筆者利用4篇文章完整的說明了桃園機場在2010年代的近5年的營運績效、以及兩岸直航後桃園機場的運量變化,其實最終的探討目的是:桃園機場準備好了嗎?

為了讓各位讀者更明瞭桃園機場在每一段時間的準備與規劃,筆者特別找出了桃園機場歷史上曾做過的幾個機場主計畫變化,

讓大家瞭解桃園機場曾經做了什麼規劃,而現在的規劃與過去的規劃方案到底又有什麼不同的地方...

 

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【萬事起頭難】掌握機場未來規劃的機場主計畫

 

要建設一座機場,其實是一件非常不容易的事情,因為機場的用地面積大、建設時間長、後續的養護與營運成本也相當昂貴,因此妥善的機場建置計畫,是一個國家發展航空產業的重要指標。以機場規劃來說,大致可分為「機場系統規劃(Airport System Plan)」、「機場主計畫(Airport Master Plan)」、以及「機場工程計畫(Airport Project Plan)」等三類型規劃。其中「機場系統規劃」指得是針對整體航空運輸的需求,妥善規劃各個機場所賦予的功能與目的,使得航空產業能輔助國家經濟產業發展、有效支持經濟發展所衍生的航空運輸需求。所以台灣的「機場系統規劃」之中,主要針對台灣目前所擁有的19座機場,包含國際線的松山、桃園、台中、高雄,國內線的花蓮、台東、綠島、蘭嶼、恆春、屏東(停航中)、台南、嘉義、新竹(停航中)、七美、望安、馬公、北竿、南竿、金門等機場的後續發展;其實也可以針對區域性的機場發展計畫,例如台北都會區機場系統未來發展的議題進行系統規劃。目前民航局大約每5年會出版一次後續5年的民用機場整體規劃,算是後續機場計畫的主要依循內容。

 

有了機場系統規劃之後,機場主管機關就能依據系統規劃的內容、針對不同機場後續需求的預測與變化,就可以制定所謂的機場主計畫。機場主計畫在台灣大致上可以分為兩種類型,針對民航局自有的民用機場來說,機場主計畫的範圍就要包含空側(Airside)和陸側(Landside)的規劃、建置與管理;但是針對軍民合用機場來說,機場主計畫就只能涵蓋機場航站或者是機場民用區域的計畫,所以不同的範圍會有不同的機場主計畫。主計畫確認後,最後就會依據改建規劃的需求設立工程計畫,接著逐步執行、並且同時需要依據航空產業的變化而修正。機場工程的規模大、興建時間長、考量的經濟效益與社會衝擊也相當高,因此,每一個機場主計畫都必須要是一段未來時間的機場發展遠景,如香港機場以「後續30年」型態來訂定的主計畫就屬於這種特性。如果有多重主力機場時,機場主計畫會牽涉到的機場定位課題則是必須要看機場系統規劃的態勢,例如像是東京有成田和羽田、上海有浦東和虹橋等,這些就需要在機場主計畫的主導下、以不同的定位來訂定機場主計畫。同時,如果機場還肩負有航空公司的營運基地或軸心機場的話,機場主計畫還必須要考慮到未來趨勢發展時要預留航空公司的維修空間或者是運轉操作空間(例如在軸心機場中、必須要考量回站過夜停留的航機數量)。對於台灣來說,最重要的就是桃園機場的未來發展,因為這一座台灣的主力國際機場、不僅是國人與外國旅客的主要進出機場,也是兩大國籍集團業者的主要運作基地,所以機場主計畫的發展,不僅影響著台灣國際航空地位的重要性,對於兩大國籍航空的競爭力也有重要影響。

 

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機場主計畫會受到機場供給定位的影響,對於桃園機場來說,中長程的客運與貨運服務是
她的主要設置目標。 

 

【數字很重要】桃園機場的主計畫需求分析變遷

 

