劉博文，胡 榮，張軍峰，朱昶歆，馬林南

（1. 南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院，江蘇 南京211106；2. 中國(guó)民用航空局空中交通管理局空域管理中心，北京101300）

目前，在繁忙的空中交通流下，空中交通管制員通常使用開環(huán)雷達(dá)引導(dǎo)方式指揮航空器運(yùn)行，但是在高交通負(fù)荷條件下，這種工作方式會(huì)顯著增加管制員在終端控制區(qū)（terminal control area，TMA）的指令數(shù)，使得頻率占用時(shí)間增加、飛行員遵循管制指令的情景意識(shí)下降，進(jìn)而可能增加航班延誤與安全風(fēng)險(xiǎn)，并產(chǎn)生額外的燃油消耗、 廢氣排放與噪聲污染。 為緩解開環(huán)運(yùn)行方式的不利影響， 歐洲控制實(shí)驗(yàn)中心（EUROCONTROL）于2006 年率先提出了新的運(yùn)行概念——點(diǎn)匯聚系統(tǒng)（point merge system，PMS）。 PMS 作為一種更高效的系統(tǒng)化的航空器進(jìn)近飛行程序，受到了國(guó)內(nèi)外諸多研究機(jī)構(gòu)與人員的關(guān)注，并在歐洲、亞洲、非洲及南美洲多個(gè)機(jī)場(chǎng)開展了模擬驗(yàn)證與運(yùn)行實(shí)踐，實(shí)施效果良好，證明PMS 在終端區(qū)具有很高的運(yùn)行效益與環(huán)境效益[1]。

為厘清點(diǎn)匯聚系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中的關(guān)鍵要素，進(jìn)一步推動(dòng)點(diǎn)匯聚系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、應(yīng)用與發(fā)展，本文對(duì)點(diǎn)匯聚系統(tǒng)的設(shè)計(jì)概要、應(yīng)用與發(fā)展進(jìn)行系統(tǒng)梳理，在點(diǎn)匯聚系統(tǒng)實(shí)施案例分析的基礎(chǔ)上，梳理點(diǎn)匯聚系統(tǒng)的構(gòu)成要素、設(shè)計(jì)參數(shù)，并對(duì)比不同案例的設(shè)計(jì)參數(shù)與應(yīng)用成效；最后，立足當(dāng)前終端區(qū)日趨復(fù)雜的環(huán)境及日新月異的新技術(shù)，展望點(diǎn)匯聚系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢(shì)。

1 點(diǎn)匯聚系統(tǒng)概念與實(shí)踐

1.1 點(diǎn)匯聚系統(tǒng)的概念

點(diǎn)匯聚系統(tǒng)是EUROCONTROL 率先提出的一種對(duì)航空器到達(dá)流進(jìn)行系統(tǒng)管理的飛行程序。 該系統(tǒng)基于區(qū)域?qū)Ш降暮铰吩O(shè)計(jì)，通過在距離中心匯聚點(diǎn)等距離處，使用排序弧來縮短或拉伸路徑。 這一設(shè)計(jì)理念結(jié)合了區(qū)域?qū)Ш匠绦蚝瓦B續(xù)下降技術(shù)優(yōu)勢(shì)，改變了以往雷達(dá)管制的開環(huán)航向引導(dǎo)，采用閉環(huán)直飛匯聚點(diǎn)指令，進(jìn)而改進(jìn)和標(biāo)準(zhǔn)化終端空域操作[2]。 這就可以保證相較于雷達(dá)開環(huán)引導(dǎo)，點(diǎn)匯聚系統(tǒng)的飛機(jī)水平軌跡更為一致、規(guī)整，航跡的復(fù)現(xiàn)性更好（圖1 給出了奧斯陸國(guó)際機(jī)場(chǎng)點(diǎn)匯聚系統(tǒng)和雷達(dá)開環(huán)引導(dǎo)的地面軌跡對(duì)比圖）[3]。

