航线网络作为航空公司航班运营的基础和必要条件,直接决定航空公司的长期运营成本,影响航空公司的生存与发展。提高航线网络的稳定性,减少失稳造成的损失,有利于提升航空公司的发展潜力和市场竞争力。本文对航空公司航线网络的稳定性进行了系统性研究。首先对航线网络稳定性的相关概念进行定义,之后对航线网络失稳情况进行分析评估,最后对航线网络失稳控制进行研究。(1)基于复杂网络传播动力学理论,以航班延误为切入点,建立了航线网络延误传播模型,并对延误传播过程进行了仿真,对比分析了拓扑结构对航线网络稳定性的影响。结果表明,相对于城市对和线形航线网络,枢纽航线网络具有更好的稳定性,同时其也表现出了对随机扰动的鲁棒性和对蓄意攻击的脆弱性的特点。当初始延误发生在枢纽机场时,枢纽航线网络所受到的影响非常大,延误波及情况非常严重,但初始延误发生在非枢纽机场时,延误传播范围便会很小。(2)基于适应性Agent图的思想,结合航线网络实际特点,从系统稳定性的角度对网络失稳进行研究。针对恶劣天气下航线网络上航班运行的稳定性进行仿真,提出反映航线网络稳定性的指标熵,来度量系统发生失稳行为的不确定性。结果表明,用熵作为反映航线网络系统运行稳定性的指标是可行的,若熵不为0,则系统失稳,发生航班延误;熵越大,发生航班延误的可能性越大,越容易导致航班延误的波及。(3)针对拓扑结构对航线网络稳定性的影响,研究了不同拓扑结构的航线网络发生失稳后适宜采取的流量分配策略。针对初始失稳发生在不同度值机场时的初始情况,对比三种拓扑结构的航线网络,分别为其选出适宜的流量分配策略,以缓解系统失稳造成的影响。结果表明,对于枢纽航线网络及线形航线网络,均适宜采用优化分配策略以提高系统的稳定性;对于城市对航线网络,适宜采用比例分配策略,在保证系统稳定性的同时能减小网络溢出流量。(4)针对航线网络系统的失稳,选择系统高峰小时这一特殊时段,建立了航线网络失稳时航班时刻调整的动态规划模型,结合多目标优化的有效算法NSGA-II求解,针对天气对机场容量减小所导致的航班延误情况对即将运行的航班计划进行及时调整。结果表明,通过预先调控,可以有效减少总延误航班架次和总延误时间,有效改善各机场繁忙时段的延误情况,可以增强航空公司应对航线网络系统发生失稳时的主动性。本文从理论层面,同时考虑操作层面的要求,对航线网络的稳定性进行了深入探讨,对航空公司提高航线网络的稳定性提供了理论参考。