关于综合交通体系相关指标研究初探
摘要:交通运输犹如社会经济的血脉,将人、物、信息、技术和文化的养分输送到各地,维系着经济社会的新陈代谢。汽车站、铁路枢纽、港口码头等各种交通方式的发展为经济繁荣注入活力,尤其是大型空港的发展对地方经济和规模效应的形成具有极大的带动作用。随着各种交通运输形式逐步成熟完善,如何高效便利地为大众出行接驳各种交通方式成为下一阶段关注的重点。因此综合交通体系作为重要指标项,被列入《中国民航高质量发展指标框架体系(试行)》中。本文将选取“建有综合交通换乘中心机场个数”“综合交通换乘效率”与“乘坐公共交通抵离机场旅客比例”三个指标作为研究对象并以南京机场为试点进行发展水平评价。旨在为评价机场综合交通协调程度提供一套可操作、可复制、可推广的指标体系研究方案。
关键字:中国民航,高质量发展指标框架体系,综合交通体系,交通强国。
正文:
一、概述
随着我国步入新发展阶段,民航运输已具备从大国向强国跨越的发展基础,但也面临基础保障能力不足、资源环境约束增大、发展不平衡不充分现象突出等问题。为客观总结我国民航发展成就,科学研判当前民航发展方位,精细谋划今后一个时期民航工作,为我国民航参与国际竞争做好充分准备,2019年局方印发了《中国民航高质量发展指标框架体系(试行)》,明确民航高质量发展的具体指标,并要求民航系统各部门各单位认真贯彻落实,用指标体系引导、评价、规范民航高质量发展各方面工作,推动高质量发展在民航真正落地生根。
此次研究明确了“综合交通换乘中心机场个数”、“综合交通换乘效率”、“乘坐公共交通抵离机场旅客比例”三项指标的具体内涵特征、统计方法及内在逻辑关系,并以南京机场为试点进行发展水平评价。
二、指标研究
(一)“综合交通换乘中心机场个数”指标
“建有综合交通换乘中心机场个数”指覆盖四种以上地面公共交通方式的机场个数,其中地面公共交通方式包含出租车、地铁、铁路、公交、机场巴士和其他。综合交通换乘中心能够高效快捷地为旅客提供换乘服务,其承担的核心功能是在满足不同交通需求的同时扩大服务范围。研究重点为,基于交通中心有效性的机场吞吐量阈值研究,对每一类机场高质量发展程度与适宜建设交通中心之间进行量化分析。即:在区域机场群中统计建有综合交通中心且能够充分提升转换效率的机场,首先根据机场吞吐量规模和外部环境进行分类计算,对每一类机场是否适宜建设交通中心进行量化分析,最终提出不同吞吐量机场在不同外部交通条件下是否需要建设交通中心,再对真正有效建设综合交通换乘中心的机场个数进行统计。
1. 基于旅客选择与设施服务水平的双层规划吞吐量分担模型构建
由于机场旅客吞吐量分担问题涉及到两种具有明显不同目标函数的决策者:机场管理部门对于机场地区整体综合交通运行效率及协调性的要求和旅客对于出行效用的要求,双层规划能够同时分析决策过程中两个相互矛盾的目标,其多价值准则的决策方法更接近实际情况。
(1)模型假设
为便于建模,进行以下假设:a. 旅客趋向于选择效用最大的运输方式,并且以效用最大原则来完成交通分配。b. 各种运输方式的效用及其特征与旅客的选择行为特征有关。
(2)上层模型
①目标函数(机场综合交通服务水平最优):
式中:、
、
、
、
、
、
、
分别代表每天乘坐出租车、长途汽车、私家车、机场大巴、城市轨道、市域轨道、区域城际、干线铁路抵离机场的人数。
代表机场进场道路及主要衔接的集疏运道路网总的通行能力,
代表接入机场的城市轨道交通站最大供给容量,
代表接入机场的市域轨道交通站最大供给容量,
代表接入机场的区域城际站最大供给容量,
代表接入机场的干线铁路站最大供给容量。
、
、
、
、
分别代表无量纲化的非负权系数。
②约束条件:<0.9
(3)下层模型
采用交通规划中的用户平衡模型进行决策。
①目标函数:,
式中:为起讫点对
利用交通方式m的流量,
为相应起讫点利用该交通方式的效用阻抗(时间和经济花费)。
