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科技创新70年 |“聪明”的机场是如何建成的

发布于: 2019-11-25 18:03:50

2019年9月25日上午8点,赵雅莉抵达北京地铁10号线丰台草桥站。这是北京大兴国际机场(以下简称大兴机场)的正式开幕日。

草桥站目前是大兴机场地铁线的出发站。与此同时,一个400平方米的城市候机楼已经建成,方便乘客提前办理登机手续。

赵雅莉是70后,做服装生意。她站在草桥站门口,和平西品酒一起玩,回忆自己的第一次飞行。那是在20世纪90年代,当时广州的批发市场非常繁荣。她刚刚大学毕业,从家乡山东飞到广州学习。“我印象非常深刻。我是飞机上唯一的女孩。”

二十多年过去了,中国的变化让赵雅莉感叹现在的时代不同了。她对大兴机场充满期待。"我听说新机场非常漂亮,所以我改天一定要去看看。"

像赵雅莉一样,不少人对大兴机场充满好奇。早在2016年,英国《卫报》就将北京大兴国际机场命名为“新世界七大奇迹”之一。在媒体报道中,诸如“世界上最大的单一航站楼”、“世界上最大的机场之一”、“重大国家标志性项目”、“引领中国综合交通发展的标杆枢纽”、“代表中国最高水平的技术”等表述被反复提及。

北京新机场的构想最初是在20世纪90年代构思的,经过了几轮选址和规划。2012年11月,国务院最终审议批准了北京新机场建设项目。大兴机场的建设再次见证了中国的速度。从2014年12月开工建设到2019年9月25日正式运营,一个新的国际机场在不到五年的时间里如雨后春笋般出现。

在这个过程中,技术发挥了不可忽视的作用。无论是施工过程中各个环节的精细规划,还是航行后的各种人性化服务,都离不开现代科技的帮助。这些也在测试一个国家的现代科技水平。

"双方观点都很好。"当汽车从北京南五环路小白楼大桥驶入全新的大兴机场高速公路s3501时,司机叹了口气。没有高楼挡住视线,空旷清澈的蓝天上覆盖着一片片白云。这样的景象真的让在这个城市生活了很长时间的人感到很自在。说话间,一辆车身上有彩色图案的火车从平行的头顶全速驶过,沿途增添了风景。

平西从北京西站开车到大兴机场仅需40分钟。机场高速公路于2016年11月开始运营,2019年7月正式开通,也是新机场“五纵两横”交通网络的重要组成部分。如果你乘坐轻轨和高铁,速度会更快:从草桥到机场乘机场快线只需19分钟。京雄城际从北京西站到新机场仅需20分钟。

“黑色技术”在大兴机场的应用已经从机场高速公路上得到体现。平西平托了解到,融化的冰雪材料在大兴机场高速公路上广泛使用。它最大的功能是防止路面在冬天结冰,从而对环境和桥梁结构造成损害。值得一提的是,大兴机场高速公路是国内第一个大规模采用该技术的项目。以前,这项技术还处于理论和实验阶段。

在机场的尽头,双层高架引航着实让“习惯了大场面”的司机师傅大吃一惊一般来说,机场走一条路线,但实际上有两条。机场高速公路到达机场登机口时分为两层,双层高架结构分别对应航站楼f3(国内出发层)和f4(国内出发+国际出发层)。据了解,大兴机场也是世界上第一个双层到达的航站楼。

从f4进入航站楼,明亮开阔是平西对大兴机场航站楼的第一印象。F5相当于f4顶部的一个附加层,用作用餐区和特殊的观景台,您甚至可以在那里看到等候区的乘客。从观景台上看,整个大厅看不到垂直于地面的柱子。所有的支柱都是弯曲的。这种设计让人感觉活泼而不僵硬。

这种C柱也是大兴机场建筑设计中的一个创意亮点。整个机场仅由8根宽度较窄、宽度较低的巨大C形柱支撑,相互间隔200米,连接屋顶和地面,高度差接近50米。这种设计的优点是它为乘客提供了最大的公共空间。有些人把“C”形柱子比作支撑花瓣的花茎。它们卷曲的形状可以让自然光从C形开口倾泻而下,巨大的瀑布可以照亮整个终端空间。

在f4值机大厅,南航值机区的一排自助行李值机设备立即引起了平西的注意。该设备由电子显示屏、刷卡区和传送带组成。据工作人员称,乘客只需点击电子屏幕上的触摸屏,刷身份证就可以顺利检查行李。有了新安装的无线射频行李条,乘客也可以随时通过手机看到他们的行李在哪里。

同样吸引人们注意力的是大厅里的自助登机设备,它不同于我们以前在首都机场看到的自助登机设备,可以说是后者的升级版。据报道,东航的自助登机系统可以实现人脸识别认证,即乘客无需出示任何身份证件即可完成“人脸扫描和票务处理”。

