李子星，王華彬，王樹波，林詩昌

(三亞新機場投資建設(shè)有限公司，海南 三亞 572000)

0 引言

隨著中國航空運輸業(yè)的快速發(fā)展，民航運輸量逐年增長，相關(guān)配套基礎(chǔ)設(shè)施將加快建設(shè)。未來幾年中國將大量新建或改擴建機場[1]。建造陸地機場需要占用大量的土地資源，增大城市土地供應(yīng)緊張趨勢，還會帶來噪聲擾民、制約城市擴張及增加安全隱患等問題。建造海上機場則可在很大程度上避免這些問題。海上機場懸于海外，不占用土地資源，噪聲污染對城市影響較小，且視野開闊，周邊沒有障礙物遮擋，有利于飛行安全。諸多優(yōu)勢使海上機場作為機場建造的可選方式之一，受到許多沿海城市的重視。世界范圍內(nèi)已建成約8座海上機場(離岸式，下同)[2]，中國也已有多個海上機場處于論證或建設(shè)準備階段。海上機場為中國機場建設(shè)提供了全新的方向。

機場對外交通是機場建設(shè)規(guī)劃的重點之一，中國學(xué)界對陸地機場交通規(guī)劃方面的研究較為深入，但對于海上機場相關(guān)研究開展較少[2-3]。相較于陸地機場，海上機場對外交通體系更為復(fù)雜，除了公路交通和軌道交通，還包括水上交通。海上機場水上交通旨在滿足機場供油、客運、貨運及海上救助等方面的需求，而旅客運輸是交通運輸?shù)闹饕康模Ｉ蠙C場是否需要設(shè)置水上客運交通，對于這一問題有必要進行細化探討。本文選取中國香港國際機場(以下簡稱“香港機場”)、韓國仁川國際機場(以下簡稱“仁川機場”)和日本關(guān)西國際機場(以下簡稱“關(guān)西機場”)這3 個運行較為成熟的典型海上機場為研究對象，通過分析影響這3 個機場現(xiàn)狀客運碼頭配置的主要因素，為中國的海上機場對外交通規(guī)劃提供參考。

1 案例機場概況

香港機場位于大嶼山以北的赤鱲角，距離市中心約35 km，1998年建成，用以替代位于市中心擴展受限的啟德國際機場。香港機場擁有2 條3 800 m 跑道，2017年旅客吞吐量達7 286.7萬人次[4]，是全球最繁忙的機場之一。香港機場總面積約12.48 km2，其中9.38 km2是回填形成的人工島。香港機場為國際樞紐機場，連接全球約190 個航點，主要通航地為中國大陸、臺灣地區(qū)、東南亞和日本等。

仁川機場位于仁川市西北的永宗島，2001年投入使用，距離首爾市中心約52 km，擁有 2 條 3 800 m 平行跑道和 1 條 4 000 m 獨立跑道，2017年旅客吞吐量達6 215.7 萬人次[5]，是韓國最大的民用機場?，F(xiàn)永宗島是在原來的永宗島、龍游島和三木島等小島的基礎(chǔ)上經(jīng)填海連接而成，總面積63.8 km2，其中仁川機場核心區(qū)域占地面積約21.3 km2。仁川機場主要運營國際航線，主要通航地為中國大陸、東南亞和日本，為國際性樞紐機場。

關(guān)西機場位于大阪灣東南部離岸約5 km的海上，距離大阪市區(qū)約50 km，1994年建成，是世界上第一座完全人工島機場，2017年旅客吞吐量為2 880.2萬人次[6]。關(guān)西機場最初面積約5.1 km2，擁有1 條3 500 m 的跑道，2007年二期擴建工程完成后，面積增加至10.5 km2，并增加了1條4 000 m跑道。關(guān)西機場運營的航線中約25%往返日本國內(nèi)，國際航線主要往返中國(含港澳臺地區(qū))和韓國，為地區(qū)性樞紐機場。3 座機場的日常航班情況見表1。

2 進出機場交通系統(tǒng)