②约束条件:
用户平衡模型分配过程中首先应满足交通流守恒的条件,即起讫点之间不同交通方式的交通量之和应等于起讫点之间的交通需求。
交通流量应该满足非负约束,
,r,s=1,2……n k=1,2……L(r,s)。
上述式中:为起讫点(r,s)之间的交通方式数量;
为起讫点(r,s)之间的交通需求;
为起讫点(r,s)之间第k种交通方式的流量;
为0-1变量,如果起讫点对
利用点对(r,s)第k种交通方式,
,否则为0;
为交通流量。
2. 基于交通中心有效性的机场吞吐量阈值研究
为研究合理建设综合交通中心的旅客吞吐量相关阈值,本文以江苏省内机场作为研究对象,针对每个机场的现状和总规内容,设置不同吞吐量和不同设施服务水平的组合,利用构建的模型进行大量实验,实验组设置如下表所示:
表2-1实验组设置
机场名称 |
序号 |
吞吐量(万人次) |
外部路网平均服务水平 |
南京机场 |
实验组①(现状) |
3058 |
0.47 |
实验组②(总规近期) |
7000 |
—— |
|
实验组③(总规远期) |
12000 |
—— |
|
苏南硕放机场 |
实验组①(现状) |
798 |
0.84 |
实验组②(总规近期) |
1500 |
—— |
|
实验组③(总规远期) |
3000 |
—— |
|
…… |
…… |
…… |
…… |
实验结果表面建设综合交通中心的吞吐量阈值标准如下:
表2-2建设综合交通换乘中心的机场吞吐量阈值标准
机场年吞吐量(万人次) |
是否配置综合交通换乘中心 |
备注 |
<500 |
不作要求 |
—— |
500~1500 |
视情配置 |
当进场道路及主要衔接道路路网设施服务水平>0.6时,建议配置,反之不作要求 |
>1500 |
应配置 |
—— |
对年吞吐量在500万以下的机场是否配置综合交通换乘中心不作要求;对年吞吐量在500~1500万内的机场,当外部道路网设施服务水平在0.6以上时建议配置综合交通换乘中心,反之不作要求;年吞吐量在1500万以上的机场,应配置综合交通换乘中心。
(二)“综合交通换乘效率”指标
本次研究认为影响综合交通换乘效率关键因素有两项,一是是否合理利用机场资源,二是是否提供最大的运输量。是否合理利用资源可以用顺畅性来反映,是否提供了最大的运输量可以用运营效率来反映。
1. 综合交通换乘效率指标量化
旅客是综合交通换乘效率的第一体验者,本次研究通过对机场旅客开展与综合交通换乘效率有关的SP/RP调查,识别出主要综合交通换乘效率影响因素,构建相应的综合评价模型,最终分析民航高质量发展与“综合交通换乘效率”指标之间的关系。
(1)指标体系构建
换乘效率影响因素包括:平均换乘时间指标、平均换乘距离指标、换乘拥挤度指标、运能匹配度指标作为综合交通换乘效率评价指标。其中,平均换乘时间、平均换乘距离反映了机场综合交通枢纽换乘运营效率;换乘拥挤度指标、运能匹配度指标反映了机场综合交通换乘的顺畅性。综合交通换乘效率评价指标体系构建如图2-1所示。
图2-1 综合交通换乘效率评价指标体系
(2)评价指标量化
1)顺畅性指标U11的量化
①运能匹配度U11
运能匹配度指标衡量不同交通方式运能的协调性,判别运输方式的衔接换乘适应性。计算公式如下:
其中:—机场枢纽一定时间内需要集散的客流量;
—机场枢纽内第
种接驳交通方式的客运能力;
—机场枢纽内选择第
种换乘交通方式所占的比例。
②换乘拥挤度U12
换乘拥挤程度是换乘区域内的旅客对个人空间的主观感觉,是指单位换乘空间里旅客的人数,是反映客运枢纽换乘设施规模总体水平的客观性指标,可以用下式表示:
其中:—一定时间内换乘通道的集散客流总量;
—机场枢纽内换乘区域总面积,包括轨道交通车站、小汽车停车场以及相关的换乘通道等换乘设施的区域面积。
③平均换乘时间U21
