交通仿真在白云國際機(jī)場第二航站區(qū)的設(shè)計(jì)應(yīng)用

陳 程，顧慶福

（廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 廣州 510010）

0 引 言

廣州白云國際機(jī)場是我國三大國際樞紐機(jī)場之一，也是珠三角世界級機(jī)場群的核心機(jī)場，國務(wù)院《關(guān)于促進(jìn)民航業(yè)發(fā)展的若干意見》（國發(fā)〔2012〕24號）中明確指出：廣州白云國際機(jī)場定位為“功能完善、輻射全球的大型國際航空樞紐”。目前，白云國際機(jī)場目前共有3 條跑道、2 座航站樓，機(jī)場基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)容量為年旅客吞吐量8 000 萬人次，已接近飽和?；诖?，廣州白云國際機(jī)場三期擴(kuò)建工程（第二航站區(qū)）將成為提升機(jī)場保障能力，滿足持續(xù)增長航空需求，促進(jìn)大灣區(qū)世界級機(jī)場群發(fā)展的強(qiáng)力補(bǔ)充。

作為大型交通樞紐，各種交通方式的集散形成復(fù)雜的陸側(cè)交通網(wǎng)絡(luò)，陸側(cè)交通設(shè)計(jì)直接影響著機(jī)場的運(yùn)行效率。本文通過對白云國際機(jī)場第二航站區(qū)進(jìn)行交通需求分析、交通組織研究，并結(jié)合VISSIM仿真軟件對方案進(jìn)行評估、比選與優(yōu)化。

1 工程概況

白云國際機(jī)場第二航站區(qū)位于第一航站區(qū)東側(cè)，空側(cè)規(guī)劃新建東三跑道一條及年旅客吞吐量4 000 萬的T3 航站樓、站坪及滑行道系統(tǒng)，新建第二航站區(qū)空管塔臺(tái)、各類機(jī)坪，包括客機(jī)坪、貨機(jī)坪、隔離機(jī)位等。

機(jī)場外圍高快速路網(wǎng)形成由京珠高速、北二環(huán)高速、機(jī)場高速、大廣高速組成的外環(huán)和由G106 國道、花都大道、機(jī)場第二高速、花莞高速組成的內(nèi)環(huán)；第一航站區(qū)、第二航站區(qū)場內(nèi)道路均為單向逆時(shí)針循環(huán)系統(tǒng)，內(nèi)外環(huán)通過三條進(jìn)場道路及立交實(shí)現(xiàn)與兩航站區(qū)的交通轉(zhuǎn)換。第一航站區(qū)與第二航站區(qū)通過迎賓大道實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，如圖1 所示。

圖1 白云國際機(jī)場第一、第二航站區(qū)交通聯(lián)系示意圖

2 交通需求預(yù)測

白云國際機(jī)場T3 航站樓（2045 年）的年旅客吞吐量為4 000 萬人，其中國內(nèi)年旅客量為2 400 萬人，國際年旅客量為1 600 萬人，測算高峰小時(shí)旅客人數(shù)為11 760 人，其中國內(nèi)高峰小時(shí)旅客量為6 960 人，國際高峰小時(shí)旅客量4 800 人。

根據(jù)該項(xiàng)目特點(diǎn)和區(qū)位位置得出遠(yuǎn)期交通方式分擔(dān)比例，見表1，預(yù)留10%作為遠(yuǎn)期發(fā)展彈性空間。針對航站區(qū)平衡高峰和無軌道高峰兩種情況進(jìn)行對比分析，取最大值作為各交通設(shè)施需求數(shù)據(jù)。

表1 遠(yuǎn)期白云T3 旅客交通方式分擔(dān)比例表 單位：%

出發(fā)車道邊和到達(dá)車道邊設(shè)計(jì)主要服務(wù)于公交巴士、出租車、網(wǎng)約車、私家車。按照車輛在車道邊的平均停留時(shí)間換算小時(shí)周轉(zhuǎn)率，計(jì)算所需要的車道邊長度，車道邊需求見表2。