2.1 香港機場

珠三角地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達，人員往來頻繁，香港機場是該地區(qū)重要的航空中轉(zhuǎn)樞紐。赤鱲角距大嶼山島最近距離約200 m，兩者通過兩條公路橋和一條軌道橋相連接，機場對外設(shè)有一條高速公路(機場路)、一條城市道路(赤鱲角南路)以及一條城市軌道交通線(機場快線)(見圖1)。機場人工島北側(cè)還設(shè)有往返珠三角多個城市的客運碼頭——海天客運碼頭。此外，港珠澳大橋香港口岸位于香港機場東端的人工島，港珠澳大橋已于2018年通車運營，隨著大橋運行效率的提高，其也將日益成為香港機場重要的對外連接通道。

香港機場快線終點為灣仔區(qū)香港站，途經(jīng)博覽館站、青衣站和九龍站。此外，東涌線也可視為香港機場鐵路的一部分，乘客可以先從機場乘車到達東涌站，然后通過東涌線前往香港核心區(qū)域(見圖1)。東涌線與機場快線的路線基本一致，經(jīng)停站除青衣站、九龍站和香港站外，還增加了欣澳站、荔景站、南昌站和奧運站。機場路是一條雙向六車道高速公路，是香港8 號干線的一部分。8 號干線連接赤鱲角和沙田，包括北大嶼山公路、青嶼干線和青沙公路，是香港機場與城市中心區(qū)域之間往來的主要公路系統(tǒng)。赤鱲角南路是一條雙向四車道城市道路，是香港機場城市道路的一部分。海天客運碼頭位于赤鱲角東側(cè)，通過高速船與珠三角地區(qū)的其他9 個口岸連接，分別是東莞虎門、廣州蓮花山、廣州南沙、澳門外港客運碼頭、澳門氹仔、深圳福永、深圳蛇口、中山及珠海九洲。香港機場沒有設(shè)置與市中心之間的海上客運航線。

2.2 仁川機場

仁川機場是韓國最大的民用機場，主要服務(wù)首爾都市圈，但其服務(wù)輻射范圍幾乎可以覆蓋整個韓國。首爾都市圈包括首爾、仁川和京畿道三大城市，還有周邊一些小型城市，人口超過2 300 萬人，是韓國人口與經(jīng)濟的核心區(qū)域。

仁川機場人工島建有兩座跨海大橋，分別是位于東北側(cè)的永宗大橋和東南側(cè)的仁川大橋(見圖2)。永宗大橋是一座公鐵兩用橋，承載一條鐵路和一條雙向六車道高速公路，旅客經(jīng)此線路主要前往首爾方向。仁川大橋連接仁川南部的松島新城，承載一條雙向六車道高速公路，該高速公路銜接仁川南部高速公路網(wǎng)，方便首爾都市圈南部及韓國東南部地區(qū)旅客往來機場。永宗島東側(cè)設(shè)有渡輪碼頭——永宗碼頭，與仁川月尾島之間有擺渡航線。

仁川機場對外軌道交通有機場鐵路和高速鐵路兩種方式。機場鐵路終點為首爾，其列車分為普通列車和直達列車兩種，普通列車形制與地鐵接近，中途?？?0 站，全程58 min；直達列車形制接近火車，中途不停，全程43 min。仁川機場高速鐵路(KTX)站于2014年開通，連接京釜線、京田線、湖南線和全羅線，旅客可以乘坐KTX 直達釜山、浦項等較遠的城市。KTX 具有速度快、運輸距離遠等優(yōu)點，但車次較少。在永宗大橋建成以前，永宗碼頭是永宗島唯一的對外連接通道。機場航站樓和永宗碼頭之間有往返擺渡公共汽車，旅客可以從仁川月尾島乘渡輪抵達永宗碼頭，再換乘公共汽車到達機場。

2.3 關(guān)西機場

關(guān)西機場地處大阪灣東南部，與大阪神戶機場和大阪伊丹國際機場共同構(gòu)成京阪神都市圈民航機場組合。關(guān)西機場只有一條跨海大橋，位于人工島東側(cè)，采用雙層設(shè)計，上層承載一條雙向六車道高速公路，下層為鐵路。人工島北部設(shè)有高速船客運碼頭。

