基于提升旅客登机体验的机场摆渡车创新设计研究

2023-05-18 21:30汤军李家力
设计 2023年7期
关键词:提升

汤军 李家力

关键词:远机位 登机体验 提升 摆渡车 功能创新

引言

《“十三五”现代综合交通运输体系发展规划》关于运输机场建设项目中指出续建机场30个、新建机场44个、改扩建139个,迁建机场19个。其中据不完全统计,大型民用运输机场中远机位占机位总数比为59.5%,近机位普遍不足50%[1]。这表明高峰时间段远机位承载了约一半的周转任务。此外,据《“十四五”民用航空发展规划》预测,预计2025年,民用运输机场数量进一步增加达到270个以上,运输总周转量达到1750亿吨公里,旅客运输量达9.3亿人次。

为保障航空运输服务的快捷高效,打造更加人性化的远机位登机服务,围绕摆渡车的创新设计研究显得至关重要。本课题以研究远机位旅客登机体验的主客体出发,结合对摆渡车的系统性研究来进行创新设计,使其改善旅客远机位的登机体验。

一、旅客远机位登机体验的主客体因素分析

(一)旅客远机位登机的关键要素

1.旅客远机位登机流程

民用机场旅客登机方式大致可以分为以下两种方式:1.廊桥对接机舱门登机。2.乘坐摆渡车换乘登机梯对接机舱门登机。第二种为远机位登机方式,其流程图如图1所示:

以区域划分旅客远机位登机流程。在室内区域,旅客多能自主进行登机流程且自由度较高,多有人工服务辅助解决。此时旅客的登机体验主要受到旅客数量及业务办理效率影响。在室外区域,旅客自由度较低,其远机位登机体验受到多种因素影响,例如旅客年龄、携带行李数量、机场气候条件及摆渡车等其他服务设备工作效率。

2.旅客年龄及行李特征影响因素

(1)旅客年龄因素。摆渡车搭载的主体是旅客,登机行为的行使主体亦是旅客。目前根据“个推”大数据显示,旅客中年比例不断增加,35岁以上占比达到54.18%,其中45岁以上人群达16.62%。其中具有母婴相关特征的人群占比有6.82%。据以上数据可知,现行远机位登机方式对于携带登机行李的老年人、残障人士、妇女及婴幼儿儿童并不友好,未充分考虑到该类旅客对于远机位登机体验的便利性诉求。此外预计2035年,我国人均出行次数将超过1次,但我国目前有8500万残疾人士,60岁以上老人超2.6亿次。

(2)旅客行李特征因素。旅客携带行李可以分为随身行李、登机箱及托运箱。同时,由于主要研究对象受随身行李影响较大,因此针对随身行李进行深入的研究。

根據《大型机场旅客城市空间分布预测与交通方式选择行为研究》调查表明,北上广民用机场旅客平均随身携带行李数约为1件[2]。而旅客随身行李大致可以细分为手提袋、双肩包和20英寸以内的小型行李箱。商务航线的旅客携带随身行李数较少,多以20寸以内的小型行李箱及背包为主;处于旅游旺季的热门航线的旅客普遍会携带多个手提袋登机;同时,通过实地观察发现,中老年旅客会倾向于携带更多的手提袋。

(二)影响远机位旅客登机体验客体因素

1.机场的天气因素

机场的天气是影响远机位旅客登机体验最为主要的环境因素,其中雷雨天气、大风天气、降雪天气和高温天气极大影响旅客远机位的登机体验。以2019年大兴国际机场通航一周年数据为例,雷雨天气出现在4-9月份,以5-8月份为主;大风天气多出现在11月-12月和3月-4月;降雪天气出现在11月-2月,多为小雪天气;而高温天气出现在5-8月份,且温度能达35°C及以上,最高可达38°C。据数据可知每个月份都有恶劣天气,此外因温度原因,5-8月及11-2月期间会对远机位旅客产生最大且持续最长的影响。