表2 出發(fā)和到達(dá)車道邊需求預(yù)測分析結(jié)果表

停車設(shè)施主要服務(wù)于公交巴士蓄車、出租車蓄車、網(wǎng)約車蓄車、私家車停車以及員工停車，停車設(shè)施需求見表3。

表3 停車設(shè)施需求預(yù)測分析結(jié)果表

3 交通方案設(shè)計(jì)

白云機(jī)場第二航站區(qū)陸側(cè)交通設(shè)計(jì)為單向逆時(shí)針的循環(huán)系統(tǒng)，樓前布置交通中心，利用進(jìn)離場道路與南垂滑之間的三角地，集約布置出租車蓄和大巴蓄車場；在進(jìn)場路內(nèi)外側(cè)提前分離交通中心、酒店交通和出發(fā)交通，出租車及大巴回場接客交通位于最外側(cè)，航站區(qū)這三股最主要交通流各自形成內(nèi)中外三個(gè)逆時(shí)針循環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)零交織的快進(jìn)快出功能。

圖2 全場交通組織流線圖

根據(jù)交通需求預(yù)測分析和陸側(cè)交通方案設(shè)計(jì)，確定近期道路建設(shè)規(guī)模，見表4。

表4 道路等級及設(shè)計(jì)速度一覽表

4 交通仿真與評估

4.1 交通仿真建模

該次項(xiàng)目采用VISSIM 軟件進(jìn)行仿真模擬，仿真范圍涉及復(fù)雜的交通樞紐系統(tǒng)，包括大型的路網(wǎng)模型建立、各類型停車設(shè)施、多種縱斷面標(biāo)高、特定的交通路徑選擇、多項(xiàng)交通流仿真參數(shù)設(shè)置等，模型搭建復(fù)雜，仿真參數(shù)需進(jìn)行多次修改，從而得到符合實(shí)際的仿真過程[1]。

整體路網(wǎng)模型搭建：平面路網(wǎng)建模范圍如圖3所示，路網(wǎng)涉及主進(jìn)場道路、輔助進(jìn)出場路、出港高架、樓前下穿隧道、VIP 區(qū)域環(huán)路、酒店及辦公區(qū)環(huán)路。

圖3 仿真模型總平面圖

出港高架：私家車和出租車車道邊各設(shè)50 個(gè)落客點(diǎn)，大巴車道邊設(shè)27 個(gè)落客點(diǎn)，三種車道設(shè)計(jì)速度均為30 km/h，仿真模型如圖4 所示。

圖4 出港高架模型圖

縱斷面模型搭建：樓前下穿隧道相對標(biāo)高-7，大巴上客點(diǎn)相對標(biāo)高±0，出港高架相對標(biāo)高13.5，仿真模型如圖5 所示。

圖5 樓前下穿隧道模型

出租車上客點(diǎn)：前進(jìn)前出方式，仿真模型如圖6所示。

圖6 樓前下穿隧道模型

4.2 仿真參數(shù)標(biāo)定

對仿真平臺(tái)進(jìn)行交通仿真模擬過程中會(huì)采用大量獨(dú)立參數(shù)描述駕駛員行為以及交通流特性等。為使仿真模型能夠最大限度的符合實(shí)際應(yīng)用條件并得出更加精確的結(jié)果，需要對駕駛員行為參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。白云國際機(jī)場T3 陸側(cè)道路多采用下穿和匝道等形式進(jìn)行車流的合流和分流，仿真系統(tǒng)中對于該類變道和跟車模型均有缺省值，為較好地適應(yīng)白云國際機(jī)場交通實(shí)際變道運(yùn)行情況，相關(guān)標(biāo)定內(nèi)容和說明見表5。

表5 模型參數(shù)修正值

4.3 評估結(jié)果分析

4.3.1 路網(wǎng)運(yùn)行評價(jià)

路網(wǎng)密度：整體路網(wǎng)平均密度為32 pcu/（km·ln），屬于穩(wěn)定流狀態(tài)，整體運(yùn)行水平良好，路網(wǎng)密度分布如圖7 所示。

