼间联系依赖摆渡车,道路拥堵时耗时达30分钟,2007年启用的陆侧APM捷运系统CDGVAL连接T1、T2和T3,并接驳城铁RER和高铁TGV(T2设城铁/高铁共构站,T3设城铁站),线路全长3.3公里,共5个站点,最高运行时速70公里/小时全程运行时间缩短至8分钟。T2E-L/M航站楼间空侧还建设了线路长度仅为0.9公里APM系统,便于法航、天合联盟成员国际旅客中转(详见图6),高峰小时旅客运量高达7900人次同时也通过摆渡车作为楼间中转交通的补充。 

      2 国外大型枢纽机场建设空陆侧捷运系统案例 

    MCT 

    (分钟) 

    楼内|楼间 

    戴高乐 

    希思罗 

    奥黑尔 

    首都 

    陆侧 

    CDGVAL 

    空侧T2E LISA 

    陆侧 

    ULTra 

    空侧T5 Transit 

    陆侧 

    ATS 

    空侧T3 

    线路长度 

    3.3 km 

    0.9 km 

    3.9 km 

    0.67 km 

    4.3 km 

    2.0 km 

    站点数量 

    5 

    3 

    3 

    3 

    5 

    3 

    高峰小时 

    旅客运输量 

    (单向人次) 

    1900  

    (现状) 

    4100  

    (设计) 

    7900 

    2400  

    6000  

    2400  

    3700  

    高峰发车 

    间隔(分钟) 

    4  

    2  

    >1  

    1.5  

    3.5 

    3 

    最高运行 

    速度km/hr 

    70  

    - 

    40  

    50  

    80  

    55  

      除了空陆侧APM捷运系统,国外许多枢纽机场还通过建设地下人行隧道将主流线、中转流线上紧邻的楼体于空侧得以联系(详见3),且隧道连廊普遍采用艺术风格设计,以降低旅客步行的距离戴高乐机场的空侧下穿隧道位于T2E-T2F和T2F-T2EL之间,服务于OD旅客和中转旅客。前文提到的奥黑尔机场空侧T1主楼与卫星厅之间、希思罗机场T2T5与卫星厅之间也都建设了地下步行隧道  

      3 国外大型枢纽机场建设空侧旅客隧道案例 

    机场 

    APM 

    步道 

    隧道长度 

    奥黑尔ORD 

      

     

    T1: 250m 

    亚特兰大ATL 

     

     

    1500m 

    洛杉矶 LAX 

      

     

    T4/5/6: 440m 

    肯尼迪 JFK 

      

     

    T8: 220m 

    底特律 DTW 

      

     

    320m 

    希思罗 LHR 

      

     

     

     

    T2: 270m 

    T5: 670m 

    戴高乐 CDG 

      

     

     

      

    T1: 150m 

    T2E: 900m 

    法兰克福 FRA 

      

     

    T1: 270m 

    成田 NRT 

      

     

    —— 

      说明: √主流线上 中转流线上 

      、对首都机场再造国门的借鉴 

      建议民航局引导首都机场机场和主基地航空公司,利用好大兴机场转场窗口期,加快推进首都机场提质增效再造国门项目2019版总体规划修编审批民航发展基金安排等方面给与支持同时借鉴世界三大世界级枢纽多航站建设发展经验,重点关注首都机场长期以来硬件设施的短板和缺项,支持完善主基地航空公司航站楼运行所需具备的枢纽功能实现全场一体化高效运营。具体如下: 

      (一)合理规划东西航站区布局与各航站楼功能定位 

      建议利用本次首都机场东区枢纽改造和西区重建的契机统筹考虑全场一体化运行所需的新航站区布局和功能定位。一是借鉴芝加哥奥黑尔机场大规模改扩建经验,东西区采用“国际置中、国内两侧的枢纽功能布局,T3C国内+T3D为国内国际可转换(远期可考虑国际)-T3E国际-T2国内,实现最短距离的国内国际互转流程,提高枢纽服务效率。二是借鉴英航和法航的经验尽量减少主基地航公司所在多航站楼的数量,西区T1和T2主楼进行融合性改造,也便于未来航空公司资源灵活分配;支持首都机场拆除油库或关闭北货运路等西区重大限制,向北突破盘活西区建设用地,预留未来扩建卫星厅的空间,形成融合性主楼+卫星厅”布局。三是全场航空公司分配采用联盟集中原则,依托航站区改扩建机会近期考虑将非星盟外航搬迁至西区,为国航和星盟成员腾出发展空间;中远期T3E容量饱和后,考虑将星盟搬迁至T2并与国航在T2形成同一屋檐下  

