随着我国民航事业的迅速发展,逐年增长的空中交通流量和有限的空域资源之间的矛盾日益凸显,对飞行安全带来很大的挑战。对空域和动态的交通流量进行协同管理是民航下一步发展的方向,如何根据交通流的变化,利用自动化工具对目标空域进行合理划分是一项空域管理研究中亟待解决的工作。本文以均衡管制员扇区内的有关监视以及冲突解决工作负荷和降低管制员扇区间的有关协调工作负荷为优化指标,建立起一种三维扇区多目标优化模型,并提出了一种改进的NSGA-Ⅱ算法来实现对目标空域的自动扇区划分配置。首先,结合网格模型便于三维建模和Voronoi图模型能够保证凸性的两个优点,提出了一种自下而上的基于网格-区域块-扇区三个层级的三维扇区划分模型,即将目标空域先划分成若干具有空间单元属性的网格,之后根据交通流的分布将网格组合成更大尺寸的区域块,最后结合扇区中心点位置和扇区跨越高度层将Voronoi区域块组合成扇区。其次,为给扇区专家提供不同偏好的划分方案,通过对NSGA-Ⅱ算法进行相应的改进与设计,引入混合目标函数与约束条件的适应度评估算子以提高种群中可行解数量,引入变概率组合交叉算子以提高解的多样性,引入基于工作负荷的动态变异算子加快算法寻优速度,提出了一种基于Pareto最优的多目标扇区优化方法来指导扇区寻优的过程。最后,选取了西安中高空空域为实例进行三维航路空域扇区的划分仿真实验,通过对实验结果的对比分析,验证了所提出的三维扇区划分模型与扇区多目标规划方法的有效性与合理性。