平均换乘时间用来描述机场内不同交通方式间的衔接运行效率,是衡量换乘衔接连续性、紧凑性、换乘设备适应性、客流过程通畅性的一个重要定量指标,对于机场枢纽,平均换乘时间可以分解为换乘步行时间、排队时间
(比如购票、排队出站等)和换乘候车时间
三部分。即:
④平均换乘距离U22
平均换乘距离不单纯是数字概念,确定该指标需要对机场枢纽各构成要素进行综合分析。从出行者角度来讲,换乘距离越短越好。出行者换乘主要是步行,乘客步行的距离是由机场平面及竖向布置决定的,如果步行距离太长,出行的总时间也会增长,影响了居民出行的效率。此外,机场内步行距离太长,直接影响换乘效率。
从换乘交通工具的运行需求和机场的运营管理角度来讲,适当拉长乘客的换乘距离有一定的好处。但是过长的换乘距离会增加乘客的疲劳感,降低了换乘的便捷程度,尤其是在乘客携带较多行李物品时,这种弊端更加明显。计算公式如下:
其中:—换乘距离。
⑤综合交通换乘效率综合评价
由于各指标取值范围差异较大,如采取指标标准化的方法会导致综合交通换乘效率指标的大小不具有指导性,因此,采用加权综合评价法构建综合评价模型,计算综合交通换乘效率得分。模型输出值为综合交通换乘效率评分,根据评分对机场综合交通发展质量进行评价。计算公式如下:
其中:—指标
得分,
;
—指标
权重值,取值为1。
2. 基于民航高质量发展的阈值研究
根据综合交通换乘效率各指标计算方式,确定综合交通换乘效率指标与民航发展质量之间的关系判断标准。综合交通换乘效率指标阈值范围通过相关文献研究和南京机场实际调查确定。
(1)分指标阈值范围
a. 运能匹配度
运能匹配度既要考虑运力投入满足机场旅客周转需求,又要经济合理,避免大量运力投入造成浪费,因此运能匹配度并非是越小越好,根据国内外有关换乘系统运能匹配度相关文献研究,结合机场枢纽的特征确定运能匹配度分级标准如表2-3:
表2-3运能匹配度分级标准
运能匹配度 |
运能匹配等级 |
0.86-0.90 |
优 |
0.5-0.85或0.91-1.0 |
一般 |
>1或0-0.5 |
差 |
0.86-0.90的运能匹配度最为经济且合理,表明机场枢纽的疏散能力略大于机场的到达客流,这时与机场换乘衔接的各种交通方式运力匹配状况为最优,既能提供良好的运输服务,有效安全平稳地疏散客流,也不会造成交通资源的浪费,能获得换乘系统最佳的经济效益。
b. 平均换乘时间和平均换乘距离
根据南京机场旅客出行调查中不同换乘时间的旅客出行满意度可以得到下表所示的不同换乘时间满意度表格,本研究根据不同满意度水平将换乘时间分成优、一般、差三个等级,分别对应5min以下、5-20min和20min以上换乘时间。
表2-4南京机场出行调查换乘时间满意度
换乘时间 |
满意 |
一般 |
不满意 |
总计 |
满意占比 |
指标分级 |
<5min |
96 |
5 |
0 |
102 |
94.12% |
优 |
5-20min |
533 |
92 |
5 |
631 |
84.47% |
一般 |
>20min |
79 |
22 |
1 |
102 |
77.45% |
差 |
综合交通枢纽强调各种交通设施之间密切换乘服务。如果换乘距离过大,增加旅客在换乘过程中的疲惫感及焦躁感;但如果换乘距离过小,在换乘高峰期时也会因客流大量集中造成拥堵,影响换乘效率和旅客疏散等问题。根据文献研究得到如下的换乘距离阈值范围:
表2-5平均换乘距离阈值
平均换乘距离 |
指标分级 |
100—300m |
优 |
300-500m |
一般 |
>500m |
差 |
c. 换乘拥挤度
有关换乘拥挤度的分级标准确定主要根据人流状态来确定,将换乘旅客人流状态分为自由流、簇拥流和半阻塞流三种,分别对应优、一般和差三种指标级别:
表2-6 换乘拥挤度阈值
换乘拥挤度(人/m2) |
指标分级 |
<0.33 |
优 |