这些也是大兴机场实施的“无纸化旅行体验”的一部分。从进入候机楼到到达登机口,乘客甚至可以只用他们的脸走过整个过程。

平西机场国内安检点注意到,大部分安检通道都配备了自助登机口。扫描有效的订票文件(包括电子登机牌)后,第一个登机口将打开,然后进入面对面的信息收集。成功检查后,您可以进入行李安检区。

平西玩具从为大兴机场“智能乘客安全系统”提供技术支持的上塘科技(Shang Tang Technology)获悉,大兴机场一期已铺设了58套这样的智能乘客安全系统,覆盖所有普通乘客安全环节。除了保证机场安全事故外,借助人脸识别,系统还可以将乘客信息与乘客物品“绑定”起来,实现同步复核,成功率达到99.9%以上,在一定程度上防止可疑行李被误拿。

这也大大提高了机场安检的效率。根据尚堂科技提供的数据,通过传统的人工方式,单通道旅客办理登机手续的效率可以从180人/小时提高到260人/小时左右,行李办理登机的效率可以达到792件/小时,可以大大节省旅客办理登机手续的等待时间。

新中国机场建设的历史也为中国科技的发展做出了贡献。

北京大兴国际机场北79公里,是新中国成立以来第一座大型民用机场——北京首都国际机场(以下简称首都机场)。在首都机场建成之前,执行首都航班的沉重负担更多地落在了南苑机场。南苑机场在上世纪初由清政府资助,也是中国历史上第一个机场。在当时复杂混乱的国际形势下,包括清政府在内的几乎每个国家都出于同样的原因——战争的需要——修建机场。

尽管新中国成立后进行了几次扩建,但许多人对南苑机场的印象更“寒酸”,更“像三线城市的火车站”。很少有人用任何高科技连接南苑机场。

1950年,新中国成立后不久,各行各业都在等待繁荣。充满“从中国大陆飞来”理想的国家,开始规划新中国民航事业的发展。1953年12月3日,经政府委员会批准,政府委员会总理周恩来亲自确定了首都机场的选址。1955年6月10日,国务院批准的新北京首都机场项目破土动工。经过三年多的建设,首都机场终于在1958年3月竣工并投入使用。

当时,首都机场只有一个10,000平方米的航站楼和一条跑道,承载着更多中国人“飞出”的希望和梦想。从中华人民共和国成立到改革开放初期,虽然民航先后在华北地区修建了一些民用机场,但大多数机场规模相对较小。直到1972年美国总统尼克松访华,中美关系才开始解冻,中西交流日益增多,飞往首都机场的国际航班数量也相应增加。

几乎在同一时间,首都机场开始扩张,直到进入21世纪。首都机场t1、t2和t3航站楼分别建于1980年、1999年和2008年。

前瞻性工业研究所曾将机场的发展分为三个阶段:1.0、2.0和3.0。在机场1.0版中,它面向机场的运营,提供最基本的乘客服务,以及必要的安全设施和维持航空运营。进入2.0版,以机场商务为方向,整合机场各功能单元,加强与新技术的合作;机场3.0版将以乘客的经验为指导,解决他们的需求和痛苦,这也是“智慧”的体现。

根据这一定义,首都机场的几次扩建分别代表了中国1.0-3.0机场建设的不同时期。

从首都机场建成到t1航站楼诞生,这是机场的1.0时代。据目击者回忆,在机场建成后的很长一段时间里,首都机场主要为中央和地方官员相互访问和发送邮件提供服务。“当时,那些能够登上飞机的人至少必须是‘县团级’以上。普通人在参观机场时必须买票才能进入候机厅。”当时,机场的服务并不先进,甚至连登机的廊桥都没有。乘客必须走出候机楼,穿过机场停机坪,爬上楼梯,进入客舱。

直到t1航站楼和第二条跑道开通,机场的设施都笼罩在现代技术的阴影下:该建筑首次配备了自动门、自动人行道、自动扶梯和行李系统、飞行动态显示板、闭路电视等中国民航当时首次使用的最先进设备。从美学角度来看,反映中国优秀的河流和山脉、当地条件和风俗以及童话故事的大型壁画也被添加到了航站楼。

t2航站楼于1995年10月正式开放,是机场的2.0时代。t2航站楼项目总投资76亿元,是当时中国民航史上最大、最昂贵的项目。据估计,年旅客吞吐量为3500万人次,高峰小时吞吐量为1万人次,是首都机场前的两倍。到目前为止,首都机场已经成为4e机场(注:机场类别之一,机场跑道和相应设施的性能决定了哪个级别的飞机可以使用这个机场,而国际4e级别要求对机场有更严格的要求)。该机场是当时中国民航最大的飞机综合维修基地,亚洲最大的机库和飞机维修设施设备,先进的服务设施设备,是国家枢纽机场和航空客货集散地。

3号航站楼代表了机场的3.0时代。为了满足奥运会的航空运输需求,加快首都机场建设成为世界级门户综合枢纽机场,首都机场第三次大规模扩建工程于2004年3月启动。当时,3号航站楼中方首席设计官邵韦平透露了一个细节:首都机场原2号航站楼约有5000张设计图,而3号航站楼有近10万张设计图,足以填满一个仓库,是两者的20倍。

