航班延误问题一直以来都是困扰世界航空运输业的一大难题，且随着航空运输业的快速发展，航班延误现象越来越突出，严重影响了航空运输企业和旅客的利益，改善航班延误状况迫在眉睫。为了提高航班正点率，民航局和各相关部门采取了多种措施，如出台措施要求三大航空公司在京沪穗机场备份不低于总运力2%的飞机；航班正常率排名靠后的航班，要停飞3个月，严重的要取消航线经营权。这显示了中国民航治理航班延误、提升服务质量的决心，但其效果并不是十分理想。设置航班过站时间和制定飞机路线是航班计划中的重要环节，合理的过站时间和科学的飞机路线能有效提高航班正点率和旅客满意度，同时减轻航班延误对航班计划的影响，即提高航班计划的鲁棒性。基于此，本文从以下几个方面对航班延误进行了研究：（1）分析影响航班延误的因素，根据历史统计数据，建立延误分级指标体系；运用主客观赋权法对各指标赋权，结合风险分析，采用多等级模糊综合评价法对各个航班进行延误分级；（2）基于航班延误分级，在保持原有飞机路线和机组任务，以及整个航班联线总的过站时间不变的情况下，重新调整过站时间，对航班离港时刻进行优化；（3）考虑波及延误，优化飞机路线，建立基于波及延误的飞机排班多商品网络流模型，并运用列生成算法和分枝定界算法对模型求解，使运营成本和波及延误时间最小化，减轻波及延误对航班计划的影响，提高航班计划的鲁棒性。最后，结合国内某航空公司的数据，在ILOG优化软件平台上进行实例验证，并比较原计划、基于延误分级的过站时间优化以及基于波及延误的飞机排班鲁棒优化之间优劣。研究结果表明基于延误分级的过站时间优化与基于波及延误的飞机排班优化均比原计划减少了波及延误时间，并且节约了运行成本，提高了航班正点率。