圖7 路網(wǎng)密度分布圖

路網(wǎng)平均速度：整體路網(wǎng)平均速度為37.5 km/h，大于廣州核心區(qū)平均速度，大部分路段檢測車速接近路段設(shè)計(jì)車速，運(yùn)行延誤處于低值。主要道路連通性較好，交通運(yùn)行較為順暢。路網(wǎng)中車輛的延誤主要原因來源于節(jié)點(diǎn)減速、車輛變道、車輛停車讓行、上下客以及大型車輛比例高等，速度分布如圖8 所示。

圖8 路網(wǎng)速度分布圖

4.3.2 主要節(jié)點(diǎn)評價(jià)

通過路網(wǎng)密度和速度分析評價(jià)可以看出主要擁堵點(diǎn)位于主進(jìn)場路出發(fā)/到達(dá)分流處、出港高架及主出場路合流前。

（1）主進(jìn)場路出發(fā)/ 到達(dá)分流處擁堵原因主要是由車輛交織引起，該節(jié)點(diǎn)延誤時(shí)間為44 s，最大排隊(duì)長度達(dá)到178 m。優(yōu)化建議措施為調(diào)整各分流鼻端之間的距離，避免出現(xiàn)一變多的路徑選擇，每一個(gè)分流處控制在兩個(gè)方向以內(nèi)，同時(shí)通過交通管理措施控制東側(cè)輔助進(jìn)場車輛大幅交織變道。

（2）由于較多出港車輛停靠造成出港高架擁堵并致通行延誤，通過模擬方案比選進(jìn)行最優(yōu)方案選擇。方案一為“3+4”橫斷面組成，即依次為3 條大巴車道和4 條小型車車道。方案二為“3+3+3”橫斷面組成，即依次為3 條大巴車道、3 條小型車車道和3 條小型車車道。通過方案仿真模擬，方案一擁堵現(xiàn)象較為明顯，排隊(duì)長度較大，車輛占滿整個(gè)上坡坡道，大巴受延誤導(dǎo)致大巴車道利用率較低；方案二通行能力較方案一有較大提升，車輛?？扛蓴_較小，仿真周期內(nèi)未出現(xiàn)排隊(duì)現(xiàn)象，整體運(yùn)行良好。因此，建議采用方案二“3+3+3”橫斷面組成，有利于航站樓出港交通的運(yùn)行效率，模擬效果如圖9 所示。

圖9 出港高架方案一、方案二仿真效果圖

（3）主出場路合流前擁堵原因主要為大巴和出租車通過靠右進(jìn)入蓄車場與VIP 和貨運(yùn)車輛靠左出場形成交織沖突，該位置延誤和排隊(duì)長度較大，建議優(yōu)化蓄車場入口位置及閘機(jī)位置，加大蓄車場入口排隊(duì)空間，避免影響主線車流通行，同時(shí)提前分離空載出租車往蓄車場路徑，緩解蓄車場入口前的交織沖突。

4.3.3 主要通道評價(jià)

主進(jìn)場路和出港高架由于路段交織、車輛停泊等原因造成延誤相對較高，延時(shí)比達(dá)到16%以上，其余道路運(yùn)行良好，效率較高?？傮w來說，大部分路段檢測車速接近路段設(shè)計(jì)車速，運(yùn)行延誤處于低值。主要道路連通性較好，交通運(yùn)行較為順暢，車道數(shù)規(guī)模滿足遠(yuǎn)期交通發(fā)展需求，路段評價(jià)結(jié)果見表6。

表6 路段評價(jià)輸出指標(biāo)一覽表

5 結(jié) 語

本次白云國際機(jī)場第二航站區(qū)陸側(cè)交通方案仿真，基于遠(yuǎn)期年吞吐量4 000 萬旅客量需求，覆蓋進(jìn)場、出場、出租車上下客、大巴上下客和其他內(nèi)部交通等，接近真實(shí)地模擬出全場交通組織。針對交通黑點(diǎn)進(jìn)行評估分析，提出比選方案和優(yōu)化建議，為航站區(qū)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持，最大程度降低項(xiàng)目建成后的二次投資浪費(fèi)。