桃園機場規劃於1967年、於1971年完成了機場選址與機場主計畫的規劃評估,並且於1974年9月開始興建、於1978年底完工、1979年2月26日正式落成啟用,耗資新台幣103億元,在當時可說是東南亞最具規模的國際機場、之後新加坡樟宜機場興建時還曾以桃園國際機場的一期航廈作為借鏡。因此,桃園國際機場可以說是一座依據機場主計畫來進行完整規劃、評估乃進行施工的機場。在整個桃園機場的發展歷程中,曾經經過三次的機場主計畫,分別是1971年由Parsons的進行的「中正國際機場主計畫」、1993年由NACO進行的「中正國際機場主計畫修訂計畫」、2000年AirPlan的「中正國際機場整體規劃暨第一期發展計畫(主計畫第二次修訂)」。2000年機場完成主計畫的修訂後、還有委託CECI進行機場跑道整建的後續規劃,也是配合進行主計畫的修訂。所以桃園機場其實一直都有進行機場主計畫的修正,雖然每一次的修正間隔都很長,但這個過程還是有依照一定的規則來運作。

 

在每一次的機場主計畫中,我們最關注的是機場的客運量和貨運量預測,因為這兩個預測會影響著機場興建計畫與佈局的發展,筆者將歷次的主計畫修訂預測運量與實際運量列表方便各位讀者進行比較。

 

表一、機場主計畫與實際運量比較—客運部份

機場主計畫名稱 1980 1990 2000 2010 2020
1. 1971-Parson's 預測 500 1,000 1,950 - -
2. 1993-NACO 預測(自然成長) - - 1,890 2,670 3,620
3. 1993-NACO 預測(發展空運中心) - - 2,340 3,890 6,550
4. 2000-AirPlan 預測(自然成長) - - 2,080 3,860 5,710
5. 2000-AirPlan 預測(發展空運中心) - - 2,080 4,010 6,530
6. 實際客運量(統計於2010年) 429 1,126 1,868 2,511 -

單位:萬人次 

 

表二、機場主計畫與實際運量比較—貨運部份

機場主計畫名稱 1980 1990 2000 2010 2020
1. 1971-Parson's 預測 20.0 40.0 100.0 - -
2. 1993-NACO 預測(自然成長) - - 78.6 127.9 179.2
3. 1993-NACO 預測(發展空運中心) - - 89.1 164.9 231.0
4. 2000-AirPlan 預測(自然成長) - - 102.2 179.8 264.2
5. 2000-AirPlan 預測(發展空運中心) - - 117.3 228.1 341.2
6. 實際貨運量(統計於2010年) 13.1 40.1 120.9 176.7 -

單位:萬噸

 

由表一和表二就可以知道,桃園機場的客運需求,其實1970年所做的機場運量規劃中就已經有了蠻準確的預測,1993年荷蘭NACO所做的修正版本預測中也幾乎精確預測到桃園機場的客運運量,而且對於2000年、2010年的需求幾乎僅有分別1.2%、6.0%的誤差率,這其實對於一個顧問業來說算是蠻具有代表性的交通預測實績;至於貨運量部份,由於在過去的預測模型中都沒有料想到亞洲的航空貨運會由於科技業與中國市場的蓬勃發展而迅速成長,因此各項預測均呈現失準的現象。如果和1993年NACO所做的貨運預測相比較,1995年起由於航空貨運業的蓬勃發展,桃園機場的航空貨運量開始飛速成長,遠遠超越NACO在1993年、以發展空運中心為基礎的貨運量需求預測,在2010年的桃園機場航空貨運量就已經達到了NACO在自然發展中的2020年預測,這種「提前十年」發生的運量預測,是在機場運量預測中最難捉摸、但也最令人棘手的問題。因為這種實際運量大於需求預測的情形,會導致機場設施不足、甚至出現機場設施需要提前翻新的議題。

 

桃園機場在這一兩年由於因應了兩岸直航定期化的新需求,同時為了因應2008年所提出的桃園機場航空城計畫,又另外自行做了「台灣桃園國際機場園區綱要計畫」,這個綱要計畫中有進行了未來到2030年的機場運量規劃,由於這個綱要計畫的運量預測幾乎是跟香港機場於今年公佈的2030年香港機場規劃時間分段幾乎一致。在綱要計畫中,規劃到2030年時客運量5,600萬人次、貨運量448萬頓、起降量46.7萬架次。於是,筆者依據桃園機場在2030年進行的規劃結果為基礎反推各年度的運量成長數字,同時以2010年的客運、貨運與起降量為基期、依據香港機場於低、中、高位成長率的成長比率,繪製出以下幾張的機場預測量比較圖。

