随着民航运输行业保持平稳较快发展,交通运输量持续增长,空中交通系统的繁忙程度也随着运输周转量的增长而日益加剧,这导致空中交通管制服务的需求与供给开始出现不平衡的情况,最终造成严重的拥挤和延误。如何对空域繁忙程度进行量化、准确地评价、以及实现空域繁忙程度等级划分成为最近民航业界关注的焦点。本论文基于复杂度相关理论、概率论与数理统计、灰色系统、数据分析与挖掘等相关技术,围绕复杂度计算模型以及基于复杂度实现空域繁忙程度识别的核心问题,开展了相关理论方法以及实际应用的研究。主要研究内容如下:首先,综合空域中航路航线网络的静态影响和交通流运行产生的动态影响,建立空域单元空域复杂度计算模型,并以此模型为基础计算出能够反映扇区空域单元复杂程度的模型。其次,构建繁忙程度影响指标和复杂度的时间序列,运用核密度估计的理论思想,选用高斯内核估计指标的概率密度,进一步对函数概率密度曲线的积分面积进行划分,得到对应繁忙程度的指标阈值。最后,结合灰色系统的概念,根据选取的指标及其阈值进行灰色聚类分析,通过数学统计分析得到繁忙程度等级划分的复杂度阈值取值范围。本文以精细化空中交通管理为目标,构建空域复杂度综合指标模型对空域单元繁忙程度进行量化,建立基于复杂度的繁忙程度分级方法,并结合实际历史数据将研究成果应用于典型交叉航路点以及扇区运行场景中。研究结果表明该模型方法能够实现以空域复杂度为基础的空域单元繁忙程度等级划分,繁忙程度划分结果和交通流实际运行的情景相吻合,可以作为空管人员实际工作的参考。