0.33~2 |
一般 |
>2 |
差 |
(2)民航发展质量与综合交通换乘效率指标关系
上一节确定了将指标取值转化为指标得分代入模型计算得出综合交通换乘效率得分的方法,因此将指标取值转化为指标得分,得到如下表所示的指标得分对照表,最后利用公式(7-5)计算出综合交通换乘效率总得分。
表2-7 指标得分对照表
指标 |
运能匹配度 |
换乘拥挤度 (人/ m2) |
平均换乘时间 (min) |
平均换乘距离 (m) |
得分 |
优 |
0.86-0.90 |
<0.33 |
<5min |
100-300m |
3 |
一般 |
0.5-0.85或0.91-1.0 |
0.33~2 |
5~20min |
300~500m |
2 |
差 |
>1或0-0.5 |
>2 |
>20min |
>500m |
1 |
通过将4项分指标取值组合穷举并进行归纳总结,给出民航发展质量判断准则,例如至少三个分指标为优且没有指标为差的综合交通换乘效率得分在10-12分之间,则可判定为发展水平为高质量。
表2-8 民航发展质量判断准则
民航发展质量 |
综合交通换乘效率指标得分 |
高质量 |
10-12分 |
一般质量 |
7-9分 |
低质量 |
4—6分 |
(三)“乘坐公共交通抵离机场旅客比例”指标
“乘坐公共交通抵离机场旅客比例”反映了综合交通体系的协调水平,体现了旅客对公共交通的认可程度,以及陆路集散效率。公共交通体系分为轨道交通和道路交通,其中轨道交通包括:城市轨道、市域(郊)铁路、城际铁路、干线铁路(高速铁路、普速铁路)等;道路交通包括:城际班车、机场巴士、常规公交、出租车(含网约车)等。随着机场的规模化发展,机场由于用地限制、交通拥堵、环境污染等严重问题,地面交通无法再仅限于原有常规公交、出租车的形式,国家和机场的管理当局对地面交通与机场发展不匹配的问题愈加重视,各种交通方式的优先发展顺序逐渐演变为:轨道交通>机场巴士>常规公交>出租车。
从缓解交通拥堵以及能源环境角度出发,为满足“绿色”机场与“平安”机场的建设要求,本次研究建议在乘坐公共交通抵离机场旅客比例指标中体现对轨道交通的引导,以乘坐公共交通抵离机场旅客比例指标为核心,辅以轨道交通占公共交通出行比例指标进行评价。
1. 未引入轨道交通的机场公共交通比例研究
随着我国航空客运的迅速发展,国内机场在空侧容量紧张的同时,陆侧交通承受的压力也越来越大。机场陆侧道路资源的紧张迫切需要提升我国机场现有的公共交通服务,引导旅客往集约化的出行方式转移。机场管理者应该基于旅客的出行需求,提供优质的公共交通服务,提高机场陆侧交通的客流分担率,缓解陆侧交通压力。当前,我国未引入轨道交通的机场,其公共交通方式主要以常规公交、出租车(含网约车)、各类大巴(含机场大巴、城际大巴)等为主,其特征如下表所示:
表2-9主要交通方式特征
交通方式 |
适用人群 |
主要特征 |
出租车(含网约车) |
携带有大宗行李或赶时间的旅客 |
时间灵活,出行方便 |
各类大巴(含机场大巴和城际大巴) |
机场腹地范围的旅客 |
行李运输方便 |
常规公交 |
市区范围内旅客、机场工作人员 |
相对便捷,票价便宜 |
出租车不仅拥有私人小汽车“门到门”的优点,而且其服务时间长,对于行李较多或者是行动不便的旅客,出租车是最佳的交通工具,但是其费用也较高。
大巴也被称为“空港快线”或“机场快线”,主要分为市区线和城际线,基本上覆盖机场所在城市的行政区以及周边部分城市。
常规公交的服务范围一般为机场所在城市的市区范围以及部分郊区范围,覆盖能力较强,可达性较好,运行灵活,费用相对较低。
2. 基于轨道交通引入机场的公共交通服务预测模型构建
图2-2轨道交通功能分工及布局示意图
