作者/ 王嘉鑫 （中车浦镇庞巴迪运输系统有限公司）
自动旅客运输（Automated People Mover，APM）系统主要用于短距离旅客运输，如：承担机场航站楼内部或航站楼间的旅客输送任务，或作为中运量轨道交通线路解决城市居民通勤需求。由于机场特定的运行环境，其应用与传统的城市轨道交通有一定的差异。
1 机场捷运功能定位
（1）服务范围和定位
捷运系统采用现代化的运输方式，承担：机场航站楼之间，航站楼候机廊内，航站楼与卫星厅之间，航站楼与陆侧交通中心之间或城市公共交通的旅客运输任务，并根据需求向周边延伸。
现代化的机场作为城市的综合交通体，一般均引入了多层次的城市公共交通。捷运系统作为其中的一种方式，与航站楼内的自动步梯、摆渡车、地铁等具有的特点和适应性，互相补充。表1总结了机场常见的四种公共交通的定位和技术特点。
（2）客流类型和特征
机场旅客捷运系统可分为机场空侧旅客捷运系统和陆侧旅客捷运系统。
陆侧旅客捷运系统接近于城市轨道交通系统；而空侧捷运系统与机场运行关系非常密切，与机场各运行子系统交叉界面复杂，涉及到国际/国内，出发/到达等。
传统城轨多为通勤客流，具有工作日早晚高峰客流集中，且方向性显著的特点；在机场捷运中，客流没有的集中时段，但易受天气或管制等带来的飞机集中到达/离港等影响，出现瞬时客流高峰。此外，以国外发达国家繁忙机场经验来看，出于转机需要，客流可能全天候24小时持续。
（3）捷运系统车辆特征
机场捷运系统的车辆制式可采用：胶轮路轨APM系统、地铁、单轨、缆车等多种，从目前全球应用来看，以APM系统为主。
APM系统采用橡胶轮胎作为承载和走行机构，车底设导向轮和轨旁导向轨，实现车辆导向。具有低振动、低噪音、适应平面曲线半径小、爬坡能力强等特点，多采用无人驾驶技术［1］。表2列出了一些主要参数。
2 服务标准特征
传统的城市公共交通主要面向通勤客流，强调经济适用和运营可靠，而机场捷运多面向商务客流，其对服务品质要求更高，相应地服务标准也与城轨有一定差异，主要体现在四点：
2.1 步行距离与站点布局
目前国内城轨交通的建设主要是解决城市通勤客流需求，以大运量、骨干线网/路为特征。在站点设置上，即便是北京、上海等轨道交通线网相对发达的城市而言，也仍在为中心城600~800m站点覆盖，10分钟步行可达而努力。
在机场捷运中，需考虑许多旅客携带有大件行李，同时商务出行对服务品质要求也更高。在旅客流线设计时，应该尽量短而直接，少转换楼层，减少旅客步行距离，提高换乘的舒适度。
根据最新修编的《MH5002民用机场总体规划规范（征求意见稿）》，航站楼内最大步行距离宜为300m；超过300m时，应为旅客提供便利的机械辅助设施；超过750m时，宜规划摆渡巴士或旅客捷运系统［2］。在实际应用中，机场捷运系统的站间距以400~500m居多，其站点布局较城轨密集。
2.2 空间舒适度与站立标准
根据地铁相关规范，车辆客室额定载客的站立标准为6人/㎡，满载和轴重按超员9人/㎡，60kg/人校核［3］［4］。在一些机场快线项目中，考虑到乘距长，且带有行李的特点，采用了高标准，如：连通成都天府机场的地铁18号线，采用了普通车4人/㎡、机场专列2人/㎡的标准。
机场捷运的交通工具主要是APM或摆渡车，但国内外均无对其站立标准的规定。对于摆渡车，一般取2~3人/㎡，单辆车载客量约50~70人，满载和轴重则按满载4人/㎡，75kg/人校核［5］。对于APM，对北京、香港、深圳等地项目调研，其均采用了3人/㎡的站立标准，单辆车载客量约80人，满载和轴重按8人/㎡，60kg/人校核。可见，机场捷运对于空间舒适感要求较城轨高。
2.3 等候时间与行车间隔
对于行车间隔，城轨项目一般要求初期平峰不应大于10min，高峰不宜大于5min，系统能力一般要求不小于2min［3］［4］。