 

圖一、桃園機場客運量預測比較圖(單位:萬人次)

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註:4.4%為桃園機場預測成長率平均值、2.8/3.2/3.6為香港機場低/中/高位成長率 

 

圖二、桃園機場貨運量預測比較圖(單位:萬公噸)

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註:4.8%為桃園機場預測成長率平均值、3.7/4.2/4.6為香港機場低/中/高位成長率  

 

圖三、桃園機場日起降量預測比較圖(單位:架次)

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註:5.4%為桃園機場預測成長率平均值、2.8/3.2/3.6為香港機場低/中/高位成長率 

 

 

筆者拿出香港機場的預測量,是為了要說明香港機場在做預測時,他們其實已依據經濟發展的特性、以及香港機場在中國的航空市場發展定位進行需求預測。光是這個預測量來評估香港機場是否需要興建第三跑道,就已經引起非常多的討論與爭議。桃園機場擁有類似的發展區位、經濟體的相連性也和香港相關,因此納入香港機場的機場成長率預測是為了要比較是否我們的需求被過度樂觀評估。需求評估的樂觀與否會牽涉到後續機場擴建的需求程度,因此在面對這些問題上,必須要更為小心與謹慎。

 

在三張比較圖之中,各位讀者可以看到,客運量需求上、桃園機場目前規劃到2030年是客運量為5,890萬人次、貨運量為448萬噸、起降量為46.7萬架次。若我們以香港機場的中位數成長比率來計算,這樣規劃到2030年時預測為客運量4,715萬、貨運量為402萬噸、起降量為29.3萬。

 

在這些數據中,落差較大的兩個數字為客運量與起降量,貨運量相差起來僅有約10%的誤差量。但是客運量落差就比較大,相差20%;落差最大的是起降量,兩者相差高達38%。桃園機場客運量的高估並不是沒有前例,大家可以看到表一之中,1993年所做的客運量預測,只有NACO的自然成長模型有符合桃園機場的成長數量,其他的預測數量都過度樂觀、甚至AirPlan早就在2020年於樂觀模型中做了6,500萬旅客量的預測。如果旅客量被高估、在加上對於航機機型的錯誤評估,就會造成過度高估的起降量,因此,就算拿香港機場預測模型的高位成長率、也就是每年3.6%的起降成長率,預估到2030年也僅有每年31.7萬起降量,也還有32%的落差。

 

起降量的落差是在這份綱要報告中最顯著的問題,因為46.7萬架次換算下來,也就是平均每日起降量為1,280架次;但是如果是每年31.7萬架次、那平均每日起降量僅有870架次。這兩個每日架次數量的分別,將是影響到桃園機場是否興建第三跑道的決策關鍵,以目前桃園機場雙跑道容量每小時50架次、單跑道容量每小時30架次來算,每日機場起降容量大約在1,000架次(設定機場每日有8小時為單跑道運作);如果機場達到平行獨立跑道的話、每小時雙跑道起降量最高可達60架次,如此一來,機場每日起降量將提昇到1,200架次。因此,如果2030年真的達到每日1,280架次的起降量,則興建第三跑道勢在必行;然而如果僅有不到1,000架次的起降量,則還可以以雙跑道方式再運作一段時間、並隨著後續的航空需求預測定期研議是否興建第三跑道。

 

【發展軌跡】脫離主計畫發展歷程的綱要計畫

 

除了從預估的計畫之外,我們其實還可以從過去不同階段的主計畫機場配置中、去獲得更進一步的機場發展訊息。在說明主計畫佈局之前,筆者還要為大家稍微解釋一下機場主計畫的空側設計原則。一座機場中,最重要的空側設施就是跑道,而跑道的配置必須最主要的考量點就是「風」,機場跑道的方向採用的是「Wind Rose(風玫瑰)」分析法,也就是要依據機場設立區域的盛行風向來決定跑道的方向。有了風向才會有後續跑道方向的配置,然後才會依據需求來設立後續的航站與其他機場設施。

