機(jī)場(chǎng)接駁軌道交通專(zhuān)線(xiàn)與快速公交專(zhuān)用道技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

何樂(lè)樂(lè) 葉霞飛

（同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，201804，上?！蔚谝蛔髡撸T士研究生）

1 研究背景

近年來(lái)，隨著我國(guó)民航業(yè)客運(yùn)需求的不斷增長(zhǎng)，機(jī)場(chǎng)接駁的交通壓力也隨之增加。

軌道交通機(jī)場(chǎng)專(zhuān)線(xiàn)是一種連接市區(qū)與機(jī)場(chǎng)、以服務(wù)機(jī)場(chǎng)旅客出行為主要目的的直達(dá)交通模式，除在市區(qū)與機(jī)場(chǎng)兩端設(shè)站外，線(xiàn)路中間不設(shè)或極少設(shè)站。因而線(xiàn)路服務(wù)范圍有限，運(yùn)量難以提升。北京軌道交通機(jī)場(chǎng)線(xiàn)2013年春運(yùn)期間的日均客運(yùn)量較平日增加五成，也僅3.3萬(wàn)人次；倫敦希思羅機(jī)場(chǎng)快線(xiàn)2011年日均客運(yùn)量?jī)H1.7萬(wàn)人次；作為軌道交通機(jī)場(chǎng)專(zhuān)線(xiàn)中客運(yùn)量較大的香港機(jī)場(chǎng)線(xiàn)，2012年的日均客運(yùn)量為3.5萬(wàn)人次。軌道交通機(jī)場(chǎng)專(zhuān)線(xiàn)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本高，當(dāng)客流支撐不足時(shí)極易造成社會(huì)資源的浪費(fèi)。

除城市軌道交通外，機(jī)場(chǎng)公共汽車(chē)也是連接機(jī)場(chǎng)與市區(qū)的主要交通方式。若在城市和機(jī)場(chǎng)間設(shè)立擁有專(zhuān)有路權(quán)、立體交叉、一站直達(dá)的快速公交專(zhuān)用道，既能實(shí)現(xiàn)航空旅客快速、準(zhǔn)時(shí)的出行目的，其成本也可能低于軌道交通制式。

本文旨在對(duì)用于機(jī)場(chǎng)接駁的軌道交通專(zhuān)線(xiàn)和快速公交專(zhuān)用道進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，為建設(shè)高效率的機(jī)場(chǎng)接駁公共交通方式提供決策支持。

2 機(jī)場(chǎng)接駁軌道交通專(zhuān)線(xiàn)和快速公交專(zhuān)用道的客運(yùn)能力分析

2.1 機(jī)場(chǎng)與市區(qū)間的公共客運(yùn)交通需求

機(jī)場(chǎng)與市區(qū)間的公共客運(yùn)交通需求與機(jī)場(chǎng)的客運(yùn)吞吐量大小緊密相關(guān)。機(jī)場(chǎng)與市區(qū)間的公共交通運(yùn)輸能力需要滿(mǎn)足機(jī)場(chǎng)與市區(qū)間公共交通高峰小時(shí)單向最大斷面客流量。該客流量可通過(guò)式（1）計(jì)算。

