随着我国航空运输业的迅速发展,空中交通容量不能满足日益增长的空中交通需求,加上天气、空管、机场等不确定因素,大面积航班延误频繁发生。大面积航班延误不仅造成巨大的经济损失,而且极易滋生不安全事件。实时、准确的对大面积航班延误进行预警有利于空管部门、航空公司和机场等相关单位及时、有效的调整运行方案,提高应急处置能力,确保航班运行安全、顺畅。本文首先基于大面积航班延误预警历史数据,利用多元统计分析方法探索大面积航班延误的时空分布规律,并用统计学方法验证主要延误因素的相关性;然后,提出基于航班计划的实时航班延误预警模型,评估区域管制空域实时延误程度;随后,采用传染病模型对大面积航班延误的传播机理进行研究,分析航班状态转化关系,建立了基于改进SIR的航班延误传播预警模型;最后,从大面积航班延误特征属性出发,再考虑实时的天气因素,应用支持向量机构建基于SVM的大面积航班延误等级预测分类策略,算例表明该模型的有效性,对比分析表明采用[0,1]归一化方式和径向基核函数时预警等级预测准确率最高,准确率高达94.8%。