2.远机位空防管控政策

对于远机位旅客登机体验而言,安全是最为根本的需求,而如何有序管控远机位旅客行为成为重中之中。现如今的管控政策只是禁止旅客进入停机坪等一些强制命令,缺乏强制规范,依旧出现旅客下摆渡车后随意行走拍照或掉落FOD(机场跑道异物)的现象,更有甚者冲至滑行道等。为保障政策完全实施,需设备来强制旅客行为,以达到旅客安全登机的体验诉求。

3.现役摆渡车的工作形式

摆渡车承担运输旅客的重要任务,是影响旅客远机位登机体验重要设备之一。其路程时间以及便利性是旅客最为关心的因素,但摆渡车运作却是有十分严格的流程要求,其行驶速度、行驶路径和行驶范围都有明确的规定,例如,作业区规定了摆渡车停靠场所;道路边限制其路径及行驶距离;避让点要求其停车让行等。因此难以通过缩短摆渡车行程时间来达到提升旅客远机位登机体验的目的。

而在对摆渡车的工作流程研究中,发现其便利性有着极大的改善空间。摆渡车客满后,依照规划好的路线由航站楼行驶至远机位,如图2所示,到达远机位工作区后,旅客依次下次,步行至客梯车并有序登机。而这一过程中,旅客换乘存在着极大不便的情况,如图中虚线所指,极易受到恶劣天气影响。

二、基于提升旅客登机体验的摆渡车设计构想

(一)现役摆渡车主要功能组成。现行摆渡车大致可分为三类:1.城市大型客车改装车;2.货车牵引头和大型客车车厢组成的半挂车;3.专门设计和制造的特种车[3]。目前多数研发的摆渡车是作为特种车辆的摆渡车,车身宽度能达3m,长度接近14m,如图3所示:

(1)前置前驱:由于摆渡车载荷较大因此技术方案主流采用前置前驱。该方案不仅保证超低地板的平整性还实现更小的转弯半径。

(2)低地板全承载式结构:低地板全承载式结构能稳定载荷,使车身保持平衡状态。现行的摆渡车在此基础上,还利用空气悬挂,致使车辆向一侧倾斜,提供地板更低的“跪式”服务,目的在于为特殊乘客(使用轮椅的乘客或老人)提供便利。

(3)双边对开门:由于摆渡车作为特种车辆,其载人达110人左右,一次性上下乘客数量大。为解决上下人效率问题,通常采用双边对开门,且对开门数量不低于4个。

(4)站立面积:摆渡车与普通客车不同,其目的在于短途运输,如何扩大站立面积成为摆渡车主要的考虑因素。

(5)座位安置:摆渡车内部结构组件不可避免会致使地板凸起,为充分利用空间会在凸起区域设立座位,满足弱势群体的诉求,此外规定座位不能少于6座。

(6)轮胎:摆渡车多采用前单胎后双胎的布局方式,利于减短刹车线同时稳定载荷。

(二)以提升旅客登机体验提出构想。由前文分析得出,旅客远机位登机体验的核心痛点主要是在大风、高温或雨天下,旅客会被风吹、日晒、雨淋的问题。结合现行摆渡车结构布局图设想了三种初步解决方案:1.摆渡车外接折叠棚,通过折叠棚使摆渡车与客梯车直接形成一个半封闭的通道,进而达到遮阳遮雨的需求,如图4方案一所示;2.摆渡车尾车部分设立后车门,同时更改停靠路径,由后车门直接对接客梯车,如图4方案二所示;3.摆渡车作为特种车辆进行再设计,使摆渡车旅客车厢具备提升功能,省去客梯车这个中间环节,如图4方案三所示。

(三)设计方案评估。方案一目标在于设计摆渡车的外接设备来实现设计需求,但存在着机动性差、如何存放等问题,此外操作过程中需人工辅助;方案二目标在于重新设计摆渡车的尺寸以及旅客上下车方式,使摆渡车直接停靠在客梯车旁或车尾设计对开门对接客梯车,虽有效解决机动性问题,但摆渡车与客梯车之间也存在较大缝隙;方案三目标在于对摆渡车进行功能创新设计,其优点是使旅客犹如在候机厅廊桥登机。