PMS 基于特定的航路結(jié)構(gòu)，由一個(gè)點(diǎn)（匯聚點(diǎn)）和與該點(diǎn)等距（垂直分離）的排序弧組成。 典型的PMS 航路結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖1 PMS（實(shí)線）和雷達(dá)開環(huán)引導(dǎo)（虛線）軌跡對(duì)比圖Fig.1 Comparison of PMS (solid line) and radar openloop guidance (dotted line) trajectories

圖2 典型PMS 航路結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 Typical PMS route structure

完整的點(diǎn)匯聚系統(tǒng)通常包括如下3 個(gè)構(gòu)成要素：

匯聚點(diǎn)：是終端區(qū)內(nèi)的一個(gè)物理坐標(biāo)點(diǎn)，用于對(duì)不同方向的交通流進(jìn)行匯聚整合，形成一個(gè)航班流。 航空器通過該點(diǎn)之后，完成排序工作，隨后沿著統(tǒng)一路徑飛行直至離開PMS[4]。

排序?。菏墙茍A弧的一段預(yù)設(shè)航段，圓心為匯聚點(diǎn)，因此航段中各點(diǎn)距匯聚點(diǎn)距離近似相等。 排序弧是一種創(chuàng)新的線性保持模式，而不是傳統(tǒng)的堆棧保持模式，因而它能夠輕松適應(yīng)終端區(qū)中不同流量。在低流量期間，其排序弧可以更短；在高流量期間，其排序弧可以更長(zhǎng)，這種結(jié)構(gòu)非常適合處理動(dòng)態(tài)交通流。航空器飛行在排序弧上的任意時(shí)刻，都可以被管制員引導(dǎo)直飛（direct to）到匯聚點(diǎn)[1]。

定位點(diǎn)：根據(jù)所處位置可劃分為排序弧上定位點(diǎn)與排序弧末端定位點(diǎn)。 排序弧上定位點(diǎn)通常定義為旁切點(diǎn)，用于協(xié)助管制員確定航空器間的間隔或預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)彎直飛點(diǎn)；排序弧末端定位點(diǎn)通常定義為飛越點(diǎn)，其后銜接一條延伸航段用于特殊情況（如通訊失效）下的航空器自主直飛程序[1]。

1.2 點(diǎn)匯聚系統(tǒng)的實(shí)踐

點(diǎn)匯聚系統(tǒng)自其概念提出以來，得到了相關(guān)機(jī)構(gòu)與機(jī)場(chǎng)的關(guān)注，隨著關(guān)于PMS 設(shè)計(jì)與研究的不斷深入，全球不少機(jī)場(chǎng)已成功實(shí)施了PMS。 表1 給出了PMS 已經(jīng)實(shí)施或者確定將要實(shí)施的主要機(jī)場(chǎng)信息。

自2011 年挪威奧斯陸國(guó)際機(jī)場(chǎng)首次正式實(shí)施點(diǎn)匯聚系統(tǒng)以來，實(shí)施的機(jī)場(chǎng)數(shù)量持續(xù)增加，這些機(jī)場(chǎng)分布在歐洲、亞洲、南美洲及非洲等多個(gè)區(qū)域，并取得了涵蓋運(yùn)行安全、管制員負(fù)荷、終端區(qū)容量及環(huán)境影響等多方面在內(nèi)的良好的運(yùn)行成效。

表1 PMS 實(shí)施信息匯總表Tab.1 Summary of PMS implementation information

1.3 點(diǎn)匯聚系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

根據(jù)國(guó)內(nèi)外對(duì)PMS 系統(tǒng)的理論研究和各機(jī)場(chǎng)的實(shí)施效果，可以發(fā)現(xiàn)PMS 主要有以下兩點(diǎn)突出優(yōu)勢(shì)：

1） 簡(jiǎn)化了管制員工作：實(shí)施PMS 能顯著減少管制員的指令數(shù)，進(jìn)而減少管制員的工作量、降低工作頻率和無線電話信道占用率，并且能增加管制員的情景意識(shí)。 基于此，能有效提高終端區(qū)內(nèi)航空器的運(yùn)行安全性。