表1 案例機場日常航班量Tab.1 Daily flight volumes of the case airports 架次

圖1 香港機場對外交通線路Fig.1 Connection traffic lines of Hong Kong International Airport

圖2 仁川機場對外交通線路Fig.2 Connection traffic lines of Incheon International Airport

圖3 關(guān)西機場對外交通線路Fig.3 Connection traffic lines of Kansai International Airport

關(guān)西機場對外有兩條地鐵線路——JR關(guān)西機場線和南海電鐵關(guān)西機場線，兩條線路共用一條軌道，分別由西日本旅客鐵道株式會社和南海電氣鐵道株式會社運營[14]。JR關(guān)西機場線使用的列車有關(guān)西機場特快Haruka號和機場快速兩種。特快Haruka號列車速度快，座位固定，形制與火車接近；機場快速列車速度相對較慢，座位不固定，形制與地鐵接近。南海電鐵關(guān)西機場線使用的列車有特快Rapi:t 號和機場快車兩種，特快Rapi:t的形制和服務(wù)與特快Haruka類似，而機場快車與JR 快速列車類似。兩條線路最終匯入京阪神都市圈內(nèi)發(fā)達的地鐵系統(tǒng)，旅客可以方便地往返機場和環(huán)大阪灣內(nèi)任何一個城市(見圖 3)。

京阪神都市圈內(nèi)公路系統(tǒng)也十分發(fā)達，關(guān)西機場通過聯(lián)絡(luò)橋連接大阪高速公路網(wǎng)。旅客可以乘坐公共汽車往返機場與周邊100 km內(nèi)的主要城市。高速船是關(guān)西機場獨具特點的對外交通方式，關(guān)西機場對外高速船線路有兩條，分別連接神戶機場和淡路島。往神戶機場方向約60 min發(fā)行一班，往淡路島方向船次相對較少，每天共發(fā)行約5班[14]。航站樓和高速船碼頭之間有擺渡公共汽車，中轉(zhuǎn)十分便捷。

3 案例機場客運碼頭配置影響因素

3.1 客運需求

3.1.1 機場客流量

根據(jù)多個大型國際機場的客流構(gòu)成數(shù)據(jù)統(tǒng)計[15]，乘客約占機場客流總量的49%，迎送人員、機場工作人員和其他人員分別約占25%，18%和8%。如按此比例，結(jié)合3個機場的年旅客吞吐量數(shù)據(jù)，可估算香港機場、仁川機場和關(guān)西機場2017年的總客流量，分別約為14 871 萬人次，12 685 萬人次和5 878 萬人次。如客流集中率取1.2，則3 個機場高峰日客流量分別為48.9 萬人次，41.7萬人次和19.3萬人次(高峰日客流量=年總客流量×集中率/365)。

表2 為案例機場日常分時段航班量統(tǒng)計。分析可知，3 個機場日常航班起降高峰時段集中在9:00—23:00，3 個機場高峰小時航班量占全天航班總量的比例分別為6.4%(16:00—17:00)，6.5%(19:00—20:00)和 8.3%(10:00—11:00)。機場客流高峰與航班量高峰存在直接相關(guān)關(guān)系，本文將其簡化為線性關(guān)系，即認為3 個機場高峰小時客流量占全天客流量的比例，與高峰小時航班量占全天航班量的比例一致。則3 個機場最大高峰小時客流量分別為3.13 萬人次，2.71 萬人次和1.60萬人次(最大高峰小時客流量=高峰日客流量×高峰小時客流比)。

3.1.2 陸路交通旅客輸送能力

按照中國的道路設(shè)計標準，設(shè)計速度為80 km·h-1的六車道高速公路路段的設(shè)計通行能力下限為7 200 pcu·h-1[16]；設(shè)計速度為60 km·h-1的四車道城市快速路路段的設(shè)計通行能力下限為2 400 pcu·h-1[17]。按此下限值計算，根據(jù)3個機場對外公路配置情況(見表3)，其對外公路通行能力分別為9 600 pcu·h-1，14 400 pcu·h-1和7 200 pcu·h-1。實際上案例機場對外公路的設(shè)計速度高于此值，因此其對應(yīng)的設(shè)計通行能力大于該結(jié)果。

