随着空中交通流量的不断增长,空域容量已经远远不能满足空中交通的需求,终端管制空域内的交通拥挤问题变得日益严重,成为制约空中交通安全、高效流动的瓶颈。如何科学合理地利用空域资源,现已成为空域规划部门所面临的紧迫问题。据此,研究如何优化终端区空域结构,不仅可以提高终端区空域的整体容量,而且对于减轻管制员工作负荷、缓解空中交通压力以及保证空中交通安全畅通也具有重要意义。本文紧密联系我国终端区空域的实际情况,提出了基于Voronoi图的扇区优化方法。本文首先对终端区扇区的划设进行了系统的理论分析,详细介绍了扇区划设的影响因素、原则、方法和思路;接着提出了Voronoi图的概念,给出了其生成方法,并对管制员工作负荷进行了分类与统计,在基于均衡管制员工作负荷的基础上,系统地研究了扇区划分的实际物理约束,综合了主要的扇区约束原则并进行量化,构建了终端区扇区划分模型;随后,以广州终端管制空域为例,通过采用单亲遗传算法,实现了对其扇区结构的优化设计,验证了该模型和算法的可行性和有效性,同时对动态扇区划分问题进行了初步的研究,并提出了两种划分方案;最后,基于上述模型和算法,在原有的民用机场容量评估系统上,以Visual C++ 6.0为主要开发工具,在Windows XP平台下设计并开发了终端区扇区优化系统。