式中：

Qmax——機(jī)場(chǎng)與市區(qū)間公共交通高峰小時(shí)單向最大斷面客流量，萬(wàn)人次／h；

Q——機(jī)場(chǎng)年客運(yùn)吞吐量，萬(wàn)人次；

α——機(jī)場(chǎng)客運(yùn)中轉(zhuǎn)率，%；

η——高峰日吞吐量放大系數(shù)；

β——機(jī)場(chǎng)與市區(qū)間乘客使用公交的比例；

λ——考慮機(jī)場(chǎng)通勤和迎送客流后的放大系數(shù)；

γ——方向不均勻系數(shù)；

θ——高峰小時(shí)系數(shù)，一般在0.1左右。

2.2 站立密度指標(biāo)探討

往來(lái)機(jī)場(chǎng)與市區(qū)間的乘客平均運(yùn)距較長(zhǎng)，又往往攜帶行李，因而乘客對(duì)乘車(chē)的舒適度要求較高。因此，機(jī)場(chǎng)接駁交通專(zhuān)線(xiàn)車(chē)輛應(yīng)降低站立密度，增加座席數(shù)。目前，我國(guó)城市軌道交通車(chē)輛的站立密度標(biāo)準(zhǔn)為5人／m2或6人／m2，道路公交車(chē)輛的站立密度標(biāo)準(zhǔn)為8人／m2。這些標(biāo)準(zhǔn)如直接用于機(jī)場(chǎng)公共交通專(zhuān)線(xiàn)車(chē)輛則會(huì)顯得過(guò)度擁擠。參考國(guó)外對(duì)站立舒適度的研究，2～3人／m2的舒適站立密度可作為機(jī)場(chǎng)與市區(qū)間公共交通車(chē)輛的站立密度標(biāo)準(zhǔn)。

一個(gè)座席區(qū)域投影總面積在0.35～0.50m2。0.35m2大約相當(dāng)于道路公交車(chē)輛上座椅的布置標(biāo)準(zhǔn)，而0.5m2大約相當(dāng)于國(guó)內(nèi)高速鐵路動(dòng)車(chē)組列車(chē)二等座的布置標(biāo)準(zhǔn)。座椅采用橫向排布，站立區(qū)域主要位于走廊和車(chē)門(mén)附近區(qū)域。當(dāng)采用2～3人／m2的站立密度時(shí)，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(jù)上述描述，不同類(lèi)型車(chē)輛定員見(jiàn)表1。

表1 不同類(lèi)型車(chē)輛定員

據(jù)GB 7258—2012《機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件》規(guī)定，設(shè)有乘客站立區(qū)的公共汽車(chē)，最大設(shè)計(jì)速度要小于70km／h。因此設(shè)置站席的機(jī)場(chǎng)公交專(zhuān)用道車(chē)輛的速度會(huì)低于城市軌道交通，但旅行速度仍可達(dá)60km／h，能夠保證機(jī)場(chǎng)與市區(qū)間快速出行的需求。

2.3 客運(yùn)能力分析

軌道交通機(jī)場(chǎng)專(zhuān)線(xiàn)完全可滿(mǎn)足機(jī)場(chǎng)與市區(qū)間公共交通高峰小時(shí)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(chē)為例，如果列車(chē)采用6節(jié)編組，每小時(shí)開(kāi)行20對(duì)列車(chē)時(shí)，單向客運(yùn)能力為1.608萬(wàn)人次／h，可滿(mǎn)足當(dāng)前世界上年非中轉(zhuǎn)客運(yùn)吞吐量最大的北京機(jī)場(chǎng)的需求。除國(guó)際大型樞紐空港年客運(yùn)吞吐量會(huì)達(dá)到5 000萬(wàn)人次以上，一般大型機(jī)場(chǎng)的年客運(yùn)吞吐量基本在3 000～4 000萬(wàn)人次的量級(jí)上?？紤]到中轉(zhuǎn)吞吐量，非中轉(zhuǎn)的年吞吐量通常還要減少20%～40%左右。

機(jī)場(chǎng)接駁快速公交專(zhuān)用道的客運(yùn)能力主要受車(chē)站通過(guò)能力制約，始發(fā)站的上客?？繒r(shí)間對(duì)能力影響最明顯。車(chē)站通過(guò)能力受泊位數(shù)、車(chē)輛?？繒r(shí)間及車(chē)位清空時(shí)間的影響，停靠時(shí)間主要由乘客上車(chē)速度及車(chē)門(mén)數(shù)量決定。乘客上車(chē)時(shí)間取1.5s／人，單體公共汽車(chē)和鉸接公共汽車(chē)的車(chē)門(mén)數(shù)分別為2個(gè)和3個(gè)，座席為0.35m2／人，當(dāng)每輛車(chē)都滿(mǎn)員時(shí)，機(jī)場(chǎng)快速公交專(zhuān)用道上客車(chē)站單泊位?？磕芰σ?jiàn)表2。

