近年来,由于飞行需求不断增大,空中交通流量持续攀高,导致繁忙空域运行压力不断增加。空域灵活使用使得原先单一、固化的班机航线变为复杂、灵活的航路网络,空域运行效率大为提升。开展空域灵活使用下的航路网容量评估研究,为实施国家空域规划调整和流量管理提供决策支持具有重要意义。本文首先简要概述了国内外空域容量评估和空域灵活使用方面的研究进展,并给出了航路网容量的定义;其次依据随机服务理论将空域抽象为具有容量限制的服务系统,通过对该系统概率规律性的研究分析,建立了基于随机服务理论的空域宏观容量评估模型,提出了空域宏观容量评估方法,实现了对航路网中各航段宏观容量的评估,为国家从战略角度掌控空域宏观容量提供理论基础;再次分析了我国空域灵活使用现状,为充分发挥临时航线功能,提出了航路动态管理策略,并基于网络流理论建立了航路网容量线性规划评估模型,给出了航路网容量评估方法,为实施航路预先分配提供数据参考;之后针对空域容量在受到动态因素影响时会发生变化的情况,建立了基于随机服务理论的空域动态容量评估模型,在应用马尔科夫链特性预测航空器飞行时间的基础上提出了空域动态容量评估方法,该方法能够实时评估航路网中各航段的动态容量,为航路实时调配提供决策支持。最后,本文采集并分析了国家飞行流量监控中心系统海量的飞行数据,并以京沪航路为算例对所提出的基于随机服务理论的空域宏观容量评估方法和空域动态容量评估方法进行了验证,评估了京沪航路容量和部分航段动态容量。通过对京沪航路运行的后续监控,证实了本文容量结果具有可信度。