随着航空运输的高速发展,空中交通流量持续增加,当空域资源和管理水平以及机场容量不能够满足日益增长的需求之后,就产生了空中交通拥塞。这不仅严重威胁着飞行安全而且导致了大量飞机延误,给国民经济造成巨大的经济损失。在不能通过机场跑道扩建或空管设施更新以获得容量长期改善的情况下,空中交通流量管理是解决空中交通拥塞最有效、最经济的手段。因此,研究有效的空中交通流量管理方案就成为当前民航空管部门亟待解决的问题。目前来说空中交通流量管理中最主要使用的方法就是地面等待策略(Ground Holding Policy),所谓地面等待策略即是指在交通高峰期时有计划地让一些将要赶上拥挤区域的航班在机场等待(滞后出发)的方式来缓解空中交通阻塞,原因是在不可避免延误的前提下,地面等待与空中耗时相比更安全更经济,从本质上说,这是一种主动的流量管理方法。国外对地面等待问题研究起步较早,上世纪80年代就已提出,而且美国已经把地面等待策略用于实际的空中交通流量管理,并已取得了很好的效果。但是中国对地面等待问题起步较晚,现在也还处在研究的初步阶段。本文对空中交通流量管理中的单机场地面等待问题以及航班离场调度问题进行了研究,主要所做工作如下:1.论文首先介绍了空中交通流量管理的基本知识:包括空中交通管理的概念、构成;空中交通流量管理的概念、主要工作以及实施管理所使用的策略;概要地介绍了地面等待策略的概念、意义以及国内外研究现状。2.介绍了单机场地面等待问题的分类。选取按照容量分类的需求确定容量确定单机场地面等待和需求确定容量随机的单机场地面等待问题模型给与详细叙述与模型分析,并采用粒子群优化算法以及改进粒子群优化算法对这两种数学模型分别进行仿真实验,并对各种方法的性能与求解结果进行优劣对比。3.介绍了航班离场调度的概念、意义,给出了一种航班离场调度模型,分析模型,并对所给模型采用混沌粒子群优化算法给与仿真实验,并把实验结果与前人用遗传算法所做的仿真实验进行结果对比,得出本文所选方法的可行性。4.最后,文章总结了本文所做的工作及所做工作的不足之处,并对空中交通流量管理与单机场地面等待问题的发展前景和论文的后续工作给与了展望。