航线网络结构设计是航空公司航班运营的基础。为了适应和促进航空运输市场的整体发展，世界各国航空公司先后对其航线网络结构进行了优化调整。中国国际航空公司(以下简称“国航”)是我国唯一的挂旗航空公司，面对航空市场的发展和国内外航空公司的竞争，其航线网络结构优化工作显得尤为重要和紧迫。 本文首先对航空公司航线网络结构优化的影响因素和应遵循的原则进行了阐述，并在此基础上提出了一种用于航空公司航线网络结构优化的两阶段法。第一阶段，利用层次分析法确定枢纽机场评价指标体系，再用专家打分法对机场各项指标进行评分，将评分进行处理后与各相应指标权重加权平均得到机场得分，从而对枢纽机场进行选取。第二阶段，在枢纽机场确定的前提下，运用混合整数规划模型对航线衔接方式进行优化。本文中的衔接方式优化模型主要用于解决航线网络结构设计中的复合分配问题(即UMAHLP，uncapacitated multiple allocation hub location problem)。为更加符合客观实际情况，在优化模型设计过程中本文提出了航段成本折扣率的全新计算方法，有效避免了将成本折扣率设为定值产生的偏差。在对两阶段优化方法进行全面阐述的基础上，本文对中国国际航空公司国际、国内航线网络运营及枢纽建设情况进行了分析，指出国航航线网络结构优化面临的重点问题，并运用两阶段法对国航部分航线结构进行了优化。其中对衔接方式优化模型的求解运用了分枝定界法，并借助ILOG软件加以实现。