内容简介

    本书在论述机场APM系统的功能与发展沿革的基础上，介绍了机场APM系统的技术架构，阐述了机场APM系统的规划流程、系统技术分析、选型决策方法以及各个子系统详细的规划方法。 全书共分为6章，分别是APM系统的历史及其在机场的作用，机场APM系统技术架构，机场APM系统规划流程及性能与功能要求分析，机场APM系统技术分析，机场APM系统技术制式选型决策方法，机场APM系统组件的规划等。
    本书可供从事机场APM系统规划、设计、施工、运维的技术人员和管理人员等使用，也可供从事其他轨道交通系统规划的研究人员以及高等院校相关专业师生参考。

前言

    2009年，《民用机场管理条例》开始实施，自此我国民航机场事业发展进入快车道。到2022年，我国运输机场总数超过250个，通用机场接近400个。同时还涌现出北京大兴国际机场、昆明长水国际机场等一批世界一流水平的超大机场样板工程。2023年，我国将进一步加大基础设施建设力度，颁证运输机场有望达到258个。
    大型机场的各种设施(包括航站楼、卫星厅、停车场等)占地面积很大，建设过程受诸多复杂因素的影响，各功能模块和产业园区的分布只能做到适度集中，导致这些功能模块之间，以及功能模块与产业园区之间的地面交通成为一个突出的问题，由此产生了对机场APM(AutomatePeopleMover，自动旅客捷运)系统的需求。
    APM是具有完全自动化、无人驾驶的运输系统，其特征在于车辆运行于特制的导轨上。1971年，第一套商业化运营的现代APM系统在坦帕国际机场建成，之后进一步推广应用于其他机场、城市商业区和主题公园等场所。APM系统不同于传统的重轨和轻轨公共交通，其典型技术特征是自动驾驶并采用比传统铁路更窄的轨道和更小的车辆。目前全球已有数十个APM系统在大型机场运营，分为机场空侧APM系统和陆侧APM系统。陆侧APM系统更接近于城市轨道交通系统，机场特色不明显。而空侧APM系统则主要服务于机场航空旅客，属于机场功能的一部分。早期的空侧APM系统通常用于解决航站楼内、航站楼与航站楼、航站楼与卫星厅的连接问题。近年来，APM系统在机场范围内的应用更为广泛，包括联系陆侧的各功能区，例如城市或城际轨道交通车站，大型停车、租车设施，酒店Ⅱ机场APM系统制式选型与规划方法等。与欧美国家相比，我国机场APM系统的发展较晚，尤其是在空侧APM系统方面。最早建设空侧APM系统的机场是香港国际机场与台北桃园国际机场，分别于1998年和2003年开通，北京首都国际机场于2008年2月29日开通了第一套空侧APM系统，上海浦东国际机场空侧APM系统于2019年9月16日开通，深圳宝安国际机场空侧APM系统于2021年12月开通，成都天府国际机场的空侧APM系统也即将开通。目前，我国越来越多的省会城市机场已经将空侧APM系统纳入了机场规划之中。
    本书主要讨论机场空侧APM系统的制式选型与规划方法。需要指出的是，我国机场APM系统发展的时空背景与欧美等国有很大的不同。欧美地区各国人口密度低，民用航空业发展较早，最初所建设的机场大多数都没有规划APM系统。之后，由于航空旅客长期增长，机场扩建导致机场面积不断扩大，从而出现了对APM系统的需求。这就造成了他们的APM系统实施的物理空间条件较差，必须选择具有较小的转弯半径和良好的爬坡性能的运载工具，灵活轻巧的胶轮路轨车辆正好能够满足这种空间环境的苛刻要求。
    相比而言，我国的机场建设是规划先行，可将APM系统的规划与机场规划同步进行。与此同时，经过多年高速发展，我国城市轨道交通的建设呈现出制式多样化、技术多元化的趋势，传统轻轨、跨坐式单轨、胶轮路轨、中低速磁浮、有轨电车等中低运能系统的实践和探索积累了丰富的经验，这就为APM系统的选型和规划创造了较好的环境。在国内机场APM系统尚未形成主流发展方向的情况下，可根据不同机场APM系统市场发展的需求，通过不断的实践、总结和提升，最终形成具有中国特色的机场APM系统技术和产业。
    系统制式选型是机场APM系统规划中极为重要的一环。作为系统最核心、最关键的设备，APM车辆的制式和技术状态在相当程度上决定了系统的效能，因此机场APM系统制式的选型实际上是围绕车辆制式选型而展开的。这是一个涉及交通运输工程、车辆工程、道路与铁道工程等多门学科的具有多学科交叉性质的重要课题。
    机场APM系统规划属于机场总体规划中的一个部分，它与机场规划的其他内容相互交叉，存在着密切的关系，因此机场APM系统的规划人员应同时具备机场和轨道交通两方面的技术背景。然而，从我国的工程实际经验来看，机场APM系统的规划主要由机场方面实施，其研究团队在机场设施的规划方面有丰富的经验，但通常不太熟悉APM系统及其与机场设施和功能模块之间的接口关系，给规划工作带来一定的困难。为了提升国内机场APM系统技术的总体水平，国家民航局将《大型枢纽机场旅客捷运系统关键技术研究与应用》列入2015年重大科技专项。该项目由北京首都国际机场和北京交通大学相关专家、教授、研究生等组成的研究团队承担，主要针对机场APM系统核心技术及其应用开展专题研究。
    本书作者，北京交通大学柳拥军，曾作为课题组主要成员参与了该项目的研究，主要负责“大型枢纽机场旅客捷运系统关键技术研究与应用(车辆选型)”子课题。该子课题通过建立传统轻轨、跨坐式单轨、胶轮路轨、中低速磁浮、有轨电车等不同制式的轨道车辆的运行仿真模型，获得相应的技术指标体系;在此基础上研究了能够满足机场设计、建设、运行管理需求的机场APM系统车辆选型计算机辅助决策技术，能够通过数据、图表等多种方式呈现不同参数条件下机场APM系统的适应性。
    本书是在课题研究成果的基础上撰写，并进一步研究了空侧APM系统各组件与机场各功能区之间的接口技术。全书各章围绕机场APM系统制式选型与规划的核心要素和关键步骤展开，首次系统地阐述了机场APM系统的技术架构，提出了APM系统规划与制式选型的决策方法和通用流程，并详细探讨了系统各组件与机场各功能区接口的技术方案。
    全书共分为6章，第1章论述了APM系统的历史及其在机场的作用。第2章描述了机场APM系统技术架构。第3章阐述了机场APM系统规划流程及性能与功能要求分析。第4章对机场APM系统潜在的可选择制式进行了详细的技术分析。第5章以国内某大型枢纽机场空侧APM系统的规划为例，论述了制式选型决策方法的原理。第6章阐述了机场APM系统各组件与机场各功能区的接口技术，并给出了具体的规划方法。
    由于著者水平有限，书中难免有不足之处，恳请广大读者批评指正。

