随着我国航空产业的蓬勃发展，空中交通流量的增长势头迅猛，空域拥挤现象日趋严重，航班延误几乎成为民航界的“常规”现象。因此实施科学的空中交通流量管理手段以解决目前出现的问题势在必行。先期航班时刻作为我国今后为治理航班延误进行空中交通流量管理最为重要的基础数据之一，探究其优化分配方法可以使整个空中交通流量管理达到事半功倍的效果。本文阐述了国内外航班时刻优化相关研究成果，探讨了我国先期航班时刻分配机制，分析总结了研究过程中存在的不足，点明先期航班时刻优化的目的和意义。随后在前期学者研究的基础上，从航空公司的利益角度出发，考虑“祖父权利”等约束，提出航班计划时刻协同优化方法，该方法将“补偿机制”融入其中，允许航空公司之间进行金额交易，并选用中南区域真实的航班时刻数据进行仿真验证，所得出的优化方案不仅可以有效地降低航空公司总成本，同时可以保证“新进入”航空公司的利益；针对航班时刻在实际运行过程中的执行效率，考虑空域或机场容量的不确定因素，运用地面等待策略，引入情景相关概念探究先期航班时刻鲁棒优化方法，以减少预计总延误成本，通过广州白云机场的相关数据进行仿真验证，该优化方法可以较好的抵抗不确定性容量带来的干扰。最后通过需求分析入手初步设计了以航班时刻优化功能模块为核心模块的先期航班时刻管理系统，为我国的先期航班时刻优化提供辅助决策支持。