表2的計(jì)算結(jié)果是機(jī)場(chǎng)快速公交車(chē)輛在滿(mǎn)員、不間斷連續(xù)發(fā)車(chē)情況下的最大能力。如采用雙車(chē)聯(lián)發(fā)，則定員為116人的18m鉸接公共汽車(chē)?yán)碚撋贤ㄟ^(guò)能力可達(dá)94輛／h，單向最大運(yùn)輸能力為10 904人次／h，根據(jù)式（1）的計(jì)算方法，可滿(mǎn)足年非中轉(zhuǎn)吞吐量小于5 528萬(wàn)人次的機(jī)場(chǎng)接駁對(duì)公共交通的需求。

3 機(jī)場(chǎng)軌道交通專(zhuān)線(xiàn)和快速公交專(zhuān)用道的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

3.1 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較方法

當(dāng)機(jī)場(chǎng)軌道交通專(zhuān)線(xiàn)和快速公交專(zhuān)用道兩種交通方式都可滿(mǎn)足客流需求時(shí)，可通過(guò)社會(huì)出行總成本指標(biāo)來(lái)比較。具體指標(biāo)見(jiàn)表3。

表2 機(jī)場(chǎng)快速公交專(zhuān)用道上客車(chē)站泊位?？磕芰?/p>

表3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較指標(biāo)

式中：

CT——社會(huì)總成本；

Ct——第t年成本；

is——社會(huì)折現(xiàn)率，一般取8%，當(dāng)項(xiàng)目評(píng)價(jià)期限較長(zhǎng)時(shí)，最小不低于6%；

3.2 案例分析

本案例以北京軌道交通機(jī)場(chǎng)線(xiàn)為背景，與快速公交專(zhuān)用道進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。既有的北京軌道交通機(jī)場(chǎng)線(xiàn)起于東直門(mén)，終于首都機(jī)場(chǎng)3號(hào)航站樓，全長(zhǎng)28.1km。其采用直線(xiàn)電機(jī)的制式，運(yùn)營(yíng)成本較高。

據(jù)客流預(yù)測(cè)，北京軌道交通機(jī)場(chǎng)線(xiàn)2008年的年客運(yùn)量為581萬(wàn)人次，若2015年的年客運(yùn)量達(dá)到1 220萬(wàn)人次，則年均增長(zhǎng)率為11%。根據(jù)北京交通發(fā)展研究中心提供的數(shù)據(jù)，2012年北京軌道交通機(jī)

社會(huì)總成本是按社會(huì)折現(xiàn)率將計(jì)算期內(nèi)各年的成本折現(xiàn)到建設(shè)期初年的現(xiàn)值之和，計(jì)算公式見(jiàn)式（2）。場(chǎng)線(xiàn)日均客運(yùn)量為2.34萬(wàn)人次，平峰日單向高峰小時(shí)客流量在1 200人次左右，極端高峰小時(shí)單向客流量達(dá)到3 511人次。按總客流比例估算，2015年以后，北京軌道交通機(jī)場(chǎng)線(xiàn)單向高峰小時(shí)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(huì)總成本的計(jì)算原則和指標(biāo)取值

1）北京軌道交通機(jī)場(chǎng)線(xiàn)項(xiàng)目于2005年開(kāi)工建設(shè)，2008年建成投入運(yùn)營(yíng)，項(xiàng)目計(jì)算期取30年，社會(huì)折現(xiàn)率取7%。

2）假設(shè)雙向客流平均，線(xiàn)路每日運(yùn)營(yíng)18h，早晚各有1個(gè)高峰小時(shí)，高峰小時(shí)系數(shù)取0.1；其余時(shí)間均按平峰小時(shí)計(jì)。