 

註:桃園機場的方位配置來說,以計畫圖的方位來設定東西南北,所以05L是北跑道、05R是南跑道、EC是東側聯絡滑行道、WC是西側聯絡滑行道;因此新的貨機坪是東北角貨機坪 

 

圖四、Parson's 桃園機場主計畫圖(1970年代)

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圖四是1970年桃園機場進行第一期主計畫規劃時,桃園機場總共分了三期進行規劃,在圖四中可以看到三種分別的顏色。黃色是機場第一階段、計畫期間是1980年完成,這個階段包含北側的跑滑道、一航廈、第一貨運站(目前的華儲)、機場維修區以及相關的機場附屬設施,各位可以注意到當時機場旅館也是屬於第一階段的計畫之中。 其實Parson's 的計畫範圍對於桃園機場來說有非常重要的影響性,因為自桃園機場啟用後的40年間,原則上機場的範圍是依據這套規劃繼續往前走,範圍沒有太大的變化。

 

第二階段期間在1990年完成,包含南側的跑滑道、第二航廈、貨運區與維護區擴增、北側的N9滑行道等工程;第三階段期間則設定到2000年完成,主要在第三航廈、貨運與維護區再擴增、第三條南北側聯絡滑行道與SC滑行道。在 Parson's 的機場規劃之中,可以看到在30年的桃園機場規劃模型,已經固定了桃園機場會有兩條平行跑道的建置邏輯、三座航廈、三條南北場穿越型滑行道的建置邏輯。從這裡各位讀者可以看到,桃園機場只有第一期和第二期的階段是按照這個主計畫執行的,後來的各項工程計畫就已經「變形」了。至於後續的變化,且讓筆者用下一張設計圖來說明。=

 

圖五、NACO 桃園機場主計畫圖(1993年)

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圖五是1993年由荷蘭的NACO團隊做的機場規劃圖,這個主計畫中最大的工程範圍機場跑道都往外挪移、為了增加兩條跑道之間的空間。這個計畫中,北跑道往外挪移了300公尺,對照起來大約是在目前東北角貨機坪上、與05L-23R跑道平行的ND滑行道;南跑道則挪移了200公尺,大約是現在機場東側圍牆的位置。由於兩條跑道中間增加了空間,所以南北兩側機坪由原本的線型的登機門規劃變成指狀規劃。另外為了因應大量的航機滑行需求,大家可以注意到航站的四周都平行配置了兩條緊鄰的滑行道,而原本的WC滑行道取消、改在第三航廈的西側配置滑行道。機場的貨運站有所擴增、機坪也增加了近端與遠端貨運機坪,同時因應當時長榮航空已經在05R跑道頭興建桃園機場的第二個維修區,因此也為了機場發展的需求建置了第二個與第三個維修區域,一個位於目前長榮航空的維護區、另一個則位於目前05L跑道頭。

 

在1993年主計畫中,另外一個就是為了後續的擴增計畫、納入了原本桃園基地的機場範圍,也就是將目前桃園機場往東北面擴張約300公尺的範圍、將兩座機場之間的約5平方公里的區域都納入機場園區中。在桃園基地的06-24跑道中,依據這個規劃圖來看,跑道南側(靠近目前高鐵路線的那一側)仍維持原有軍用機場的配置,北側則與桃園機場相互連接,兩側之間的空地也預留了未來機場發展的空地,當桃園機場有更高的需求時還可以進行後續的擴張。然而,這個機場發展計畫在1995年行政院核定時、由於大園鄉民代與桃園縣民意代表的極力反對,因而當時交通部同意在不遷移跑道範圍之下,進行機場後續計畫的整建。

(註:1995年時任交通部長是劉兆玄先生)

 

圖六、AirPlan 桃園機場主計畫圖(2000年)

