國際機場與客貨運籌規劃之發展趨勢
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運輸土木部 主任工程師 |
李 明 |
地理資訊部 經 理 |
管長青 |
摘 要
現代化的國際機場是政府推動全球運籌發展計畫,因應全球化產業供應與物流需求的關鍵性基礎建設。國際機場建設從場址篩選、空側規劃、陸側規劃、空域航管規劃,以迄於完成營運,其中包括政策、技術、環境、財務、需求等構面,必須考量到機場本身的功能定位、新型飛機的研發、航空公司的發展、航空管制系統的變革、客/貨運輸需求行為模式的變遷、資金的籌措等課題,本文謹就上述課題之發展趨勢,在規劃方向作概括性的探討,旨在拋磚引玉,誘發出更具創建的觀點與建議。
一、前 言
過去數十年來,隨著全球經濟活動的熱絡,以及航空工業的發展,空運成長快速。依據空中巴士公司的預測,21世紀的前20年,航空客運延人公里(Revenue Passenger-Kilometers, RPKs)平均年成長率4.7%,2020年之總RPKs將會是現在的2.5倍;航空貨物延噸公里(Freight Tonne-Kilometers, FTKs)平均年成長率5.5%,總FTKs將會是現在的3倍 [1]。機場的經營者雖然處於航空運輸需求成長的世紀,但也面對服務區域重疊競爭、顧客行為模式改變及商業化等課題。
服務區域重疊涉及機場定位,也牽涉到吸引顧客之競爭性課題。顧客行為模式改變包括航空公司之整合與聯營、新大型客/貨機之研發、航空管制的變革、客/貨運輸需求的改變等。商業化除迎合旅遊與貨物運輸需求的改變之外,還包括「機場私有化、財源自籌及商場化」。
二、機場定位
迄1999年止,美國機場總數18,344座,接受聯邦航空署(FAA)資金補助之國家計畫型機場(The National Plan of Integrated Airport System, NPIAS)有3,344座,其中主要機場(定期班機提供商用服務,登機旅客量大於10,000人次/年)有402座,2000年則增加為419座。在419座主要機場中,大型軸心機場(Large Hub)31座,中型軸心機場(Medium Hub)35座,小型軸心機場(Small Hub)71座,非軸心機場282座。其分類方式係以登機人數佔全國總登機量決定之,1%以上為大型軸心機場,0.25~1%為中型軸心機場,0.05~0.25%為小型軸心機場,小於0.05%但大於10,000人次/年登機量者為非軸心機場。以2000年之登機人數(約75,000萬人次)統計,登機量750萬人次以上者均屬大型軸心機場,約66%的登機量集中在31座大型軸心機場,中型軸心機場則有18%之佔有率。並非所有大型軸心機場均為國際機場,很多非軸心機場也屬國際機場 [2, 3]。
目前國內使用中之民航機場計有17座,國際機場2座,國內機場15座。如以美國2000年登機人數所對應之分類標準,對照到台灣地區,則中正機場屬於大型軸心機場,台北松山機場及高雄國際機場屬於中型軸心機場,小型軸心機場則包括花蓮、台東、馬公、台中、台南及金門六座,其他非軸心主要機場包括嘉義、蘭嶼、綠島、屏東、馬祖及七美六座。過去20年來航空運量隨者國民生產毛額(GDP)之高低而起伏(詳圖一),2001年台灣GDP為美國之2.73%,總航空客運量為美國之3.07%;以主要機場相比較,台灣為美國之3.58%。搭機人數及主要機場數量略高於GDP之比值。
就機場本身而言,軸心型空運中心追求的是運量、歲入與利潤的成長;就國家/區域經濟發展而言,軸心型空運中心的成形,可以帶動航空運輸相關產業的發展,創造商業與工作機會,改善公共投資的回收,以及稅收的增加,美國前數名大型軸心機場每一旅次對地區經濟活動的衝擊介於250~1000美元之間,其有形無形之效益相當龐大。達成空運中心的第一要務是在運量穩定成長及市場佔有率的維持中,提升成長率及佔有率,而維持、促進運量成長及佔有率的決定因素包括地理區位優勢、市場與交通量結構、服務區域範圍、航空物流業的投入(Home-Base的建構),以及機場設施容量、服務水準與收費標準等。機場經營者必須找出運輸需求之起迄點、旅客及貨物之組成結構、潛在顧客的需求與期望,同時還要能開拓新的市場、擴展及延伸航線與航點。