3）北京軌道交通機(jī)場(chǎng)線(xiàn)采用直線(xiàn)電機(jī)制式，項(xiàng)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(xiàn)路建設(shè)成本取2億元／km，共需56.2億元?？焖俟粚?zhuān)用道參考高速公路建設(shè)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(lèi)別用法上有著相似之處，例如英語(yǔ)里a fish,the fish,some fish在法語(yǔ)里都能找到對(duì)應(yīng)的冠詞，即un poisson,le poisson,du poisson。但不同的是，在法語(yǔ)中，除了特定情況，一般名詞前面都需要用限定詞來(lái)修飾，而英語(yǔ)里面，則出現(xiàn)了一個(gè)叫作“零冠詞”的概念——即名詞前面沒(méi)有不定冠詞、定冠詞也無(wú)其他限定詞的現(xiàn)象，例如表示抽象概括意義時(shí)，不可數(shù)名詞或復(fù)數(shù)名詞前就用零冠詞，好比語(yǔ)料中的題目，法語(yǔ)原題為 De l’oysiveté,“l(fā)’”原形為定冠詞“l(fā)a”,但是參考多個(gè)英譯本，題目翻譯均為省略了冠詞的Of idleness。

4）配車(chē)數(shù)量按極端高峰小時(shí)計(jì)算。由于極端高峰小時(shí)只出現(xiàn)在全年的極個(gè)別時(shí)段，為避免平峰日車(chē)輛閑置浪費(fèi)，因此在配車(chē)計(jì)算時(shí)，極端高峰小時(shí)的站立密度取5人／m2。軌道交通列車(chē)采用兩節(jié)編組的B型車(chē)，價(jià)格800萬(wàn)元／輛，旅行速度取80 km／h，使用年限為30年；道路公交車(chē)采用18m鉸接客車(chē)，價(jià)格200萬(wàn)元／輛，旅行速度60km／h，按40萬(wàn)km的報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)更換，購(gòu)車(chē)成本依次計(jì)入各購(gòu)車(chē)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(chē)，道路公交車(chē)配車(chē)42輛，軌道交通配車(chē)17列34輛。

5）員工工資福利12萬(wàn)元／（人·年），管理費(fèi)2萬(wàn)元／（人·年）；軌道交通車(chē)輛能耗1.2kWh／（車(chē)·km），電價(jià)0.7元／（kWh），車(chē)輛維修保養(yǎng)費(fèi)用2元／km，基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)費(fèi)用100萬(wàn)元／km；道路公交車(chē)輛油耗35L／（百km），油價(jià)為7.5元／L，養(yǎng)護(hù)維修成本為10萬(wàn)元／（輛·年），基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)成本為15萬(wàn)／（km·年）；軌道交通車(chē)站與道路公交車(chē)站能耗分別取80kWh／（h·站）、40kWh／（h·站）。

6）2005年乘客出行時(shí)間成本為15元／h，項(xiàng)目計(jì)算期內(nèi)前10年逐年增長(zhǎng)8%，后20年逐年增長(zhǎng)6%。

7）空氣污染、噪聲等外部成本所占比例很小，不再計(jì)算。

3.2.2 案例分析

針對(duì)兩種不同的運(yùn)營(yíng)組織模式進(jìn)行案例分析：

1）按客流組織運(yùn)營(yíng)，盡可能使車(chē)輛接近最大定員，此時(shí)運(yùn)營(yíng)成本低，但乘客等待時(shí)間長(zhǎng)；

2）按全座席組織運(yùn)營(yíng)，且發(fā)車(chē)間隔不得大于10 min，這樣提高了服務(wù)水平、減少了等待時(shí)間，但運(yùn)營(yíng)成本相對(duì)增加。

不同年份高峰和平峰小時(shí)客運(yùn)量見(jiàn)表4。兩種運(yùn)營(yíng)組織情況下每小時(shí)單向計(jì)劃發(fā)車(chē)對(duì)數(shù)見(jiàn)表5。