综合分析后确定具有升降功能的方案三为理想方案,该方案对于旅客而言具有极大的便利性,也能解决弱势群体的登机诉求,同时对机场空防管控安全要求而言,具有更强的管控性,能防止旅客乱跑,甚至还能解决偷渡问题。

(四)升降式摆渡车工作流程构想。为达到旅客“一步登机”的需求,摆渡车须具有客梯车的功能。而客梯车是为旅客提供可上升的平台,使旅客產生纵向位移[4]。为此升降式摆渡车工作流程构想大致为:车辆出发-到达登机口-旅客登车-行驶至飞机停机位-确定安全位置-展开支撑脚-平台上升-旅客登机。

前段流程为摆渡车基本服务流程的一部分,后段则是客梯车服务流程的一部分,初步结合两者主要服务流程即可达到升降式摆渡车的工作流程。但实际客梯车的工作流程中,其最早的服务对象为机务人员,其次是搭载摆渡车登机的旅客,最后是零散人员。其中机务人员环节依旧需专用楼梯车来提供登机服务,而升降式摆渡车则主要承担旅客及后续零散人员上下机的任务。为此在升降式摆渡车工作流程完成之后,还须设立楼梯以便零散人员上下机。

三、升降式摆渡车设计实践

(一)升降式摆渡车设计方案。根据升降式摆渡车工作流程构想,结合现行摆渡车主流技术方案,提出具有较高可行性的升降式摆渡车设计方案。先将整个摆渡车分为三块区域:驾驶室区域、乘客车厢区域以及底盘承载区域,如前文图3所示,其中驾驶室区域包含了前置前驱的动力系统。这样的目的在于一开始便能独立乘客与驾驶员,明确设计方向。

基于区域划分后,提出可行性区域构想:(1)驾驶室区域:驾驶区域属于独立区域,与乘客车厢互不影响,采用独立的换气系统;设立广阔的可视范围,便于驾驶员时时掌握车况。(2)车厢区域:车厢内部设立110人以上的站立区域,在后车轮附近设立座位;由于车厢也属于独立区域,可将该区域分离进行抬升,车厢直接对接机场舱门;车厢前段须设双开门。(3)底盘承载区域:底盘承载区域需设有可收缩的支撑脚,增大摆渡车在运行升降平台时的稳定性。

(二)升降式摆渡车可行性分析。目前,机场地面服务车辆中有一种特种车辆具备较大的载货能力,同时又具备升降功能——航空食品装运车。其中德国DOLL FAHRZEUGBAU有限公司的X-Catseries能承载50 0 0kg的货物进行升降运动,升降高度最高能达8.3m,其采用的结构为剪叉式升降结构,如图5所示,整个升降机构采用铰链式的剪叉机构,其中“X”形剪叉机构充当车厢的支撑平台,一端为固定端,另一端为移动端。一方面,剪叉式结构由液压缸的膨胀运动转化为垂直运动,另一方面移动端的底部滑块又由另外液压泵驱动的液压缸提供横向动力,保证其升降平台的稳定性。通过这些机制的相互作用进而实现升降平台平稳的运行。因此升降式摆渡车将采用该升降结构达到平稳抬升的目的,此外,车厢底部还需应用一组液压泵驱动装置,使车厢能进行横向运动,以便对接飞机舱门。

为保障其稳定性还需采用大型吊车支腿,支腿构造特性是结构紧凑、强度高、刚度好,布局特点为左右各两支腿,前后布置;其原理为液压缸使支腿外伸,达到作业要求的支腿跨距后,再由垂直油液压缸支撑整车向上移动,促使轮胎离地并达到水平状态。通过四个支腿的支撑点形成的矩形水平包围面积,能保证升降式摆渡车在任何工作情况下抗倾覆稳定性的要求,极大提高了其安全性[5]。