建成的t3航站楼不仅成为当时世界上最大的单一航站楼,还引进了当时机场行业最先进的技术,如apm客运快递系统、高速行李处理系统和信息处理系统。在随后的发展中,智能安检系统、交通快速公交系统、安全监控系统、飞行信息系统、无线网络覆盖和远程登机支持等技术的引入,已经成为BCIA引领世界“智慧”的体现。

可以说,北京大兴国际机场集中了3.0时代可以达到的最高水平的技术。然而,机场的3.0时代与其说是现代科技进步的标志,不如说是因为它更好地满足了乘客的旅行需求。

除了上述部分,大兴新机场的特点还在于大大缩短了登机时间。过去,人们对首都机场的一个主要抱怨是,到国际和港、澳、台登机口的距离太长,还必须乘坐“小火车”一定距离才能到达安检点。相比之下,大兴机场要方便得多。无论是国内航班还是国际/港、澳、台航班,乘客只需8分钟就能到达最远的登机口。

这主要是由于大兴机场的总体设计。长期以来,更多的停车位和尽可能少的步行距离一直是机场设计中的一对矛盾,特别是对于大兴机场这样的“超级项目”,如何协调两者更为重要和紧迫。大兴机场设计负责人王小群在接受《北京日报》采访时说,“北京新机场是一个拥有7200万旅客吞吐量的枢纽机场。集中布局更符合规模和位置的需要。”

这就是为什么我们现在看到大兴机场候机楼的“五指走廊”的样子。这种设计的最大特点是走廊短,乘客步行长度合适,更多的航班可以在桥上,乘客可以省去乘汽车渡轮的麻烦。

"如果你能看到指套的末端,乘客就不会担心了."大兴机场建设指挥部常务副司令郭燕池表示。

然而,建设和协调这样一个大规模的项目并不容易。一方面,有许多情况不符合最初的设计。另一方面,要在有限的时间内完成施工,单靠人力是不现实的。

因此,现在是新技术发挥作用的时候了。大兴机场建设引入Bim技术。广联达科技有限公司(以下简称广联达)为大兴机场建设提供了一些bim技术解决方案。国内bim专家、广联达bim产品总监黄锰钢介绍到平西。传统的建筑设计过程是以图纸和文件为基础,通过沟通和合作。信息不直观,沟通效率低。然而,“bim技术可以使用三维模型来表达、存储、交流和协作建筑建模和施工过程”。

简而言之,bim技术的功能之一是将以前建筑所需的图纸电子化。

「举例来说,在机场建设的初期桩基施工过程中,约需三个月完成近万根桩,包括护坡桩和基桩。在如此大的场地上进行施工,对所有打桩队来说,管理施工进度和施工质量是非常困难的。根据以往的经验,这需要半年的时间,但bim技术可以很好地解决这个问题。”黄锰钢说。

为了保证大兴机场的顺利建设,广联达的bim技术人员也参与了整个施工过程,并前往现场指导施工。

黄锰钢对平西说:“如果bim技术人员不与现场技术人员合作,他们将变成两层皮肤,bim只能在施工准备阶段提供方案分析能力。”。“因此,bim中心技术人员的工作是一个新的环节。只有当每个人都习惯了基于模型的会议讨论、对项目数据的实时访问以及模型上的可视化,bim技术才能真正在整个项目建设中发挥其价值。”

当然,bim技术的应用范围远远超出了设计和施工过程。它的应用范围实际上可以从建筑物的设计、建造和运行延伸到建筑物的整个生命周期的末尾。未来,bim技术还将为大兴机场的安全检查、设备维护、能耗管理等方面提供帮助。

例如,黄锰钢说,“如果一些建筑构件损坏,需要维修,我们可以通过二维码跟踪构件,然后我们可以在模型中快速定位构件,然后我们可以知道位置的结构应力、设备的尺寸和型号,甚至一键购买制造商的设备,整个维修过程会非常快。”不仅如此,bim技术还可用于模拟火灾和恐怖主义预防等极端情况下的人员疏散,为乘客安全提供了有力保障。

事实上,所有的技术归根结底都是为了解决人们的需求问题。它们就像一只“看不见的手”来保护乘客的旅行。

“事实上,建筑和人的关系非常密切。人们93%的生活都是在建筑上度过的。建筑物的任何内部设计细节都会影响用户的体验。”对于黄锰钢来说,科学技术的存在并不像许多人想象的那么冷,“有了bim技术,设计师的许多创造性突破以及绿色环保和人文关怀的设计追求就可以实现。从某种意义上说,这也使我们的游客能够看到和感受到更绿色、更安全、更可爱和更舒适的建筑。”

参考材料

“从航站楼建设看北京首都国际机场50年发展”,民航资源网

《北京大兴国际机场建设:风起大兴》,北京日报

2019年中国智能机场产业全景图集,未来产业研究所

(本文是平西产品系列“技术创新70周年——庆祝中华人民共和国成立70周年”)

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