随着航空运输量的快速增长以及机队规模的不断扩大,而机组人员尤其是飞行员的考核要求高、培养周期长,国内飞行员的增速无法跟上高涨的民航需求和快速的机队扩张,造成机组人员尤其是飞行员疲劳问题突出,因此,飞行机组排班问题的重要性不言而喻,成为世界各大航空公司共同关注的重大问题。但是,合理的飞行机组排班并没有得到妥善解决,这使得国内大部分机组人员尤其是飞行员的疲劳问题尤为严重,使机组人员尤其是飞行员仍处于疲劳风险之中,这成为国内民航运输业需要迫切解决的问题之一。在此背景下,本文主要做了以下几点工作:（1）飞行疲劳现状分析。首先对飞行疲劳基本理论进行梳理,包括飞行员疲劳的定义、表现、危害、影响因素以及规章要求。然后,提出飞行员的疲劳问题量化表达模型,并由采集的数据计算出飞行员的疲劳程度,结果显示疲劳程度差异较大,此数据为后续研究工作的展开奠定基础。（2）机组排班问题描述,一是生成航班环,二是建立以疲劳度均衡为目标的机组航班环指派模型。机组排班问题包含两个子问题,一是航班环的生成,选取航班连接网络方法生成航班环,并作详细介绍;二是任务指派,本文首次以疲劳度均衡为目标,构建了基于疲劳度均衡的机组指派模型,并对比分析传统机组排班模型中基于成本最优为目标的模型架构。（3）对比分析模拟退火算法、蚁群算法、遗传算法等启发式优化算法,最终选用遗传算法对模型求解。（4）实例研究。以国内某小型航空公司为例,在单基地线性枢纽结构下,只考虑双人制机组中尤其是机长的疲劳均衡问题。结果证明,当天飞行员的疲劳程度得到了大量改善,且每名飞行员的疲劳程度与当天疲劳度均值的差异较小,这表示飞行员的疲劳程度较稳定,以此反映该模型是真实且有效的。