根据《MHT5104-2013民用机场服务质量标准》中对于捷运系统服务质量标准的规定，95%的旅客等车时间应不超过5min［6］，即行车间隔5min。这相比城轨初期10min的要求更高。对于系统能力，两者无差异，一般均要求2min。
2.4 全天候、高可靠性与空防安全
全天候运行。国际上，大型枢纽机场都是24小时不间断运营。随着机场航站楼利用率的不断提高，国际航班转机客流的持续增长，相应地要求捷运系统服务时间与航班同步，即做到24h全天候运行，相比城市轨道交通的15~18h更长。
高可靠性。对于建设了APM系统的机场，由于APM系统运量大、不干涉地面交通、不影响站坪飞行运行安全，许多机场主要依靠其来承担客流运输任务，大幅削减甚至常态下取消了摆渡车，这也要求了捷运系统必须可靠，不能因其维修或宕机导致机场瘫痪。
空防安全。民航对安保的要求高，需要对安检/非安检的旅客严格划分，涉及到国际/国内航班的，还要区分关内/关外旅客。在航站楼的流线设计时，还需对到达/出发旅客进行分流，针对不同客流拟定方案。在车辆和土建设计时，车辆不再设置贯通道，并在车辆之间设置隔门，并在站台设置物理隔断等。这些都与传统的城轨项目有一定差异。
3 设计特点
3.1 线站位布局因地制宜
航站楼分为主楼与候机区，航站区的布局/构型与机场发展战略、区位条件、跑道构型、综合交通系统和发展历史密切相关，需结合机场区位、使用需求、分期发展、交通条件、市场特点、运行效率、技术经济等因素综合拟定，一般包括前列式、指廊式、卫星厅、卫星航站楼等平面构型［7］。
机场多样化的平面构型带来了捷运系统线站位布局的多样性、复杂性，使得线路布置较传统的城轨双线、环线等形式更加灵活，可以概括为四种：
1）点到点直线型，如北京首都机场，捷运系统串联了T3航站楼内的三个站点，正线采用双线行车，利用站前或站后的交叉渡线折返；
2）放射型，如美国奥兰多机场，捷运系统将交通中心与4个航站楼连通，采用双线行车，见图1；
3）复线穿梭型，如新加坡樟宜机场，设10条线穿梭运行（局部设待避线），将3个航站楼内的7个站点连接，同时服务空、陆侧，见图2；
4）环线型，如美国达拉斯沃斯堡机场，设双线环线，串联5个航站楼的10个站点。
3.2 行车交路精细化
机场捷运全天候运行和高可靠要求，使得一些项目在传统城轨双线行车的基础上建设了复线。这使得行车交路更加灵活、丰富，有条件也有必要展开精细化设计。
以正在扩建中的香港机场为例，设三线并行（2线运营，1线备用）。在未来，还将进一步扩建，采用四线并行，如图3示。图中，红色线路为出发客流，蓝色为到达；4个箭头示意了运行方向；黄色线路表示分别在三跑西、三跑东站进行站后折返。
因APM的道岔区占线短、角度大，易于实现多副道岔紧密布置，有条件实现多种交路，目前在该项目中共设计了20余种方案（包括正常和故障）。
在该项目中，要求在交通中心站停站时间不少于80s（含下客30s，安全确认20s，上客30s），此时，由于四线并行，可实现发车间隔≤75s，车辆采用了6编组列车（5辆车正常载客，1辆车为误乘乘客返程车厢），单向运能达1.92万人/h。
3.3 站台形式丰富
在机场捷运项目中，大多采用了一岛两侧式站台，也有采用侧式、岛式站台，还有一些项目受限于土建条件或特定旅客流线，采用单侧式站台。
为了区分多种旅客流线，有一些区别于传统城轨的特色设计，如通过一岛两侧式站台区分到达/出发的客流；在站台设置玻璃隔断，区分空侧/陆侧客流（见图4）；因地制宜采用港湾式站台（见图5）。
4 车辆及机电系统技术创新
机场作为城市门户，对新技术较为宽容和开放，对机电设备的规格标准要求较高，为此有一些特有的技术应用。如：