為了達到吸引顧客之目的,國際機場的規劃必須朝向軸心機場發展,也就是政府推行有年之空運中心。唯有空運中心的發展,才能形成密佈全球的服務網路,才能便利客/貨運輸,也才能提供低廉、高品質的服務。
目前我國民航政策以推動中正機場為主之空運中心計畫,在其四周規劃航空城、強化快遞貨物專區、改善機場聯外交通,高雄小港機場及計畫中之中部國際機場則均屬區域型國際機場。機場定位清楚可以避免服務區域重疊之競爭,然而從大區域的觀點,台灣要發展營運中心,除了其他配套措施之外,基礎建設必須隨時保持寬裕的容量與具競爭性的設施標準。否則,台灣雖然具有地理區位及光電、資訊產業發展之優勢,將因鄰近區域新機場之發展,逐漸喪失成為亞太地區空運中心的契機。
一座新的國際機場從規劃到使用約期10年,中正機場如不能解決擴充用地取得之障礙,容量將受到限制,亟需及早籌劃紓解中正機場飽和壓力之新國際機場的落腳場址。
三、機場場址與可及性
機場因航機起降噪音對人類生活起居產生衝擊、四周禁限建限制了都市的發展、居住人口密集區地價高昂、土地取得困難等因素,晚近機場選址趨勢已盡量遠離市中心,近幾年完成之機場如日本關西、韓國仁川、香港赤鱲角、馬來西亞吉隆坡等國際機場均選擇在遠離城市之海上、離島或偏遠地區。
過去機場選址大多以不超過市中心30公里為範圍(例外如東京Narita國際機場距市中心60km),1990年FAA統計NPIAS之主要及商業服務機場,在其20哩之方圓內,可服務之居民約為70%,地面旅行時間在45分鐘以內。近年來則擴大範圍朝向60公里以內發展,如關西機場距離大阪市中心35公里,仁川機場距離漢城市中心52公里,吉隆坡機場距吉隆坡市中心50公里。都市向外擴充發展結果,未來可能向60公里外或海上覓址。雙條以上平行的長跑道,24小時無間斷的營運,充分的擴充空間,是國際機場選址的趨勢。
場址距離都心越遠,可及性越差,但並不保證距離近可及性就一定佳,尖峰時段擁擠的地面交通將大大增加旅行時間。為了讓70%旅客能在45分鐘之旅行時間內到達機場,除了便捷的高/快速公路的網路系統之外,不受交通尖峰影響之軌道運輸及快鐵成為未來機場必備的聯外運輸設施。
四、新型飛機研發
自從美國北卡羅萊納州腳踏車修理工人萊特兄弟於1903年10月17日首度以自製動力螺旋槳機離地飛行120英尺之後,飛機從競賽飛行、敵情偵察、戰鬥、轟炸,到今天蓬勃之民航運輸發展,其歷程恰屆一百年(詳圖二)。二次世界大戰期間,英、美、德、日為掌握制空權,各式精良之戰鬥機、轟炸機陸續發展,戰爭末期噴射引擎戰鬥機問世。1952年英國首度製造出第一架噴射客機,1958年噴射螺旋槳飛機正式服務,美國第一架商用噴射客機B 707也加入營運。此後,噴射引擎逐漸取代了活塞式引擎,航空科技在這一百年中突飛猛進 [4, 5]。
1990年前後,航空客貨運量成長快速,對於大型飛機之發展也樂觀預期,那時後,800~1000座位數飛機被大膽預測將於數年後問世。在空中巴士公司聲明產製A 3××之時,波音公司也聲明研發B 747-400×;空中巴士公司的發展策略是長程、班次少、極高容量,波音公司的發展策略是長程、班次密集、高容量。數年前,波音公司已放棄B 747-400×之研發,而空中巴士公司則持續進行。
A 380客機酬載座位數555個,最大酬載重量84公噸,最大起飛重量560公噸;貨機最大酬載重量150公噸,最大起飛重量590公噸(詳圖三)。相較於波音公司獨領風騷三十年之B 747客機多了約40%之座位數與重量,貨機之最大酬載重量則多出近25%,但最大起飛重量卻多出近50%。波音公司停止研發B 747-400×之後,最近提出雙引擎7E7之發展計畫,預計2008年可以開始商業飛行 [6],但其重點在突破目前航空市場之蕭條,而對飛機之外觀、內裝、性能之改善,並無更大型飛機之發展計畫。
從空中巴士、波音公司之預測及研發計畫,在可預見的未來(2020年以前),將不會有大於A 380之機型問世。目前國際民航組織(ICAO)及美國聯邦航空總署(FAA)之機場規劃設計規範均將最大飛機翼展訂為80公尺 [7, 8]。飛機大小及性能影響機場空側場站設施幾何配置甚巨,80公尺寬之翼展已迫使不少既有國際機場必須改善地面活動區之幾何尺寸;此外,航機座位數與起飛重量的增加也影響登機門空橋及候機空間的規劃,以及地面活動區道面強度的提升需求,改善行動對於機場營運與起降安全造成相當程度的影響。為迎接A 380之到來,中正機場必須進行跑道、滑行道道肩的拓寬,道面結構強度的改善,部份勤務道路的遷移,以及停機坪/登機門的加寬與擴大。
