洲际航空编队飞行路径规划具有航空约束、球面度量、动态网络流、非完备信息等特征,建模与求解困难。论文针对洲际航空编队飞行路径规划问题,围绕问题建模、编队飞行路径的几何规划、可接受编队模式识别和非完备信息下协商编队等四个方面开展理论方法研究。首先,提出当量航程概念,以评价编队飞行的燃油经济性;结合航空约束特征和球面度量特征,建立了洲际航空编队飞行路径规划问题在球面上的基本描述和递归描述;从问题求解层面,将洲际航空编队飞行路径规划问题分解为可接受编队识别与可行编队调度优化两个子问题,压缩了问题的求解空间。然后,将洲际航空编队飞行路径规划问题抽象为球面加权Steiner最小树构造问题(WGSMT),建立了WGSMT问题的有限几何简化原则;针对避障编队路径规划问题,建立基于“构造-修复”思想的几何规划算法,通过实例验证了算法的有效性;基于洲际航空编队飞行的度量特征和气动耦合特征,推导出WGSMT Steiner点的近似解析解。接着,建立了可接受编队模式的时间维和空间维判别边界;提出一种改进的层次生长型自组织映射神经网络(GH-SOM)模型。算例表明,基于可接受编队模式特征边界的识别精度远优于基于经验的判别边界;改进GH-SOM神经网络在识别精度和识别率方面均远优于标准GH-SOM和SOM。最后,针对非完备信息下的协商问题,提出一种以角色为中心的多Agent合作结盟求解机制;利用Harsanyi变换,将非完备信息下的结盟问题转化为不完美信息下的结盟问题,建立一种非完备信息下的贝叶斯协商结盟算法,并给出贝叶斯均衡联盟存在的充分条件。算例表明,较之“求婚-订婚”算法和模拟退火算法,该机制和算法具有更好的全局最优性和编队燃油经济性。论文对洲际航空航班编队飞行路径规划问题进行了深入和系统地研究,建立了问题的基本模型和求解框架,形成了洲际航空编队飞行路径的几何规划基础和非完备信息下协商编队的理论与方法基础,对进一步深入研究商业航空编队运行规划问题研究具有方法论意义。