随着民航业的迅猛发展,国内机场的拥挤和延误程度越来越严重,对提高机场运行效率方面的研究也在不断深入。而目前机场的规划设计均是参照相关的设计规范,考虑物理环境因素较多,很少在机场规划设计阶段考虑运行效率的因素。本文从机场布局设计角度考虑,结合运行特点进行量化分析,探讨如何合理规划跑道、停机坪设计布局,以提高机场运行效率。首先,分析了机场设计布局组成和机场场面运行流程,筛选出与布局相关的主要设计参数。在单跑道机场布局中,根据机场预期建设规模大小、跑道主运行方向的比例,以及快速脱离口的设置,以航空器总滑行时间最少为目标,建立了停机坪布局优化模型,确定停机坪的布局位置,实现了机场布局的量化分析。通过算例验证,最优布局方案可以节省43.7%的滑行时间。其次,对于平行跑道机场,引入了系统设施布置方法(SLP)对平行跑道机场的停机坪与跑道进行布局设计。根据SLP理论,确定了以一天航班里运输旅客和在机场滑行的距离乘积最小为目标函数,来寻求跑道、停机坪坐标的最优值。然后利用遗传算法求解模型,结合机场布局设计问题,对编码方案、选择函数以及遗传算子进行了设计。最后通过对大型繁忙机场跑道、停机坪的布局设计验证了模型的可行性。最后,在之前的研究基础上,分析了滑行冲突,跑道运行等实际问题后,提出了以旅客运输工作总量最小、跑道容量最大、冲突次数最少的多目标机场停机坪与跑道布局模型。最后以大型机场的跑道停机坪布局为例进行仿真验证,结果表明算法和模型的有效性。从而可以在规划建设阶段最大化提高机场的运行效率,减少了在后期运行时管制员的工作负荷,为今后新建、改扩建机场提供借鉴与参考。