2） 實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)行：實(shí)施PMS 使管制員之間的工作分工更加明確合理，工作方法更加標(biāo)準(zhǔn)化；減少了航空器在進(jìn)近過程中的飛行距離，優(yōu)化了下降剖面，使其水平軌跡更加集中。

同時(shí)，通過標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)行，可以廣泛地應(yīng)用RNAV 和使用FMS 橫向制導(dǎo)，提高飛行效率和可預(yù)測(cè)性；高峰期充分利用機(jī)場(chǎng)的可用跑道容量，并具有能力滿足未來的跑道容量增長(zhǎng)；可以實(shí)施連續(xù)下降，最大限度地減少二氧化碳、氮氧化合物和硫化物等污染物排放，緩解機(jī)場(chǎng)周邊區(qū)域的噪聲影響。

當(dāng)然，PMS 具有上述優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)也存有若干不足，諸如PMS 對(duì)垂直剖面具有較高的敏感度，需要考慮與現(xiàn)有機(jī)場(chǎng)接收條件的兼容性；二次到達(dá)流排序的直觀性有待提升[9]；在高密度交通量的情況下，管制員需要使用輔助決策工具來提高其對(duì)PMS 的控制能力[10-11]，等。

2 點(diǎn)匯聚系統(tǒng)的設(shè)計(jì)概要

典型的點(diǎn)匯聚系統(tǒng)運(yùn)行主要包括兩個(gè)核心步驟（見圖2）。

1） 航空器在排序弧航段上自主飛行時(shí)，管制員在發(fā)現(xiàn)當(dāng)前航空器與前一航空器間隔達(dá)到間隔要求時(shí)，對(duì)該航空器發(fā)出“直飛（direct to）”指令，航空器直飛向匯聚點(diǎn)。

2） 航空器離開排序弧后開始下降，并通過速度控制保持前后航空器之間的安全間隔。

為了有效保證航空器在點(diǎn)匯聚系統(tǒng)中完成上述運(yùn)行步驟，需要對(duì)匯聚點(diǎn)、排序弧、定位點(diǎn)等構(gòu)成要素進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)。 PMS 的設(shè)計(jì)參數(shù)主要包括高度、速度、角度和距離4 類。

2.1 高度

高度是指PMS 相關(guān)構(gòu)成要素的修正海平面氣壓高度（如圖3）。 通常有如下推薦要求：

1） 排序?。号判蚧「叨纫话阍? 048～3 657 m[12]，且航空器在排序弧上飛行時(shí)無高度變化。 由于來自外部排序弧的航空器接到“直飛”指令后將穿過內(nèi)部排序弧，為避免沖突，內(nèi)外排序弧應(yīng)保持305 m 的垂直距離，且靠近匯聚點(diǎn)的排序弧往往賦予高高度。

2） 匯聚點(diǎn)：匯聚點(diǎn)高度一般在1 219～1 829 m[12]。

圖3 PMS 垂直剖面示意圖Fig.3 Vertical section of PMS

2.2 速度

速度通常指航空器在PMS 排序弧上及 （或）過匯聚點(diǎn)的指示空速。 通常有如下推薦要求：

1） 航空器在排序弧上以固定速度飛行，一般為407～426 km/h。

2） 在排序弧各航空器應(yīng)保持盡量一致的飛行速度，這可以確保高流量條件下，各航空器具備相同距離時(shí)間比，以提升PMS 運(yùn)行效能。

3） 航空器過匯聚點(diǎn)的速度一般需低于其在排序弧上飛行的速度，以保證能夠較好地銜接后續(xù)飛行航段。

2.3 角度

角度可分為兩種類型： 一個(gè)是與航空器飛行軌跡相關(guān)，另一個(gè)是與點(diǎn)匯聚系統(tǒng)覆蓋范圍相關(guān)。

與航空器飛行軌跡相關(guān)包含3 種角度： 點(diǎn)匯聚進(jìn)入航跡變化角α、點(diǎn)匯聚直飛航跡變化角β 與點(diǎn)匯聚退出航跡變化角γ。