(三)升降式摆渡车服务流程及功能设定。

1.乘客登车:由于车厢区域与底盘承载区域之间需设立升降机构,不可避免导致底盘增高,需为旅客提供登车的台阶。

2.远机位定位:为确保乘客安全及抬升机构工作安全,须在升降旅客车厢前,通过红外线测距及扫描等技术对周围环境信息进行收集及分析,确保摆渡车到达飞机附近的安全位置。

3.展开支腿:布局为左右各两支腿前后布局,采用隐藏式设计。

将结构设计于车底盘内,作业时伸出。

4.升降机构运作:剪叉机构运作,将旅客车厢抬升到指定高度;同时由于机场的特殊性,车厢顶部及尾部须设立警示灯,确保工作安全。

5.活动平台对接:为防止对飞机产生损伤,车厢与舱门直接须设缓冲区域。该缓冲区域由可供旅客行走的活动平台、防日晒雨淋的折棚及起缓冲作用防撞橡胶组成。[6]6.旅客登机照明:车厢前段须设立对开门及照明系统,确保旅客有序安全登机。

7.后续人员登机:因存在零散人员登机可能性,方案须提供在不改变升降式摆渡车地理位置的登机方式。为此利用剪叉机构强大的支撑结构,通过左右之间形成的空间设立楼梯,满足后续人员登机需求。

(四)升降式摆渡车设计细化及展示。现行摆渡车长度接近14m,宽接近3m。因此本次升降式摆渡车尺寸应控制在该范围内,设计尺寸为长L=1350mm,宽M=307mm,高H=270mm。升降式摆渡车升降高度设定在1.1m-6m之间,满足中各类航班类型的舱门高度需求。

图6所示,是行驶过程中的升降式摆渡车形态,整体设计充分利用空间,使各功能组件和谐统一,驾驶区域与乘客区域分离开来。驾驶区域设计能为驾驶员提供广阔的视野,以便随时观察机场路况以及对接机舱门时的安全需求。车厢区域采用双对开门,旅客可从两边同时上车;车厢前段利用造型产生的区域设立行走平台,前端设立一个对开门以保证旅客登机秩序。

整体技术方案采用现行摆渡车技术要求。其轮胎布局、旅客站立及乘坐区域布局如图7所示。由于增加剪叉升降机构等,导致底盘增高,车辆整体重量增加,为此前驱车头设立两排单车轮;为解决由车底盘增高导致旅客上下车的不便,设立伸缩台阶。充分利用后车轮所占据的空间,设立乘客座位,其他区域则为站立区域,设立多个扶杆。

图8所示,为平台升起状态下的摆渡车。为提高升降式摆渡车在作业时的安全性,需在剪叉机构工作前需确保车厢上升空间无障碍,为此车头顶端设计红外扫描设备,帮助驾驶员判断作业区域是否能进行下一步工作。确保全后,警示灯亮起,提醒地面后勤人员,支腿即将工作;支腿伸展完毕后,车厢顶端作业灯亮起,剪叉机构工作,抬升旅客车厢到达指定高度;车厢前端活动平台下降,折棚展开,对接机舱舱门;对接完毕后,内部照明灯亮起,对开门打开,旅客登机。待车厢内旅客登机完毕后,车厢内部活动地板由顶部液压泵拉动抬升,到指定高度后,剪叉机构两侧扶手展开便于后续人员登机。各部件的细节及使用状态如图9所示。

结论

以远机位旅客登机体验入手,通过主客体两条路线进行系统性分析,深入挖掘核心痛点。以解决核心问题为产品目标,进行产品功能重新定义及可行性分析,提出能解决旅客在远机位登机会被风吹、日晒、雨淋问题等的升降式摆渡车设计方案,极大提高旅客远机位的登机体验,同时为弱势群体出行和未来老龄化社会提供更加可靠的保障。通过对机场摆渡车的研究和设计探索,可提升机场后勤服务装备的旅客体验度,利于增加企业自主研发意愿,拓展相关的产业链。

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