民航飞机总量的持续增长,使得冰雪天气下飞机除冰运行保障任务日趋繁重,如何面向机场除冰运行对飞机除冰参数进行优化设计、提高飞机除冰效率与除冰资源利用率、最大限度降低冰雪天气带来的不利影响,成为亟待解决的问题,本课题就此问题展开研究。首先,基于流体动力学与传热学理论建立了考虑射流效应、多除冰参数耦合控制的飞机除冰效率模型。实现了除冰液参数、射流参数、环境参数对单体设备除冰效率耦合控制规律的仿真分析,设计了室外除冰实验,对除冰效率模型的准确性进行验证。研究成果为飞机除冰运行过程的建模分析奠定基础。其次,针对飞机除冰排队系统参数动态变化的特征,提出了除冰飞机到达率的Markov描述以及除冰服务率的多项式描述方法,建立了随机环境下的飞机除冰排队延误模型,实现了对冰雪天气下航班离港高峰期及离港高峰各时段除冰延误状况的分析,解决了传统定常参数排队模型脱离除冰运行实际的问题。两类典型机场的算例分析表明,除冰延误参数仿真值与实际值有较高契合度,最大误差在10%以内,本文模型对于系统参数动态变化的排队问题分析具有普遍适用性。最后,在除冰效率模型及除冰排队延误模型的基础上,建立了面向机场除冰运行的飞机除冰参数多目标优化配置模型,提出了基于自适应网格多目标粒子群算法及多属性决策技术的模型求解、优化方案选取方法。除冰参数优化配置后除冰液消耗量、除冰车需求量、除冰延误架次相较于优化前分别降低了13.9%、12.8%、19.3%,验证了本文优化模型及算法的有效性。