在跑道長度方面,一般而言,機型越大所需跑道長度也越長,但並非絕對,飛機的構造型式及其裝配引擎效率是決定跑道長度的重要因素(詳圖四)。
五、航空公司之整合與聯營
航空公司面臨市場競爭、飛機維修能量/技術、場站規模、機隊組合與規模,以及離到時間帶分配等之限制,使得航空網路無法遍佈全球,為了降低營運成本、提升飛航安全及滿足顧客需求,彼此之間採行班號共用、聯合維修與訓練、人力相互支援,以及機隊相互彈性調度等手段進行策略聯盟。此外,為了取得航網及擴展公司規模,也採行購併動作。這樣的整合與聯營模式逐漸在空運市場中成形,並朝向全球化發展。此一趨勢有利資源整合與有效利用,而整合與聯營後的航空公司將在航站區獲得專用營運區塊,要求不同的服務與感觀特質,機場經營者面對這種趨勢,將產生設施分配及水準提升的壓力,但也有機場營運效率及容量提升的好處。
目前中正機場在這一方面應對尚稱良好,在客運方面,華航、長榮與其聯營航空公司分別使用一、二期航站區;在貨運方面也各自獨立擁有航空貨物集散站之經營權。然而受限於貨運區可用空間,卻無法提供環球快遞業巨擘UPS、FedEx、DHL等之獨立營運空間,對航空貨運中心的形成影響深遠。
整合與聯營之航空公司要求專用客/貨營運區域,以塑造企業服務特質及營運便利,將是未來持續之發展趨勢。
六、航空管制系統的變革
航空運輸的成長使得空域交通越來越繁忙,除了航機大型化的趨勢可以減輕空中交通擁塞的壓力之外,儀降及航空管制系統現代化的研發,將可提升空域及機場的使用效率與容量。
在導引飛機進場方面,發展使用數十年之精確儀器降落系統(ILS),可以達到能見度為零(CAT III)之最高儀降標準,已廣為國際機場所使用,但其訊號易受干擾,場面需求條件嚴苛。另一精確儀器降落系統為微波降落系統(MLS),它對設置場地之限制較小,但因昂貴的機載裝備,讓大家心存觀望。在美國,MLS目前係供做ILS之輔助系統,而其國際機場之ILS將至少使用到2010年 [9]。
精確儀器降落系統的明日之星是全球定位系統(GPS),可以提供飛行中航空器高度精確的位置、速度訊息,為四維度飛航輔助設施,它採用全球通用之座標系統(WGS-84),且無使用數量的限制與天候的影響。為了國防需要,發展經營GPS的美國國防部,將GPS訊號加以處理,使分成標準定位服務系統(SPS)及精確定位服務系統(PPS)兩類,目前美國國防部僅釋出SPS,其水平位置之精確度在100公尺以內有95%的機率,300公尺以內則有99.99%的機率;PPS僅供聯邦政府、聯軍及可以滿足美國特殊要求之民航業者使用。為了改善GPS的定位精確度,FAA已發展出廣域增益系統(Wide Area Augmentation System, WAAS),可使GPS達到I類精確進場的標準;同時也正在發展地區性增益系統(Local Area Augmentation System, LAAS),可使精確進場提升到II及III類之標準[9]。(詳圖五)
此外,FAA正積極研發自由飛行(Free Flight)之空域系統現代化,展開五個構面的改善研究,包括空域狀況資訊即時化(Collaborative Decision Making, CDM)、進場最佳排序(passive Final Approach Spacing Tool, pFAST)、地面活動指引(Surface Movement Advisor, SMA)、集中式飛行管理(Traffic Management Advisor-Single Center, TMA-SC)、使用者請求評估工具(User Request Evaluation Tool, URET) [10]。
CDM提供航空公司作業中心與FAA間即時獲得空域狀況資訊(天候、裝備可用性及延滯),使空域管理效率化。pFAST依據使用者嗜好及系統限制,提供管制員飛機排序及跑道指定,以達到跑道使用最大化。SMA提供航空公司飛機到場資訊,以利登機門及地面支援裝備之安排。TMA-SC提供空中航路管制員及交通管理專家發展到場排序規劃的可能性。URET是航路空域衝突之探勘工具,可使管制員能夠獲知使用者之請求是否會造成空中飛機與飛機間的衝突。