著者
2022年8月

目录

第1章 APM系统的历史及其在机场的作用………………………………………………………1
1.1 APM系统的起源……………………………………………………………………………1
1.2 现代APM系统的起源与发展……………………………………………………………2
1.3 机场APM系统的历史沿革………………………………………………………………5
1.4 现代机场APM系统的功能定位…………………………………………………………9
小结…………………………………………………………………………………………11
第2章 机场APM系统技术架构…………………………………………………………………12
2.1 概述………………………………………………………………………………………12
2.2 车辆与轨道………………………………………………………………………………12
2.3 电力牵引和设备供电系统………………………………………………………………23
2.4 行车指挥系统、控制和通信系统………………………………………………………29
2.5 车站………………………………………………………………………………………33
2.6 车辆维护与管理基地……………………………………………………………………37
2.7 机场APM系统运输组织…………………………………………………………………38
2.8 机场APM系统运维管理…………………………………………………………………40
小结…………………………………………………………………………………………42
第3章 机场APM系统规划流程及性能与功能要求分析………………………………………43
3.1 机场APM系统与一般轨道交通的差异…………………………………………………43
3.2 机场APM系统的规划原则………………………………………………………………45
3.3 国外典型的机场APM系统规划流程……………………………………………………47
3.4 适合中国的机场APM系统规划流程……………………………………………………51
3.5 系统性能要求分析………………………………………………………………………53
3.6 系统功能定位分析………………………………………………………………………58
小结…………………………………………………………………………………………61
第4章 机场APM系统技术分析…………………………………………………………………62
4.1 自动人行道………………………………………………………………………………62
4.2 巴士………………………………………………………………………………………65
4.3 有轨电车与轻轨…………………………………………………………………………71
4.4 胶轮路轨系统……………………………………………………………………………74
4.5 缆索动力轨道交通系统…………………………………………………………………75
4.6 单轨交通系统……………………………………………………………………………76
4.7 中低速磁悬浮系统………………………………………………………………………78
4.8 地铁系统…………………………………………………………………………………80
4.9 直线电机运载系统………………………………………………………………………82
4.10 个人捷运系统……………………………………………………………………………85
小结…………………………………………………………………………………………86
第5章 机场APM系统技术制式选型决策方法…………………………………………………87
5.1 技术制式筛选的直观比较法……………………………………………………………87
5.2 直观比较法筛选实例……………………………………………………………………91
5.3 多属性决策原理和方法…………………………………………………………………95
5.4 选型决策评价指标体系…………………………………………………………………96
5.5 无偏好条件下的选型方法………………………………………………………………98
5.6 考虑偏好的选型方法……………………………………………………………………102
小结………………………………………………………………………………………106
第6章 机场APM系统组件的规划……………………………………………………………107
6.1 线路规划…………………………………………………………………………………107
6.2 客流量估算及列车配置…………………………………………………………………114
6.3 车站规划…………………………………………………………………………………123
6.4 维护与储存设施规划……………………………………………………………………134
6.5 中央控制系统规划………………………………………………………………………138
6.6 供电系统规划……………………………………………………………………………141
6.7 附属设施规划……………………………………………………………………………143
6.8 运维模式的规划…………………………………………………………………………144
小结………………………………………………………………………………………147
参考文献……………………………………………………………………………………………148

柳拥军，北京交通大学轨道车辆专家。
主要研究领域：1.城市轨道交通技术与装备；2.轨道车辆系统动力学与控制。
主要研究方向：1.轨道交通车辆设计及运营维护理论与计算机仿真；2.新型轨道运载工具（包括磁悬浮车辆，直线电机车辆，独轨交通车辆等）及运用；3.轨道车辆动力学及控制。
主要成就：1.参与三项轨道车辆类国家级技术标准和两项轨道交通行业技术标准的编制；2.主持国家自然基金1项、省部级等重要科研项目4项，其他企业协作项目30余项，参与项目30余项，发表科研论文40余篇；3.主编本科车辆工程专业教材《城市轨道车辆》、《轨道车辆工程》。

本书可供从事机场APM系统规划、设计、施工、运维的技术人员和管理人员等使用，也可供从事其他轨道交通系统规划的研究人员以及高等院校相关专业师生参考。