與PMS 覆蓋范圍相關(guān)包括1 種角度：點(diǎn)匯聚區(qū)域包圍角δ。 具體如圖4 所示。

圖4 PMS 平面角度示意圖Fig.4 Angles of PMS

PMS 角度通常有如下推薦設(shè)計(jì)要求：

1） 進(jìn)入航跡變化角α：主要由區(qū)域?qū)Ш匠绦蛟O(shè)計(jì)要求確定，應(yīng)盡可能小于90°。

2） 直飛航跡變化角β：通常在90°左右。

3） 退出航跡變化角γ：主要由區(qū)域?qū)Ш匠绦蛟O(shè)計(jì)要求確定，且盡可能小于90°。

4） 區(qū)域包圍角δ： 與排序弧-匯聚點(diǎn)之間的距離以及排序弧的長(zhǎng)度相關(guān)， 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免過大。 在極端情況下（δ=180°），可能導(dǎo)致管制自動(dòng)化系統(tǒng)的短期沖突告警（STCA），如圖5 所示。

圖5 過大的區(qū)域包圍角δ 示意圖Fig.5 Oversized convergence angle δ

2.4 距離

距離通常包括排序弧的長(zhǎng)度以及不同排序弧之間、排序弧與匯聚點(diǎn)之間的水平間隔長(zhǎng)度。 通常有如下推薦要求：

1） 內(nèi)外相鄰排序弧之間的距離至少為3 704 m。

2） 匯聚點(diǎn)與外排序弧之間的距離至少為37 040 m。

3） 排序弧長(zhǎng)度通常根據(jù)特定機(jī)場(chǎng)的空域結(jié)構(gòu)、交通流量等因素確定；一般不少于37 040 m，以使其具有足夠的航空器吸納能力。

上述4 個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)的推薦值只是作為PMS 的設(shè)計(jì)參考值， 實(shí)際應(yīng)用時(shí)需結(jié)合具體機(jī)場(chǎng)空域結(jié)構(gòu)與限制條件加以確定，最終數(shù)值會(huì)稍有變化。

3 點(diǎn)匯聚系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用

當(dāng)前，全球已有4 個(gè)大洲、近20 個(gè)機(jī)場(chǎng)實(shí)施運(yùn)行了點(diǎn)匯聚系統(tǒng)，并有1 個(gè)機(jī)場(chǎng)確定于2020 年實(shí)施運(yùn)行。 在梳理相關(guān)機(jī)場(chǎng)的參數(shù)設(shè)計(jì)數(shù)值的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討各類設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)點(diǎn)匯聚系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、成效等影響。

3.1 高度

高度是點(diǎn)匯聚系統(tǒng)的重要參數(shù)，決定了航空器在PMS 中飛行的垂直剖面。 表2 給出了若干典型點(diǎn)匯聚系統(tǒng)排序弧、匯聚點(diǎn)的實(shí)際高度設(shè)置情況。

從表2 可以看出，各機(jī)場(chǎng)PMS 排序弧、匯聚點(diǎn)的高度參數(shù)設(shè)計(jì)值存有較大差異，這與各機(jī)場(chǎng)實(shí)際空域條件密切相關(guān)。 通過理論分析并結(jié)合上述機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行狀況，發(fā)現(xiàn)：

1） 增加排序弧高度可以使航空器從更高的高度實(shí)施連續(xù)下降過程，有利于減小噪聲影響范圍與強(qiáng)度，并可提高飛行效率。

2） 更高的高度也意味著航空器的飛行速度更快，在排序弧長(zhǎng)度相同的條件下，會(huì)導(dǎo)致PMS 延遲吸納能力下降。

3） 增加排序弧與匯聚點(diǎn)之間的高度落差，將會(huì)提高航空器下降率，這可能引發(fā)與航空器性能相關(guān)的問題。

4） 匯聚點(diǎn)高度可以是強(qiáng)制高度（如：914 m）也可以是建議高度（如：914 m 以上），具體由后續(xù)飛行程序銜接要求確定。

表2 PMS 高度參數(shù)設(shè)計(jì)匯總表Tab.2 Design information of PMS height parameter m

3.2 速度

航空器的運(yùn)行速度對(duì)PMS 的容量產(chǎn)生影響。 表3 給出了若干典型機(jī)場(chǎng)點(diǎn)匯聚系統(tǒng)的速度參數(shù)信息。