表4 不同年份高峰和平峰小時(shí)客運(yùn)量

表5 不同年份兩種運(yùn)營(yíng)組織模式下每小時(shí)單向計(jì)劃發(fā)車(chē)對(duì)數(shù) 對(duì)

以按客流組織運(yùn)營(yíng)的快速公交專(zhuān)用道為例，2015年的各項(xiàng)數(shù)據(jù)為：車(chē)輛總的運(yùn)營(yíng)里程324.1萬(wàn)km，油耗費(fèi)用850.8萬(wàn)元，車(chē)輛維修費(fèi)用420萬(wàn)元，年工資總額1 440萬(wàn)元（員工數(shù)按120人計(jì)），管理費(fèi)240萬(wàn)元，基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)費(fèi)用422萬(wàn)元，年車(chē)站能耗36.8萬(wàn)元，年運(yùn)營(yíng)費(fèi)用3 132.3萬(wàn)元；乘客平均時(shí)間價(jià)值31.8元／h，年乘客等待和乘車(chē)總時(shí)間為640.4萬(wàn)h，時(shí)間成本為20 354.0萬(wàn)元。

按式（2）將各年成本折現(xiàn)，得30年項(xiàng)目計(jì)算期內(nèi)的總成本見(jiàn)表6。

表6 不同制式不同運(yùn)營(yíng)組織模式下項(xiàng)目總成本 億元

通過(guò)比較可以看出，基于既有北京機(jī)場(chǎng)線(xiàn)客流預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，在不同的運(yùn)營(yíng)組織模式下，快速公交專(zhuān)用道項(xiàng)目總成本均遠(yuǎn)小于軌道交通機(jī)場(chǎng)專(zhuān)線(xiàn)。

以快速公交專(zhuān)用道能夠滿(mǎn)足的最大非中轉(zhuǎn)客運(yùn)吞吐量5 528萬(wàn)人次／年進(jìn)行計(jì)算，由于客流量過(guò)大，如按全座席組織運(yùn)營(yíng)會(huì)突破快速公交專(zhuān)用道車(chē)輛通過(guò)能力的上限，因此只比較按客流組織的兩種交通系統(tǒng)的項(xiàng)目總成本。經(jīng)計(jì)算得軌道交通的30年成本凈現(xiàn)值累計(jì)為140.9億元，快速公交專(zhuān)用道為127.3億元，在項(xiàng)目評(píng)價(jià)期內(nèi)快速公交專(zhuān)用道仍?xún)?yōu)于軌道交通。

4 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)機(jī)場(chǎng)接駁軌道交通專(zhuān)線(xiàn)與快速公交專(zhuān)用道進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。研究結(jié)果表明：接駁機(jī)場(chǎng)的快速公交專(zhuān)用道系統(tǒng)可滿(mǎn)足非中轉(zhuǎn)年客運(yùn)吞吐量小于5 528萬(wàn)人次的機(jī)場(chǎng)接駁交通需求。在滿(mǎn)足機(jī)場(chǎng)接駁交通需求的前提下，快速公交專(zhuān)用道的社會(huì)總成本低于軌道交通機(jī)場(chǎng)專(zhuān)線(xiàn)。當(dāng)非中轉(zhuǎn)年客運(yùn)吞吐量較小時(shí)，快速公交專(zhuān)用道系統(tǒng)可能更適合作為滿(mǎn)足機(jī)場(chǎng)接駁交通需求的公共交通系統(tǒng)。

［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(yáng)杰.機(jī)場(chǎng)軌道交通線(xiàn)路的規(guī)劃布局及其應(yīng)用特性分析［J］.鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)，2010，32（10）：76.

［5］施毓鳳，季令，龍穎.發(fā)展機(jī)場(chǎng)軌道交通的若干問(wèn)題［J］.城市軌道交通研究，2007（3）：1.