2020年4月,国家发改委发布了关于促进枢纽机场联通轨道交通的意见,在机场分类施策方面提出,根据机场旅客集散需求和相关规划建设等情况,对功能定位、规模不同的机场分类施策。国际枢纽机场应联通干线铁路或城际铁路或市域(郊)铁路或城市轨道交通,有效辐射周边800~1000公里范围内的地区。区域枢纽机场应尽可能联通干线铁路或城际铁路或市域(郊)铁路或城市轨道交通,有效辐射周边300~500公里范围内的地区。其他年旅客吞吐量1000万人次以上的机场应尽可能联通市域(郊)铁路或城市轨道交通,本期规划目标年预测年旅客吞吐量可达到3000万人次及以上的机场,宜充分预留干线铁路或城际铁路等建设通道。少数具备条件的支线机场也应尽可能联通轨道交通。
基于机场旅客集散需求和机场有效辐射范围两个方面,综合考虑机场地面交通系统的构成,将机场巴士、旅游巴士、城际班车、出租车、社会车辆统一归纳为道路公共交通,分别将城市轨道、市域(郊)铁路、城际铁路/干线铁路、道路公共交通的旅客出行量和服务范围作为指标构建基于轨道交通引入机场的有效服务范围模型:
(8-1)
式中,、
、
、
、
分别代表城市轨道出行量、市域(郊)铁路出行量、城际铁路或干线铁路出行量、总轨道出行量以及道路公共交通出行量,
、
、
、
分别代表城市轨道、市域(郊)铁路、城际铁路或干线铁路、道路公共交通的服务范围。
当时,表示轨道交通引入机场可以有效提升服务范围,助力民航高质量发展。其中
为机场现状服务范围。
3. 基于公共交通服务范围有效提升的阈值研究
此次研究以江苏省内机场作为研究对象,针对每个机场现状、近期和远期的旅客吞吐量及引入轨道交通承担客流比例,利用构建的模型进行大量实验,实验组设置如下表所示:
表2-10 实验组设置
机场名称 |
序号 |
旅客吞吐量/万人次 |
轨道交通承担客流比例 |
南京机场 |
实验组①(现状) |
3058 |
28% |
实验组②(总规近期) |
7000 |
—— |
|
实验组③(总规远期) |
12000 |
—— |
|
无锡机场 |
实验组①(现状) |
798 |
—— |
实验组②(总规近期) |
1500 |
—— |
|
实验组③(总规远期) |
3000 |
—— |
|
…… |
…… |
…… |
…… |
最终根据实验结果,综合前述国内外机场公共交通承担旅客比例,得出乘坐公共交通抵离机场旅客比例阈值标准如下:
表2-11 乘坐公共交通抵离机场旅客占比阈值
机场年吞吐量(万人次) |
乘坐公共交通抵离机场旅客比例 |
备注 |
|
乘坐轨道交通抵离机场旅客占公共交通旅客比例 |
发展程度 |
||
≥1500 |
>60% |
>40% |
高质量 |
40%~60% |
—— |
一般质量 |
|
小于40% |
—— |
低质量 |
|
<1500 |
>50% |
—— |
高质量 |
30%~40% |
—— |
一般质量 |
|
小于30% |
—— |
低质量 |
三、以南京机场为试点的指标评估
1. “建有综合交通换乘中心机场个数”指标评估
根据规划,远期南京机场吞吐量1.2亿人次,西航站区7000万人次,东航站区5000万人次,设置东西双进场道路,在此种情形下进行计算,结果表明东西航站区均需要建设综合交通换乘
2. “综合交通换乘效率”指标评估
综合交通换乘效率指标涉及到运能匹配度、人均换乘面积、平均换乘时间、平均换乘距离,各指标值参考调研数据统计结果。
(1)运能匹配度U11
计算运能匹配度,需要日均旅客吞吐量,各种交通方式的运能投入,在指标计算中,选取了地铁、机场大巴、长途客运班车、小汽车等交通方式计算运能投入。调研得到各种交通方式的运能投入如下:
表3-1 运能分析
交通方式 |
地铁 |
机场大巴 |
长途客运班车 |
小汽车 |
运能(人) |
288576 |
9810 |
30510 |
20160 |
出行比例(%) |
28 |
14 |
10 |
44 |