表3 PMS 速度參數(shù)設(shè)計(jì)信息匯總表Tab.3 Design information of PMS speed parameter （km/h）

通過結(jié)合其他設(shè)計(jì)參數(shù)的理論分析與上述機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行狀況，發(fā)現(xiàn)：

1） 不同機(jī)場(chǎng)的速度參數(shù)值有較大的差異， 這與該機(jī)場(chǎng)PMS 的排序弧高度、 排序弧與匯聚點(diǎn)的高度落差、排序弧與匯聚點(diǎn)的距離密切相關(guān)。一般而言，排序弧高度越高、排序弧與匯聚點(diǎn)的高度落差越小、排序弧與匯聚點(diǎn)的距離越遠(yuǎn)，則航空器在排序弧上速度越大。

2） 無論速度參數(shù)取值多少，排序弧上的飛行速度都是不變的，以保證PMS 的運(yùn)行效能。

3） 當(dāng)排序支路長(zhǎng)度相同時(shí)，航空器的速度越大則點(diǎn)匯聚系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)容量越高。

3.3 角度

角度直接影響著點(diǎn)匯聚系統(tǒng)的空域水平覆蓋范圍及與區(qū)域?qū)Ш匠绦虻你暯淤|(zhì)量。通過整理相關(guān)機(jī)場(chǎng)的航圖信息，表4 給出了這些機(jī)場(chǎng)的角度匯總信息。

表4 PMS 角度參數(shù)設(shè)計(jì)信息匯總表Tab.4 Design information of PMS angle parameter （°）

通過上述機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行情況并結(jié)合理論分析，可發(fā)現(xiàn)：

1） 進(jìn)入航跡變化角α 與各機(jī)場(chǎng)空域結(jié)構(gòu)、交通流向及進(jìn)場(chǎng)程序等密切相關(guān)，差異很大；同時(shí)，考慮到航空器性能（影響航空器轉(zhuǎn)彎半徑）、旅客舒適性等要求，α 一般小于90°。

2） 直飛航跡變化角β 的度數(shù)幾乎都是恒定的（90°）。 這是由于排序弧是一段以匯聚點(diǎn)為圓心的近似圓弧，而β 是由該圓弧切線與半徑所包圍的。

3） 退出航跡變化角γ 與進(jìn)入航跡變化角α 類似， 與各機(jī)場(chǎng)空域結(jié)構(gòu)、 交通流向及進(jìn)場(chǎng)程序等密切相關(guān)，一般也要求小于90°。

4） 對(duì)于某具體的點(diǎn)匯聚系統(tǒng)，退出航跡變化角并不是一個(gè)固定值，而是一個(gè)變化范圍，具體數(shù)值與航空器收到“直飛”指令時(shí)在排序弧上的位置密切相關(guān)。 同時(shí)，γ 存在最大值，該最大值由匯聚點(diǎn)所銜接的后續(xù)飛行程序決定，一般情況下不超過區(qū)域包圍角δ 的大小。

5） 區(qū)域包圍角δ 的各機(jī)場(chǎng)差異也很大，這與終端空域條件、空中交通特性、機(jī)場(chǎng)運(yùn)行環(huán)境等密切相關(guān)。一般而言，δ 越大預(yù)示著排序弧越長(zhǎng)，點(diǎn)匯聚系統(tǒng)的航空器延遲吸納能力越強(qiáng)。 但過大的δ 可能導(dǎo)致管制自動(dòng)化系統(tǒng)的短期沖突告警。

3.4 距離

距離參數(shù)對(duì)點(diǎn)匯聚系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)與服務(wù)能力有決定性影響。 表5 給出了若干典型機(jī)場(chǎng)的距離信息，同時(shí)結(jié)合表2 的高度信息可以得到各機(jī)場(chǎng)PMS 的下降梯度信息。