香港機場公共汽車與小客車客流分擔比例約為2.2:1(46%:21%)，仁川機場約為1:1(35%:35%)[18]。日本機場非常重視公共交通運輸，公共交通所占比例相對較高，例如成田機場公共汽車和小客車的客流分擔比例約為1.7:1(26%:15%)[19]。為方便分析，統(tǒng)一將3 個機場公共汽車與小客車客流分擔比例取低值1:1。機場公共汽車與小客車的車輛換算系數(shù)按3 計算，公共汽車平均載客量按30 人·車-1計算，小客車平均載客量按1.5人·車-1計算。則公路旅客輸送能力符合式中：Ct為道路旅客輸送能力/(人次·h-1)；Cl為道路通行能力/(pcu·h-1)。

據(jù)此計算，香港機場對外公路(不含港珠澳大橋)旅客輸送能力約為25 040 人次·h-1，仁川機場與關(guān)西機場分別約為37 560人次·h-1和18 780 人次·h-1。該結(jié)果沒有考慮貨運等運輸需求，貨運量在機場對外公路運輸量中比例很小，可忽略。

香港機場快線使用的列車一般由8 節(jié)車廂編組，設(shè)計定員1 221 人[20]，平日(工作日，下同)運行228 班(往返，下同)，發(fā)車頻率較為均勻，運營時段每小時往返約12班[10]。以此計算，香港機場快線日常輸送能力約為14 652人次·h-1。

仁川機場鐵路普通列車通常由6 節(jié)車廂編組，定員918 人[21]，平日全天共運行305班，高峰時段每小時運行18班[22]。直達列車定員260人[21]，平日全天共運行52班，高峰時段每小時運行8 班。此外，韓國高速列車(KTX)仁川機場線日常運行約20班，平均每小時運行2班，通常采用10節(jié)車廂編組，定員363 人[23]。綜合計算可知，仁川機場軌道交通日常運輸能力約為19330人次·h-1。

表2 案例機場日常分時段航班量統(tǒng)計Tab.2 Statistics on daily time interval flight of the case airports

JR關(guān)西機場快速主要采用225系列車[24]，通常由8節(jié)車廂編組(其中4節(jié)車廂往返關(guān)西機場)，定員1 091 人，平日運行120 班，平均 8 班·h-1。JR 關(guān)西機場特快 Haruka 號采用281系列車，通常由6節(jié)車廂編組，定員278人，平日運行60 班，平均4 班·h-1。南海機場快車主要采用1 000系列車[25]，一般由6節(jié)車廂編組，定員898 人，平日運行130 班，高峰時段每小時運行約10 班。南海特快Rapi:t 號采用50 000 系列車，一般由6 節(jié)車廂編組，定員252人，日常運行64班，平均4班·h-1。綜合計算可知，關(guān)西機場軌道交通日常運輸能力約為15 464人次·h-1。

圖4 案例機場公共汽車流向及比例Fig.4 Bus flows direction and proportion of the case airports

綜上，3 個機場陸路交通日常旅客輸送能力分別約為4.0 萬人次·h-1，5.2 萬人次·h-1和3.4萬人次·h-1(見表3)。若加大通行密度還有進一步增長的空間。此外，機場旅客中未區(qū)分中轉(zhuǎn)旅客，實際上3 個機場旅客中轉(zhuǎn)比例均較高，而中轉(zhuǎn)旅客中的很大部分只在機場停留，不會增加進出機場交通系統(tǒng)壓力?？梢姡咐龣C場陸路交通運輸能力完全可以滿足高峰時段的客運需求，在機場客運量方面，水上交通補充作用意義不大，分擔客流量不是這3個機場設(shè)置客運碼頭的主要目的。

