随着空中航班数量的日益增长,空中交通拥堵现象也在频繁发生,对空中交通的管理工作更是越发艰难。长春龙嘉国际机场同样也面临着流量增长带来的挑战。龙嘉机场的航班流量在持续增长,而机场内仅有一条供航班起降的跑道。而且影响飞机起降的大雪天气,雷雨天气,大雾天气在我国东北地区更是频繁发生。龙嘉机场又因地处我国东北地区另外两座国际机场桃仙机场与太平机场的中间位置,而被选做这两家国际机场的主备降场。因此龙嘉机场不仅需要安排本机场的航班起降,还要考虑不定期备降过来的航班。而当前空中交通管制员仍然在使用传统的先来先服务(First Come First Served,FCFS)规则来管理龙嘉机场的空中交通,安排飞机的起降顺序,从而造成大面积的航班延误现象。因此本文为龙嘉机场进离港航班搜寻合理起降顺序的研究工作具有重要意义。本文将研究对象扩展到包含备降飞机在内的进离龙嘉机场的所有非紧急航班,在约束条件方面不仅考虑了保证航班安全,避免受前机尾流影响所需的最小安全时间间隔,受航班剩余油量影响的航班最大等待时间窗,机场跑道承运航班的条件,还考虑了备降航班的优先降落等级和为保证航班间的公平性而设定的每架航班的最大允许转换位移。本文的研究目标为最小化飞机的延误时间。本文的研究问题经过对比分析可确定为NP-hard问题。文中详细介绍了本文研究的空中交通流量管理工作涉及的民航领域的相关概念及航班进离港的过程,并建立一支线性规划数学模型。由于数学模型的求解能力有限。因此本文改进了基于免疫球蛋白的人工免疫系统算法(Immunoglobulin-based Artificial Immune System algorithm,IAIS),并且验证了改进的基于免疫球蛋白的人工免疫系统算法(Improved Immunoglobulin-based Artificial Immune System algorithm,IIAIS)的可行性。为进一步证明IIAIS算法在求解本文的问题中具有较好的性能,文中使用了模拟退火法(Simulated Annealing algorithm,SA)和约束引导的局部搜索算法(Constraint-Guided Local Search algorithm,CGLS)以及龙嘉塔台的空中交通管制人员正在使用的FCFS规则来与IIAIS算法进行对比。通过1600组随机产生的模拟数据及一组采集自龙嘉塔台空管员使用的模拟机上的数据对本文IIAIS算法进行了验证。实验结果表明,无论从目标函数值在FCFS基础上的改进程度还是算法的鲁棒性上,本文的IIAIS算法都具有一定的优越性。