表5 PMS 距離參數(shù)設(shè)計(jì)信息匯總表Tab.5 Design information of PMS distance parameter

通過上述機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行情況并結(jié)合理論分析，可發(fā)現(xiàn)：

1） 增加內(nèi)外排序弧距離天然地增加了航空器之間的安全間隔；但當(dāng)PMS 中航空器較多時(shí)，也增加了構(gòu)建著陸序列的難度。

2） 增加排序弧-匯聚點(diǎn)的距離，便于通過速度控制來保持航空器間距，提前構(gòu)建著陸序列，增加可預(yù)測(cè)性。

3） 較長(zhǎng)的排序弧-匯聚點(diǎn)的距離可能使得著陸序列構(gòu)建過早，降低了序列更改的靈活性。

4） 增加排序弧長(zhǎng)度可提高點(diǎn)匯聚系統(tǒng)的延遲吸納能力，可以使PMS 容納更多的航空器。

5） 較長(zhǎng)的排序弧長(zhǎng)度能增加對(duì)風(fēng)等氣象條件的敏感度，容易累積運(yùn)行中的不確定性。

4 點(diǎn)匯聚系統(tǒng)的未來展望

當(dāng)前空域條件下，點(diǎn)匯聚系統(tǒng)在提高運(yùn)行安全性和跑道運(yùn)行效率等方面都有很大的潛力。 未來隨著民航運(yùn)輸需求的持續(xù)增長(zhǎng)[17]，結(jié)合民航新技術(shù)發(fā)展可以在傳統(tǒng)的PMS 基礎(chǔ)上加以改進(jìn)與拓展，例如面對(duì)更復(fù)雜的終端區(qū)環(huán)境設(shè)計(jì)一個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的PMS，進(jìn)一步提高終端區(qū)運(yùn)行安全與效率。

4.1 復(fù)雜環(huán)境下的多層點(diǎn)匯聚系統(tǒng)

鑒于復(fù)雜環(huán)境下的終端區(qū)是一個(gè)非常動(dòng)態(tài)的環(huán)境，一個(gè)小的航空器重新排序動(dòng)作都可能極大地增加管制員的工作量。 在這種環(huán)境下，可以考慮設(shè)計(jì)在現(xiàn)有點(diǎn)匯聚系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)多層點(diǎn)匯聚系統(tǒng)（multilayer point merge system，ML-PMS）讓不同方向的航空器到達(dá)定序航段，圖6 通過設(shè)置兩個(gè)不同高度的PMS，實(shí)現(xiàn)兩條獨(dú)立平行跑道多層點(diǎn)匯聚系統(tǒng)。

當(dāng)然，根據(jù)跑道之間的距離，ML-PMS 還可以如圖7 所示在同一內(nèi)外排序弧上設(shè)計(jì)兩個(gè)不同的匯聚點(diǎn)，這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是到港航空器很容易改變跑道。 此外，考慮到特定機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行限制，可以設(shè)計(jì)更復(fù)雜的ML-PMS 結(jié)構(gòu)[18]，諸如分離的ML-PMS 或混合的ML-PMS[19]。

圖6 兩條平行跑道的ML-PMS 示意圖Fig.6 Two parallel runways of ML-PMS

圖7 ML-PMS 系統(tǒng)的變式方案Fig.7 Variant design of ML-PMS

4.2 融合CDA 的點(diǎn)匯聚系統(tǒng)

點(diǎn)匯聚系統(tǒng)與連續(xù)下降進(jìn)近（continuous descent approach，CDA）融合模型是在進(jìn)近區(qū)域內(nèi)設(shè)置一個(gè)規(guī)范的匯聚點(diǎn)，使不同方向的航空器從不同路徑下降時(shí)可采取連續(xù)下降方式并直至到達(dá)匯聚點(diǎn)，所有的航空器通過匯聚點(diǎn)后沿著同一條進(jìn)近路徑飛行。