3.2 地形因素

3.2.1 機場旅客流向

如前所述，案例機場公共汽車分擔的旅客比例較高，因此公共汽車的流向可以很好地反映旅客的流向。

香港機場公共汽車主要流向香港市區(qū)，其中流向香港城市中心區(qū)域(維多利亞港兩岸區(qū)域，包括香港島、觀塘區(qū)、九龍城區(qū)、油尖旺區(qū)、深水埗區(qū)和葵青區(qū))的比例約為31.5%，流向香港城市外圍區(qū)域(中心區(qū)域以外)的比例約為43.1%，流向珠三角其他城市的比例約為22.8%，流向珠三角以外的比例約為2.6%(見圖4a)。仁川機場的公共汽車主要流向首爾市(35.6%)、仁川市(27.5%)和京畿道(23.7%)，流向韓國其他區(qū)域的比例合計約為13.1%(見圖4b)。關(guān)西機場公共汽車主要流向大阪府(57.0%)和兵庫縣(20.3%)，流向其他區(qū)域的比例都不足10%(見圖4c)。

3.2.2 水、陸交通運輸效率比較

案例機場旅客主要流向機場所在城市，即機場主服務(wù)城市，部分流入機場周邊城市，即機場輻射城市。其中旅客流入比例較大的輻射城市可稱為主要輻射城市。案例機場與主服務(wù)城市和主要輻射城市之間水、陸交通運輸效率的差異，可以為分析其水上客運交通布置的合理性提供依據(jù)。

相對于陸路交通，通過水上交通往來香港機場和香港中心區(qū)域所需時間更長。從香港機場到中環(huán)路程約35 km，公路無擁堵的情況下乘坐公共汽車前往約需要50～60 min，乘坐地鐵只需24 min。如果乘渡輪由機場前往中環(huán)，需要繞行大嶼山島，至少需要60 min(參考梅窩—中環(huán)渡輪航線的時間)。相反，通過水上交通往來香港機場和周邊主要輻射城市，比陸路交通所需時間少。例如，由香港機場乘坐公共汽車到達深圳福田約需60 min，乘坐地鐵到達緊鄰福田口岸的落馬洲站至少需要90 min；而乘坐快船到達深圳機場碼頭需要50 min，到達蛇口碼頭則只需要約30 min。

如果從仁川機場乘渡輪中轉(zhuǎn)前往仁川市中心，旅客需要先從航站樓乘擺渡公共汽車前往永宗碼頭，換乘渡輪后前往仁川月尾島碼頭(兩地之間相距約5 km，乘渡輪約需15 min)，再換乘陸路交通工具前往，相較直接通過陸路交通前往時間至少增加20 min，輸送效率降低。與陸路交通相比，水上交通速度慢，同等距離內(nèi)運輸效率低，通過水上交通往來仁川機場和周邊輻射城市所需時間較陸路交通更長。

通過水路和陸路從關(guān)西機場到達大阪中心區(qū)域的距離接近，因此水上交通沒有效率優(yōu)勢。但是如果前往兵庫，從關(guān)西機場出發(fā)乘坐地鐵到達神戶市區(qū)約需要90 min，乘坐公共汽車約需70 min，而乘坐高速船到達神戶機場只需要約30 min。

3.2.3 地形對水、陸交通運輸效率的影響

受岸線變化影響，案例機場與周邊城市的位置關(guān)系可以簡化為圖5 中的三種模式。香港機場位于珠江口東南緣，這種喇叭口式地形使得香港機場與沿岸城市間水路距離遠小于陸路距離(見圖5a)。相對于仁川機場，首爾位于內(nèi)陸腹地，其他主要城市大體沿岸排列，仁川機場與任一周邊城市之間水、陸距離相差不大(見圖5b)。關(guān)西機場地處半環(huán)形的大阪灣東南緣，機場與對岸神戶之間的水路距離遠小于陸路距離(見圖5c)。

