目前我国的空域容量已经不能很好地满足民航运输发展的需要，空域的实际容量主要受限于管制员的业务素质和承受能力。为了提高空域的实际容量，一种方法就是扇区重新划设，另一种方法就是给管制员提供决策辅助工具，从而降低管制员的工作负荷。提供科学合理的扇区划设方案，实现管制员工作任务的合理分配，从而增加空域容量，提高空域利用率，已经成为空管部门面临的紧迫问题。目前的扇区划设方案主要有静态的和动态的两种，静态的方案不能随流量变化适时划设，动态的可以随着流量的变化实时统计管制员工作负荷并作为依据进行扇区划设，具有很强的现实意义。迄今为止对于静态划设方案的研究比较多，动态划设方案研究起步较晚。本文通过研究相关资料，结合现实的空管环境，提出了基于加权Voronoi图的扇区单元初始化分方法，然后引入改进蚁群算法将初始的扇区单元进行优化组合，实现区域管制扇区的动态划设，并在此基础上实现了扇区动态划设仿真系统的设计。论文首先对扇区划设理论进行了系统的研究分析，包括扇区的结构特征以及扇区划分的原则等；接着对扇区的管制员工作负荷进行了分类并建立统计模型，然后研究了Voronoi图的概念及其构造方法以及加权Voronoi图的理论，并以导航点、航路交差点、区域边界点等作为固定关键点，以实时航线交叉点作为临时关键点，以管制员工作负荷相关因子作为权值，给出加权Voronoi构造方法形成初始扇区单元，并给出了工作负荷动态改变时的扇区单元调整方法；随后，在基于管制员负载均衡的基础上，基于改进蚁群算法，在满足扇区划设的相关约束条件下，对扇区单元进行优化组合，形成给定区域的最终扇区；最后，采用VC++6.0作为开发平台，以c++面向对象开发语言作为开发语言，基于开源GIS组件MapWinGIS技术进行的集成开发，以应用软件MicrosoftAccess2003为后台数据库管理平台，在Windows XP环境下完成了区域管制扇区动态划设仿真系统的设计开发，并给出了仿真结果，证明了该优化划设方法的有效性。