根据指标得分对照表可知,南京机场运能匹配度指标评级为优,得分为3分。
(2)换乘拥挤度U12
计算换乘拥挤度指标,利用地铁、出租车、私家车等交通方式换乘设施面积和各种交通方式旅客吞吐量计算出单位面积内旅客人数。
根据指标得分对照表可知,南京机场换乘拥挤度指标评级为优,得分为3分。
(3)平均换乘时间U21
计算平均换乘时间,选取了T1、T2航站楼各种交通方式的换乘时间,并进行了算数平均。
表3-2 T1航站楼换乘时间
换乘路段 |
平均换乘时间(min) |
||
进港旅客 |
到P1停车场 |
3.67 |
3.1 |
到出租车停车场 |
0.75 |
||
到地铁站 |
7.83 |
||
到大巴上客区 |
0.6 |
||
离港旅客 |
从P1停车场走 |
4.2 |
|
从出租车停车场走 |
1.5 |
||
从地铁站走 |
5.3 |
||
从大巴下客区走 |
1 |
表3-3 T2航站楼换乘时间
换乘路段 |
平均换乘时间(min) |
||
进港旅客 |
到P2停车场 |
2.1 |
2.2 |
到出租车停车场 |
1 |
||
到地铁站 |
2.9 |
||
到大巴上客区 |
2 |
||
离港旅客 |
从P2停车场走 |
3 |
|
从出租车停车场走 |
1.83 |
||
从地铁站走 |
3.57 |
||
从大巴下客区走 |
1.83 |
根据指标得分对照表可知,南京机场平均换乘时间指标评级为优,得分为3分。
(4)平均换乘距离U22
计算平均换乘距离,选取了地铁、出租车、私家车、机场大巴等交通方式,分别统计了T1、T2航站楼的换乘距离,并进行了算术平均。
表3-4 换乘距离分析
交通方式 |
地铁 |
出租车 |
私家车 |
机场大巴 |
|
换乘距离(m) |
T1 |
295 |
65 |
148 |
38 |
T2 |
160 |
50 |
100 |
68 |
|
平均 |
227.5 |
57.5 |
124 |
53 |
根据指标得分对照表可知,南京机场平均换乘距离指标评级为优,得分为3分。
(5)综合换乘效率指标
利用公式(6-5)代入运能匹配度、平均换乘时间、平均换乘面积、平均换乘距离计算得到综合交通换乘效率指标。
12
根据前面计算得到的指标值可以知道,南京机场的运能匹配度为0.89,指标处于优的范围内,平均换乘时间为2.65min,处于优的范围内,平均换乘距离为115.5m,处于优的范围内,平均换乘面积为0.33人/m2 ,处于优的范围内,南京机场综合交通换乘效率得分为12分,总的来说现状南京机场综合交通换乘效率已经达到高质量水平。
3. “乘坐公共交通抵离机场旅客比例”指标评估
根据机场总体规划,南京机场定位为江苏省最重要的空中门户,近期作为长三角世界级机场群的核心区域枢纽机场,远期发展成为国际航空枢纽。
目前,旅客抵离南京机场的主要公共交通方式包括:S1号线、S7号线、S9号线、机场巴士、城际班车、出租车、网约车等。
轨道交通方面,南京机场目前引入了市域S1号线、S7号线和S9号线,根据实际轨道交通覆盖范围,南京机场现状市域(郊)铁路的服务范围为50公里;道路交通方面,南京机场目前在江苏、安徽两省共设立了34座城市候机楼,地面交通的辐射范围可达300公里。
即,说明目前南京机场轨道交通的服务尚不足以支撑枢纽机场辐射周边的公共交通服务功能。
未来,随着宁扬宁马、宁宣黄等城际铁路以及市域快线18号线的引入,南京机场公共交通设施多样性进一步丰富,根据南京机场集疏运体系规划中对未来南京机场客运量方式分担情况的预测,参照上述公式计算未来南京机场公共交通有效服务半径可达360公里,能够较好支撑枢纽机场公共交通覆盖延伸。
综上所述,南京机场综合交通体系关于“建有综合交通换乘中心机场个数”“综合交通换乘效率”与“乘坐公共交通抵离机场旅客比例”三项指标均已达到高质量标准。(作者:夏蔷薇)