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在兩條既有跑道無法挪移的情況下,於是出現了圖六的規劃方案。由AirPlan團隊進行的機場規劃作業。當時由於第二航廈已經逼近興建完成,因此許多機場設施都依當時已經完成的前提下進行,例如位於目前機場第三航廈預定地的遠端候機大廳、增設三條南北場面的聯絡滑行道、將桃園基地納入機場考量後、增設全新的貨運區、客運大樓與遠端候機大廳。各位讀者可以看到中間黑色虛線的部份是已經規劃完成的桃園機場捷運線、紫色的部份則是負責聯絡機場航廈與候機大廳的PMS機場接駁系統。這個主計畫是完全納入了已經興建完成的長榮與華航兩個維修區域、同時在桃園基地的中央區域再增設一個維修區,以因應後續航機擴增的維修需求。

另外值得注意的是,AirPlan計畫移除了現有機場南場面的接駁機坪(601-615區域),改興建為平行的滑行道以增加航機滑行的運用彈性,而營運機坪的位置,北場面則是位於第三航廈有個候機廊廳、以及在南場面中有一個遠端候機廊廳(十字形的區域)替代。這個計畫完成之後,桃園機場可以成為一座具有3座跑道、 北場面有至少90座客運機坪、南場面有至少80座客運機坪、全場面至少有200座客運機坪的機場。

筆者手邊雖然目前沒有AirPlan計畫的原文,但是從規劃圖上可以看到當時規劃團隊的思維,在桃園機場運量成長的情況下,靠近陸側設施的航廈大樓是以分離方式配置,這是因為AirPlan計畫中要求要兼容國際與國內線的服務機制,因此依據航廈分流應是非常合理的情形。另外一點值得注意的是,這一個規劃中比起1993年NACO做的計畫又大幅度的增加了航空貨運的區域,這和AirPlan團隊進行規劃時、桃園機場貨運量已經大有增長有關。不過在這個規劃中我們可以看到非常清楚的分界線,客流在西端、貨流在東端,也可以和目前所做的航空物流園區相互呼應。

 

圖七、桃園機場園區綱要計畫機場配置圖(2011年)

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隨著桃園航空城計畫,桃園機場也做了新的綱要計畫。在新的綱要計畫中,機場也做了後續擴建的設計方案。由於國防部的桃園基地已經釋出給桃園航空城做為商業使用,因此桃園機場整體再度定調往北擴張。擴張的範圍包含興建全新的4,000公尺跑道、新的遠端候機大廳、新的貨機坪與貨運站,同時為了後續的擴張需要增建新的航機維修區。同時也會新建新的聯絡滑行道、同時將既有的WC滑行道移除、將原有的SC滑行道延伸出來到現有的長榮航空維護區。

 

圖八、桃園機場園區綱要計畫跑道配置圖(2011年)

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圖八則是展現了桃園機場綱要計畫中,對於第三跑道的配置方案。然而,三跑道機場的規劃配置通常都會採用錯位配置的方式,以便於到場的航機重飛軌跡可以和離場航機的軌跡避開。如果三條跑道都採取平行、加上三條跑道距離如此相近的情況下,最後會導致機場的跑道效率會互相干擾,使得機場效率無法有效提昇。

 

多跑道配置的錯位案例非常多,例如香港機場的新計畫中,第三跑道規劃與另外兩條跑道錯位1,140公尺;擁有三條跑道的北京機場,第三跑道南邊也是錯位超過2,000公尺;距離桃園很近的上海浦東機場,第三條跑道也是錯位了600公尺。至於雙跑道錯位的案例在近年來更多,東京成田機場、大阪關西機場、新加坡樟宜機場等都是在雙跑道的設計上面就設計了錯位的雙跑道。跑道的錯位設計主要有兩個因素,第一個因素就是可以讓兩條跑道的航機可以逼近平行落地的條件,一般來說進場的軌跡大約是每1海浬高度變化300英呎,因此像是成田機場兩條錯位距離高達1.5海浬的跑道、當兩航機進入進場軌跡時、光是水平軌跡就有至少400~500英呎的高度落差,這樣就能幫助航管員縮短連續進場航機的軌跡;第二個因素就是如果雙跑道恰好同時有離到場航機混雜時,錯位的雙跑道有助於提供其中一條跑道有離場航機、另一條跑道為到場航機而執行重飛作業時,兩架爬升中的航機軌跡可以被有效的拉開水平與垂直隔離。

