浅谈基于航班计划的旅客捷运系统运行效率提升技术研究

【摘 要】本文通过对首都机场旅客捷运系统运行效率问题的探讨，研究基于航班计划的软件技术开发，以捷运系统运行模式自动编排系统、旅客预警系统为基础，配合灵活的备用车辆调用模式，实现在线捷运车辆动态调整，满足首都机场日益增长的旅客转运需求，以及提升进出港旅客的转运效率、安全与服务能力。

【关键词】捷运系统；运行效率；航班计划；动态调整

1 引言

截止2012年底，北京首都国际机场年度旅客吞吐量达到8193万人次，稳居亚洲第一、全球第二。其中3号航站楼（简称“T3”）内自动旅客运输系统（Automatic People Mover，简称“APM系统”）作为运送T3-C航站楼与T3-E航站楼的进出港旅客的主动脉，承载了T3整体17.3%的旅客量。

2013年4月，T3D航站楼正式开航启用，APM系统的转运任务由单纯运送T3E国际进出港旅客改变为对全部T3E国际旅客以及部分T3D国内进出港旅客进行转运。T3D开航后，APM系统日均旅客运输量超出2012年的20%以上，其中出港方向由于国际、国内旅客混流乘车，不存在转运效率问题，而进港方向由于国际、国内旅客必须分车厢运输，转运效率极大下降。

影响APM系统运行效率，尤其是影响进港旅客转运效率的原因就是航班计划、旅客数量与捷运系统运力的有效匹配。其因素主要包括了T3D国内航班计划变动较大、T3E国际航班高峰时段波动突出，以及APM系统运力资源的调整和运行模式的转换时间过长。

2 基于航班计划的运行效率提升

2.1 捷运系统运行模式自动编排系统设计

2.1.1 旅客数量预测

APM系统的运行依据于每日的APM系统运行计划与运行模式。其效率高低取决于全天各时段进出港旅客的数量分布与计划、模式的编排匹配度。而影响旅客数量的因素为各架次进出港航班的旅客数量以及旅客到达捷运站台的时间。根据对站台旅客数据的大量调查发现，首都机场出港旅客到达站台的时间与该架次航班的结柜时间的差值符合对数正态分布的规律。

出港旅客到达站台的时间与该架次航班的结柜时间之差的对数正态分布拟合图如下：

2.1.2系统设计

运行模式自动编排系统划分为3个子系统：（1）参数输入系统；（2）人工录入系统；（3）模拟计算系统，以及动画演示系统。参数输入系统用于设定模型参数，如旅客到达时间服从分布的设定值、航班平均结柜时间等。人工录入系统用于中控员手动录入T3-D航站楼的航班信息。模拟计算系统用于自动计算各时段站台旅客数量。最终的计算结果由动画演示界面给出。

自动模式编排系统流程设计

2.2 捷运系统旅客预警系统设计

2.2.1 系统功能简述

APM系统中控员可通过中控屏幕浏览2小时内到港航班信息列表（包括航班号、航班人数、预落时间、实落时间等）。当发现自动报警或机位信息出现特殊情况时（举例，如20分钟内预落两架次C类航班、1小时内预落两架次E类机型以上航班等），系统可实现反红闪烁预警，APM系统中控员随即可协同相关部门进行航班分配的实时调整。同时中控员可根据到港航班预警情况做好提前更改运行模式或者备车上线的准备，以缓解旅客密集进出港的压力。

2.2 系统架构设计

使用首都机场数据中心系统总体架构。数据中心通过CIIMS接口、MB接口、报文数据接口、空管数据接口、航空公司数据导入等多种接口方式，接入航班计划、航班动态、资源分配、资源使用、保障环节等全业务流程、多来源业务信息。同时，使用数据中心应用架构，在数据中心应用平台上构建“捷运系统旅客预警大屏应用”、“捷运系统统计分析报表”等应用功能。另外，使用数据中心统计分析报表工具功能，针对所需输出的数据进行导出（导出格式为Excel或PDF）。

使用数据中心Java EE及Portal技术架构，构建B/S三层体系应用来实现相关运行业务应用。

2.3 运行效率提升效果检验

机场评估旅客捷运系统运行效率的指标以机场客户的需求为主，一般情况下以单位时段内，旅客捷运系统的运力是否能够有效满足现场旅客的转运需求作为评价标准，即对旅客捷运系统的转运效能评价。当划分的时间单位越短时，越能反映出现场的运行效果情况。当运力不足的时段小于总时段个数的2%时，可认为转运效率较高。

提升方案实施前的转运效率，以2013年某月月进港旅客数据为例。当时间间隔为30分钟时，单月总是段数为1488个，运力不足时段数为70个，比例为3.02。说明在提升方案实施前的运行效率高于2%的标准比例，运行效率不高。而在提升方案实施后，以2014年某月月进港旅客数据为例。当时间间隔为30分钟时，单月总时段数为1488个，运力不足时段数降低为31个，比例降低至1.04%，符合标准。

3 结语

为了更好地满足国际大型机场、超大型机场旅客转运效率，以及旅客在转运过程中的便利性、舒适性，包括北京首都国际机场、新加坡樟宜机场、德国法兰克福机场在内的国际大型机场，均采用了旅客捷运系统，以满足旅客的转运需要和机场运作的功能需求，而上海浦东等国内大型枢纽机场也在开始规划类似系统的实施与建设工作。随着捷运系统在国内外的广泛应用，其运送旅客的效率评价标准以及运行效率提升技术，必将成为越来越多机场需要面临的问题。本文从捷运系统的运行特点以及机场的功能需求入手，基于航班计划和旅客数量的软件技术开发，以捷运系统运行模式自动编排系统、旅客预警系统为基础，配合灵活的备用车辆调用模式，实现在线捷运车辆动态调整，满足首都机场日益增长的旅客转运需求，以及提升进出港旅客的转运效率、安全与服务能力。该提升技术的应用也将对国内外枢纽机场的捷运系统运行效率提升具有借鉴意义。

参考文献：

[1]祖国强.大型机场旅客捷运系统运作管理探究[J]. 机场建设，2013增刊，总第98期：11-13.

[2]王超.浅谈首都机场APM系统站台旅客人数的预测方法[J].中国科技纵横，2014，05（189）：25-27.