香港機場和關(guān)西機場沒有配置連接主要服務(wù)城市的客運碼頭；永宗島建有連接仁川的客運碼頭，但永宗碼頭不是仁川機場的附屬碼頭，其先于仁川機場而建，主要服務(wù)當?shù)鼐用襁M出永宗島。因此，在嚴格意義上，案例機場都沒有配置連接主服務(wù)城市的客運碼頭。由此可見，緩解陸路交通壓力不是案例機場配置客運碼頭的主要目的。香港機場和關(guān)西機場的客運碼頭都是為服務(wù)主要輻射城市而建，而機場與這些城市之間的水路距離都遠小于陸路距離，通過水路可以明顯縮短旅客運輸時間。可見這兩個機場配置客運碼頭的主要目的是為了利用地形特點縮短運輸距離，提高運輸效率。進而可以推論，因為仁川機場與周邊城市之間水上距離和陸路距離接近，因而沒有必要配置客運碼頭。

綜上所述，案例機場與周邊城市之間設(shè)立水上客運通道的主導(dǎo)因素有兩個：1)機場與該城市之間的旅客流量，具有一定規(guī)模的旅客運輸需求是水上客運通道建設(shè)的前提；2)機場與該城市之間水、陸交通運輸效率差異，只有機場與該城市之間水路距離遠小于陸路距離，水上交通才具有相對優(yōu)勢，建立水上客運通道才具有合理性。機場與周邊城市之間水、陸距離由地形決定，所以地形是影響機場與周邊城市之間水、陸交通運輸效率差異的決定性因素。

3.3 安全因素

圖5 案例機場地形示意Fig.5 Topographic sketch map of the case airports'surroundings

海上機場主要通過跨海大橋與大陸連接，連接通道單一，處于半封閉狀態(tài)。但海上機場是一個人員往來密集的場所，這導(dǎo)致其安全具有天然的脆弱性。一旦跨海大橋連接中斷，將直接對海上機場的運行安全構(gòu)成威脅。臺風、地震等自然災(zāi)害以及各種人為事故，都會危及跨海大橋的正常運行。香港機場和仁川機場的跨海聯(lián)絡(luò)橋都曾因發(fā)生人為事故而短暫關(guān)閉，對機場正常運行造成干擾。香港機場和仁川機場都建有兩座聯(lián)絡(luò)橋，為雙通道聯(lián)絡(luò)結(jié)構(gòu)，且人工島以自然島嶼為基礎(chǔ)建造，具有較大的回旋余地，因此對災(zāi)害的抵御能力較強。關(guān)西機場是一座完全人工島機場，人員承載能力有限，且只建有一座跨海大橋，對災(zāi)害的抵御能力較弱，如果跨海大橋長時間關(guān)閉，將使其在很大程度上與外界隔離，可能會造成不可預(yù)見的災(zāi)難性后果。

海上機場，尤其是完全人工島機場，如果僅僅依靠跨海大橋一種形式與陸地連接，必然存在潛在的風險性。如果海上機場發(fā)生重大事故，將有大量人員需要疏散，在跨海聯(lián)絡(luò)橋關(guān)閉的情況下，水上交通可能將成為唯一的通道。客運碼頭具有很大的應(yīng)急救援潛力。例如，關(guān)西機場高速船的最大載客量為115 人·船-1，最大時速可達54 km·h-1[26]，緊急情況下可以大量快速疏散人員。從增強抗風險能力角度考慮，海上機場應(yīng)該盡可能考慮配建客運碼頭，平時作為交通設(shè)施，事故發(fā)生時可以作為應(yīng)急救援和人員疏散通道。

4 結(jié)語

案例機場陸路對外交通的運輸能力完全可以滿足其客運需求。因此，分擔客流量不是其配置客運碼頭的主要目的。案例機場客運碼頭的通航城市都具備兩個條件：1)與機場之間具有一定規(guī)模的旅客運輸需求；2)兩者之間水路距離遠小于陸路距離。由此可見，在有一定旅客運輸需求的前提下，利用地形特點縮短運輸距離提高運輸效率，是案例機場配置客運碼頭主要考慮的因素。海上機場因其具有半封閉性，從增強抵抗風險能力角度考慮，同等條件下應(yīng)盡可能配備客運碼頭。