結(jié)合CDA 的運(yùn)行要求，PMS 排序弧高度在1 829～3 048 m 為宜，航空器最大指示空速為463 km/h、下滑航跡角是3°時(shí)，可以帶來最小的環(huán)境與噪聲影響[20]。 為了避免ATC 顯示器的混亂及保證CDA 的順利實(shí)施，需要科學(xué)設(shè)置相鄰排序弧間的橫向間隔以及排序弧-匯聚點(diǎn)的距離，評(píng)估點(diǎn)匯聚進(jìn)近程序近地碰撞風(fēng)險(xiǎn)[21]。

通過實(shí)施融合CDA 的PMS，可以將兩者效益最大化，在改善運(yùn)行安全、增加交通容量、節(jié)能減排降噪等方面實(shí)現(xiàn)1 加1 大于2 的成效。

4.3 基于4D 航跡的點(diǎn)匯聚系統(tǒng)

4D 航跡是航空器在整個(gè)飛行全過程全部順序點(diǎn)跡的4D 空間坐標(biāo)（包括三維位置和時(shí)間）所形成的集合[22]。 而經(jīng)典的PMS 航路結(jié)構(gòu)是建立在3D 合流形式上[23]，只對(duì)航空器在PMS 中飛行的經(jīng)度、緯度和高度進(jìn)行監(jiān)控與控制，如果在現(xiàn)有基礎(chǔ)上對(duì)其增加航空器在PMS 各個(gè)位置的時(shí)間指標(biāo)[24]，就可以更好地對(duì)航空器到達(dá)流進(jìn)行管理。 這種方式就是將PMS 與4D 航跡管理加以聯(lián)合，構(gòu)建基于4D 航跡的PMS。

未來，通過將PMS 與4D 航跡管理聯(lián)合，將航空器到達(dá)流與“時(shí)間”更好的關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)到達(dá)流之間更高效的沖突探測(cè)與解決，從而優(yōu)化航空器到達(dá)流的管理，提高終端區(qū)運(yùn)行效率。

5 結(jié)論

點(diǎn)匯聚系統(tǒng)這一概念自2006 年提出就已引起學(xué)界、業(yè)界的廣大關(guān)注。 目前，PMS 已在全世界多個(gè)機(jī)場(chǎng)成功驗(yàn)證與實(shí)施，在保證運(yùn)行安全性、提升經(jīng)濟(jì)性與降低環(huán)境影響等方面體現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。 隨著民航運(yùn)輸需求的增長(zhǎng)，PMS 有著更加廣闊的應(yīng)用空間。 本文對(duì)點(diǎn)匯聚系統(tǒng)的設(shè)計(jì)概要、 實(shí)踐應(yīng)用與未來發(fā)展進(jìn)行了綜述，主要結(jié)論如下：

1） 點(diǎn)匯聚系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通常涵蓋高度、速度、角度與距離4 類核心設(shè)計(jì)參數(shù)。 參數(shù)的設(shè)置值需要結(jié)合終端空域、跑道設(shè)置等環(huán)境條件進(jìn)行選取。

2） 點(diǎn)匯聚系統(tǒng)實(shí)施機(jī)場(chǎng)的案例表明：參數(shù)設(shè)計(jì)值的選取對(duì)PMS 的吸納能力、運(yùn)行效能、環(huán)境效益等均有顯著影響。

3） 針對(duì)復(fù)雜終端空域及民航新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，未來可發(fā)展多層點(diǎn)匯聚系統(tǒng)、融合CDA 的點(diǎn)匯聚系統(tǒng)及基于4D 航跡的點(diǎn)匯聚系統(tǒng)等更加安全、高效的點(diǎn)匯聚系統(tǒng)。

在開展點(diǎn)匯聚系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需密切結(jié)合當(dāng)?shù)乜沼蚪Y(jié)構(gòu)、交通流量、機(jī)場(chǎng)條件等設(shè)置點(diǎn)匯聚系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并權(quán)衡各類設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)置，同時(shí)盡量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、整體對(duì)稱，保持點(diǎn)匯聚系統(tǒng)簡(jiǎn)單、直觀。