以GPS為基礎之WAAS與LAAS的出現可能取代ILS、MLS,也可能使得目前航路用導航/監視設備如特高頻多向導航台(VOR)、歸航台(Nondirectional Radio Beacon, NDB)、太康台(TACAN)、特高頻多向導航太康台(VORTAC)、測距儀(DME)及雷達等定位/監控裝備失去用武之地。自由飛行的研發,可以提升飛行安全及機場作業效率與容量。此外,FAA持續進行航空運輸監督、環球航空資訊網路、飛航安全評估/管理、資訊系統保護、空域與空中交通管理系統等之研發,同時進行航路及標準終端自動化汰舊更新,未來機場助導航設施及空域航管的規劃,將面臨新一代電子科技發展的衝擊。
七、旅客運輸需求的改變
Skytrax 2003年全球傑出機場問卷調查結果,前五名排名依序為香港、新加坡、杜拜、雪梨、哥本哈根。問卷調查項目包括標誌的使用、出/入境及轉機的可及性、旅客設施的舒適程度、消費商務及休憩設施服務的滿意程度、保安檢查與效率等,從上述問卷調查內涵可以誘導出國際機場旅客服務需求之發展趨勢。
早期,飛機場一詞意味的是一片廣大的草原或平坦堅實地面,國民政府對日抗戰期間,為了提供美國援華空軍機隊之進駐,以及多變的移駐需求,一個機場只需要一至二個月即可完成。為了便於維護與管理,以及舒適與安全性的考量,平整之鋪面開始使用。噴射引擎問世之後,由於其對鬆散物資之吸力會造成引擎之損傷,水泥及瀝青混凝土鋪面成為飛行安全不可或缺的基本設施。
漸漸地,機場從提供玩家競賽飛行到今日之航空運輸中心,中間經過了實用、安全、快速之基本需求,再提升到對顧客身體與感觀舒適之營造,進入到顧客價值最大化所創造出來之新商業型態。唯有滿足顧客價值的最大化才能獲得機場營利的最大化,未來機場的發展仍將是以顧客為導向的發展趨勢。
顧客價值最大化的新商業型態是安全與快速的需求,是消費、購物與休憩的期望。
1. 安全
機場以考量空側跑道、滑行道及停機坪之運作安全為主要,講求的是跑道長度、安全地帶、無障礙空間、航管/助航的信賴程度,以及安全的管制。過去數十年雖也有恐怖份子的劫機行為,但不若911事件的衝擊那麼大。因此,未來除了航機起降及地面活動地區的安全考量之外,防止恐怖份子劫機事件的發生,已成為各機場安檢的要務。安檢的寬鬆程度將直接影響到等候時間的延滯。FAA在其2002年的策略規劃中,投入48,000人力,專注在保護環境與國家安全中如何改善空域飛行安全、保安與效率 [11]。
2. 快速
時間即金錢,在e化的世紀,一切講求速度。機場內部客/貨流程的再造,聯外交通的軌道化與快捷化,以及滿足環球奔波的商務需求等均屬機場規劃要素。機場附設會議中心與商品展示中心,將是未來發展的趨勢,尤其是結合自由貿易區之後,需求更形殷切。
3. 消費、購物與休憩
候機空檔的旅客行為是餐飲、購物與休憩,很多大型軸心機場(Hub),特許行業的營收佔有機場營收的大部份。購物中心、美食區將是滿足顧客需求,增加機場營利的主要方式之一。
八、航空貨物運輸需求的改變
早期的航空運輸以郵件為主,美國於1918年5月15日建立紐約至華盛頓特區之定期航空郵件航線,1919年德國定期載客運輸民航飛機開始營運,聯繫各國主要都市航線紛紛開啟。我國亦於1919年11月成立「航空事務處」,處理航空郵件運輸之監督管理,1920年8月成立中國航空公司,開始國內各主要城市間客運班機飛行服務,1949年政府遷台,在台北松山軍用機場成立國際機場,經營台北-香港及台北-台南航線,開航初期每日往返一班次 [5]。
雖然民航空運以郵件開始,客運航線開啟之後,郵/貨成為客機附掛物,直到近四分之一世紀,全貨機業務才開始蓬勃發展,結合陸空服務的物流快遞服務業逐漸成長茁壯,UPS、FedEx、DHL等物流快遞業發展快速,促使客機掛貨的比例降低。此外,全球性恐怖活動陰影籠罩,基於安全,已有客貨分離之議,囿於運輸成本及點、線、面的考量,客貨分離尚難成為航空物流的事實,但是全球貿易的成長,許多產業及時運輸(Just-In-Time)的需求,將大大增加航空物流業的商機。