 

以目前綱要計畫的三跑道方案中,且稱為05L(第三跑道)、05C(目前05L跑道)、05R跑道,由於05L和05C兩條跑道距離較近,因此應該會採取05L落地、05C起飛、05R起降混合的方式進行運作。以16小時三跑道、8小時雙跑道的運作方式來計算,日流量大約是1,700架次。然而,這種三跑道的建置方式必須要考量到機場用地大量徵收的問題,如果徵收發生問題,就可能會和日本成田機場的第二跑道一般、被釘子戶箝制機場新跑道的發展。

 

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多平行跑道的設置方案必須要考量道兩條跑道有重飛或者是多跑道同時執行起飛作業的作業需求。桃園機場目前雙跑道離場時可以採用偏移離場航向的方式縮短跑道的離場隔離時間,同時必須考量到機尾亂流對於後機隔離的型態,而這個隔離時間的差異會嚴重影響跑道容量。圖為由23L跑道離場的長榮Boeing 777-300ER、以及由23R跑道與華航Boeing 747-400客機。 

 

如果以筆者個人的意見,我個人認為較佳的選項是比照NACO在1993年做的機場配置計畫(如本文圖五)的北機坪方案,05L跑道往外遷移300公尺、該跑道位置的23R端已經為目前的ND滑行道,新05L跑道範圍也大部分在目前機場範圍內,僅有機場跑道禁限建範圍需要稍微推移、同時遷移已設置於機場的TPE VOE與氣象雷達等導航設施。南北機坪穿越道的設計在EC滑行道擴充為雙滑行道時必須要考量遷移才剛建置完成的ASDE場面監視雷達、可能只能遷就機場運作而維持EC單滑行道之外,WC滑行道也能夠保持雙穿越滑行道。至於北機坪的客運機坪與貨運機坪則可以比照NACO的北面航站設計方案,客運機坪與航廈採取指向式配置、貨運機坪則採用遠端與近端的方式再擴充至少10個遠端接駁貨機坪,並且在新05L跑道的內側可以興建全新的航機維護區、提供後續擴充航機的維修支援作業。

 

由這一系列文章的分析,各位讀者可以知道機場的規劃必須要經由不斷進行的預測規劃來進行未來發展的修正,尤其桃園機場的機場主計畫其實過去都有一定的發展脈絡。由於海航基地目前已幾乎確定由桃園航空城計畫編列為後續開發用地使用,這已破壞了過去發展了20年的桃園機場主計畫發展脈絡,全新的機場發展態勢能否讓桃園機場要回汎太平洋區域的機場優勢,就要看交通部、民航局與桃園機場公司的多方合作下,能否創造桃園機場的另一場優勢了。

 

(本剖析系列文章完)

 

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全球先進機場在容量評估最大關鍵,是可以縮短多大的連續到場航機安全隔離。若桃園機場跑道間隔可以由目前的1,506公尺增加到1,800公尺以上,符合ICAO獨立平行跑道必須大於1,525公尺的規範、配合監控飛機水平隔離距離的間距儀器,就能將目前桃園機場的雙跑道容量由每小時50架次提升到每小時62架次以上,其實也足以因應至少20年的機場飛航需求。 

 

後記:在撰寫這篇文章時,桃園機場發生了極為嚴重的機場延誤案件,由於05L跑道目前進行維修中又遇上包商退出而工程延宕;而壽限將至的05R跑道、以及相互搭配的EC/WC聯絡滑行道、SP滑行道又頻頻發生破損,不僅機場維修單位修不甚修、修復期間也造成航管人員、機場運作人員與航空公司沈重的延誤壓力,當然也造成旅客的嚴重不便。這些狀況一再地顯示機場空側設施已經迫切需要進行全面性翻新,面對沈重的飛航需求,空側設施不僅要修得快、還要有足夠的生命週期以避免後患無窮,這些都考驗著機場主管單位的評估能力,有好的評估結果、好的更新作業,才是桃園機場能持續成長的重要關鍵...

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