无人驾驶技术。无人驾驶技术在机场捷运系统中应用较多，且应用时间较早，该减轻了司乘人员压力，运行更加准点，经济效益明显。在城轨项目中，国内第一条采用无人驾驶的是香港南港岛线（2016年），并于近年发展迅猛，目前规划和在建的线路达40条，是国内城轨的发展趋势。
乘客计数技术。自动乘客计数系统在机场有应用，设备可以装在站台门顶部，也可装在列车车门处。技术上有两种实现方式，通过双目智能摄像机和立体视觉技术捕获分析乘客轨迹，实现计数功能，也可通过红外射线实现计数。该技术的应用为制定科学的运营管理、客流规划、车辆调度提供了数据支撑，是轨道交通智能化的发展方向。
在线灵活编组。机场捷运车辆大多取消了贯通道，具备实现灵活编组的基础。以目前技术和项目应用为例，通过2名司乘人员，在车辆段人工驾驶区域，20min即可实现车辆的重新编组［8］。该技术将在美国洛杉矶机场项目中进一步发展，实现特定区域列车自动编组，不再需要司乘人员登车操作或确认，完全由控制中心调度员远程完成。
牵引变电所设置油机冗余。在机场航站楼项目中，一般均设置了柴油发电机组和不间断电源作为行李系统、安检机、服务台、应急照明等的紧急备用电源［9］。在国外一些机场中，还为捷运系统配置了油机，在已有双环网冗余的基础上增加了一道保障，将其作为一级负荷中特别重要的负荷对待；而国内的城轨项目，只对弱电机房设置了不间断电源，至于牵引所，采用两路专线电源或一路电源两个回路［4］［10］。
此外，机场捷运项目采用的车辆还有一些细节设计值得城轨借鉴，如：车门开度大，可达1980mm，相比传统的城轨A型车1400mm或B型车1300mm更加方便大件行李登乘，缩短了停站时间。再如：站台间隙不大于50mm［11］，比传统的城轨的内藏门70mm或塞拉门100mm更贴合无障碍登乘的需要。以及，车头取消了司机驾驶室，视野更加通透，乘坐体验好。
5 运维模式
机场捷运和传统地铁均属于轨道交通系统，运维管理模式可借鉴地铁，但在线路规模、系统集成、独特技术或设备（如：无人驾驶、导向轨、道岔、供电轨等）、运营主体等方面，又与地铁有一定差异，需要选择合适的运维模式。
图7对全球机场捷运系统的运维模式进行了统计，在可获取信息的29个项目中，有21个委托车辆制造商进行运营或维护，8个由业主自主运营维护，可见由车辆制造商承担运营、维护居多。
运维组织模式可以归为三种，见表3。这些模式并不是一成不变的，在发展演变过程中，市场化特征越来越明显，专业的外部团队正贡献更多的力量，运维的外包范围越来越大，并成为一种趋势。
建议机场捷运运营维护外委核心机电设备供应商承担，服务期限3~5年。
6 应用统计与分析
全球2018年旅客吞吐量排名前十名的机场，有9个建设了机场内部的捷运系统，见表4。东京羽田机场虽然没有另行建设机场内捷运，但是建设了服务市区和机场的跨座式单轨，该线共11站，其中有4个站设在机场内。
旅客吞吐量前50名的机场中，有35个修建了捷运系统（25个采用APM，4个同时采用APM和单轨、缆车、地铁，6个同时采用单轨、缆车、地铁），主要服务于空侧，见图8。可以预见，机场捷运系统将成为未来大型机场的重要子系统之一。
就我国而言，目前已有三十多个机场年旅客吞吐量达到1000万人次以上。从国际上众多大型机场发展经验来看，这些机场将来都有建设捷运系统的需求。
目前，北京首都机场、香港机场、浦东机场的捷运系统已投入运营，深圳宝安、成都天府机场正在建设中，另有广州、西安、重庆、昆明、沈阳、郑州、长沙、武汉等正进行规划研究或已作相关工程预留。
机场捷运与城轨在不同的运用场景下，各自具有一些特点，这些特点可供相互借鉴。本文也可为机场捷运规划设计提供参考。
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