全球化趨勢不因恐怖事件、戰爭、SARS而停頓,全球經濟相互依賴日增,UPS總裁說「Nothing will stop world trade, so it’s time to synchronize.」。國際機場之規劃者必須在以人為本的規劃理念之外,思考面對全球化的物流需求。
九、商業化
站在營利的角度,機場的經營管理者已經從基本交通運輸提供者的角色逐漸兼具購物中心經營者的角色,航站大廈將須準備更多出租空間提供商業化的服務。但也有負面的觀點,認為商場化的結果將產生無可避免的喧譁與混亂,也認為旅客何必在旅途中購物來增加攜帶的累贅。因此,航站大廈的規劃必須具有調整的彈性,以應付未來多變的需求。
機場私有化、財源自籌源自歐洲,英國BAA(British Airports Authority)成立於1965年,目前經營國內7個機場,在境外也擁有10個機場之經營契約或股份,以及美國兩個機場的零售業經營契約。BAA成立的著眼點是機場必須要有更多經營彈性,以創造更多利潤。近年來,美國也逐漸朝向財源自籌方面邁進。國內則因民航作業基金收入的年變動率逐漸縮小,支出在金額上已逐漸逼近收入,無力支付龐大之新機場建設經費。基於政府財務、營運績效,以及提供民間投資管道、促進經濟活動熱絡,未來機場將趨向私有化發展(詳圖六)。
十、結論與建議
機場興建完成營運之後,隨著交通量的成長,擴充需求與日俱增,卻往往受限於營運的維持、用地的取得與環境的因素,無法進行巨幅的更新與擴充。規劃之初,宜將目光放遠,預留足夠的擴建空間,以適應未來機型的發展與顧客的需求。
過去,機場容量的定義是起降架次、客/貨運量;今後,財務可行、環境許可將成為另類機場容量。選址之時,宜朝向遠離都心之偏僻處或海上尋覓,以提供24小時之作業環境。同時擴充國際機場的服務範圍,建構快速的聯外交通網絡。
機場建設是傳統與高科技產業的結合,規劃之時,作業系統、安全監控系統、導引系統、航空管制系統等宜配合時代的脈動,以提升營運效率、確保飛航安全。
造型新穎、設備齊全、標示清晰、消費便利、價格合宜、寬敞舒適、作業有效率的機場航站是傑出機場的指標,也是機場經營/規劃者努力的方向。
航空貨運量成長高於客運的趨勢是國際機場必須面對的課題,以人為本的規劃理念之外,還須思考面對全球化的物流需求。
機場私有化是全球趨勢,宜訂定更具誘因的遊戲規則,導入民間資金,以利紓解政府財政壓力,改善機場營運管理績效,以及活絡市場經濟。
參考文獻
(1) Airbus, “Global Market Forecast (2001-2020)”, 2002
(2) FAA, “National Plan of International Airport Systems(1998-2002)”, 1999
(3) FAA, “Primary Airport Enplanements Activity Summary (CY 2001)”
(4) Horonjeff, Robert & McKelvey, Francis X., “Planning & Design of Airports”, 4th Edition. McGraw-Hill,
Inc., 1993
(5) 張有恆, “航空運輸管理”, 鼎漢, 1998
(6)“Flight International”, 13-19 May 2003, pp8
(7) ICAO, International Standards and Recommended Practices Annex 14 Aerodromes Vol. I “Aerodrome
Design and Operation”, 1999
(8) FAA, AC 150/5300-13 “Airport Design”, 1989
(9) FAA, “Aeronautical Information Manual”, 2003
(10) FAA, Innovation, “Free Flight”, 2003
(11) FAA, “FAA Strategic Plan”, 2002
(12) 民航局 “台灣地區民航機場整體規劃及五年發展計畫”, 2001
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