      (二)新建跨区空侧中转行李隧道高速传输系统 

      根据业务量预测,未来国航T3E和T2之间跨区的高峰日行李件数7600-11600件,跨区中转行李运输方式不可或缺。建议初期采用行李拖车或AGV智能小车,近远期借鉴希斯罗机场经验,在原预留用于楼间捷运系统APM、保障服务车辆运行及备份两条隧道基础上,新建下穿中跑道的第三条隧道用于增设楼间高速行李系统ICS,实现东西区之间旅客和行李的全方位连通。综合考虑分拣和装卸效率、人力保障投入配套设施建设、故障应急处理和需求增长的系统容量等因素,高速行李系统均显著优于APM系统旅/行李混合交替运输和无人驾驶小车AGV两种模式,对于缩短MCT、完善枢纽功能有着关键作用。预估东西区中转行李处理时间为6分钟(后者为19分钟),每条行李输送线传输能力2700件/小时45件/分钟总投资约5亿元。 

      (三)建设跨区空APM系统和陆侧楼间联络线 

      空侧方面,根据业务量预测,未来国航T3E和T2之间跨区的高峰小时旅客量980-1050人次。考虑到捷运系统的建设周期较长建议初期采用摆渡车方式,在T2捷运站台上站坪层修建候车厅上下客候车,运行时间约10分钟。中远期建设APM系统,为T2和T3之间国内国际互转D-I/I-D旅客国际互转I-I旅客服务,预计运行时间将缩短至3分钟,并可根据实际情况决定利用摆渡车作为补充。鉴于捷运承载力、站台长度和中转占比5%),国内互转D-D旅客无法实现空侧直接中转,可考虑陆侧中转。陆侧方面建议支持首都机场协调顺义区和北京市建设中低运量陆侧APM联络线,连接T1T2T3各航站楼以及机场周边商业、酒店、未来远端停车楼等设施,服务部分航空中转客流、场内工作交通流、周边商业客流。 

      (四)创新性建设T3系统内部空侧地下连廊 

      借鉴戴高乐奥黑尔等机场隧道连廊设计,建议考虑在首都机场T3DT3E楼间建设自动步道,在缓解捷运和摆渡车运行压力的同时改善旅客体验,尤其是未来T3D在作为国内国际可转换功能的前提下,方便T3D与T3E之间国际互转旅客T3D-T3E之间的距离均为400米建议利用现有T3D-T3E之间APM捷运系统双向轨道间约8米宽的室外绿化带空间,改造带有物理隔离的旅客步道,两端采用垂直交通的方式分别T3D和T3E东西指廊连接(按照两侧航站楼指廊标高,实际为地下通道)。考虑到旅客步行距离稍长,除增设自动步道外可以借鉴希斯罗机场的经验,采用高频率小容量PRT无人驾驶小车,每辆车容纳4-6旅客最高运行时速可达40公里/小时此外同样方式还可以推广在航站楼两侧建设连接航站楼和远机位的地下连廊。 

      相关思考建议 

      当前,我民航业已进入新一轮机场基础设施建设和改造周期民航45个干线机场正在或将要实施新改扩建工程。根据民航局《关于加强民用运输机场总体规划工作的指导意见》(民航发〔2020〕16 号),2025年完成大、中型枢纽机场的总体规划修编工作机场的改扩建预计仍将持续相当长时期,也势必会出现越来越多的多航站构成的大型枢纽机场。总结当前首都机场为代表的大型枢纽机场面临的多航站问题和国外世界级枢纽的相关经验 

      一是建议局方在后续指导全国各地机场改扩建和总体规划修编时,着眼于长远发展战略目标引领规划建设,加强机场和设计单位对于全场业务量预测主基地航空公司枢纽运行需求的科学论证,统筹规划多航站区/楼分期建设一体化运行功能,最大程度减少主基地航空公司跨区/楼运行的同时,预留未来发展空间灵活性,并通过完善机场规划技术指标体系和指南,提高规划的专业化水平 

      二是建议关注大型枢纽机场枢纽硬件功能完善对中转旅客需求增长的刺激效应过于强调将功能缺失条件的需求规模作为规划建设的前提条件,以主基地航空公司枢纽运行效率和旅客体验为导向,补齐枢纽机场多航站楼建设短板,重点考虑航站楼相配套的空陆侧中转旅客捷运系统行李系统航站楼间流线的连通性和便捷性,并鼓励机场和主基地航空公司对于多航站楼建设与运营开展运行仿真模拟,评估复杂流程下的潜在风险,确保运行效率和流程畅通 

      根据IATA的最新预测,新冠疫情影响全球民航业预计2023才能恢复到2019年的水平,建议局方发改委抓住国内主要机场业务量缓慢恢复的窗口期,加快机场总体规划和新改扩建项目的批复和实施,尤其是首都机场再造国门项目和新版总规修编,未来恢复到疫情前的水平做好准备推动中国民航枢纽机场高质量,支撑新时代民航强国建设。(作者:贾云 中国航空集团有限公司规划发展部)