2016年国务院办公厅下发了《关于促进通用航空业发展的指导意见》,它的发布标志着中国通用航空产业正式进入快速推进期。在这个新阶段,通航物流产业作为发展潜力最大、产业延伸最多、网络覆盖最广、与人们的生活需求距离最近的通用航空应用业态,其广阔的应用前景逐步受到社会越来越多的重视,因此,对其系统性运营管理效能的特性分析与优化研究就自然成为一项具有广泛实践意义和重要理论价值的课题。本文将以通航物流系统的运行结构分析和整体效能评价为基础,对组成通航物流运行系统及运行网络的各个层级主要核心功能单元、局部子系统以及全航线网络系统的配载效能优化过程进行分析研究。在这些问题的研究求解过程中,本文通过对经典遗传算法在逻辑流程和算法结构上进行多项改进与重新设计,提出了一种新型的变种群极搜索遗传算法（PSGA算法）,使新算法在优化求解中的性能与运行质量有了进一步提高。具体来说,本文的研究工作主要包括以下几项:（1）对通航物流配载系统的运行单元构成和运行特点进行了 Petri网模型设计与分析。根据当前我国通航物流业务运营的总体特点,初步探讨了通航物流系统运行的基本单元构成,同时通过使用随机时间Petri网分析方法,对通航物流系统的运行结构与运行状态进行了宏观角度的系统建模。在此基础上,分析了所建系统模型的动态业务流特点和各个单元环节的运作效率,指出了影响通航物流系统运行水平的核心环节,提出了通航物流产业未来发展中需要进一步改进与关注的方向:一是要注重通用航空运输网络与民航干支线运输网络的融合运行,充分利用当前大型机场和干支线网络的闲置基础资源和空余配载能力,不断增强通航物流产业的网络服务能力和流通覆盖水平。二是要注重通航物流系统配载与运行过程中各个核心子系统功能的协调与运行水平优化,不断提升通航物流系统的运行整体效能。三是要注重智能优化技术在通航物流系统配载与网络运行中的应用,不断提升系统整体的任务实时处理能力。（2）研究设计了一种符合通航物流系统配载效能优化应用和问题研究的智能优化算法。根据通航物流配载系统和运行网络的高频次、多任务特点,本文对传统遗传算法进行了逻辑流程和算法结构上的再设计,提出了一种新型变种群极搜索遗传算法（PSGA算法）。设计了一种能够自适应调节种群生成过程和空间搜索方式的适应度调和因子（AF因子）,使新算法的运行效率和最优解的搜索精度有了显著的提高。同时,通过与经典遗传算法在限定时间内和同参数环境下的运行测试比较,表明PSGA算法在运行效率上要比传统遗传算法分别高出35.35%和43.49%;同时在搜索精度上,PSGA算法要比遗传算法分别高出102和105数量级。进而验证了 PSGA算法在有限时间内对最优解的良好求解性能和求解质量,也说明新算法能够满足之后章节中对各类通航物流配载效能优化问题的分析求解需要。（3）创建了单位任务机上配载效能优化模型。基于载机自身的飞行特性和飞行状态,建立了以飞行性能和外部任务环境为影响因素的通航物流机上配载效能优化模型。模型中以单位任务执行过程中的燃油量、时间效率、航程、飞行高度、商载量等为参数,通过使用PSGA算法对模型进行求解,得到了单位飞机通航物流任务执行过程中的最佳配载参数组合。（4）创建了通航物流地面系统的出港核心子系统效能优化模型。根据论文前述中对通航物流系统Petri网模型核心运行环节的宏观数量分析,进一步深入阐述了通航物流出港子系统中的出库流程、机队规模配置以及装机等核心任务配载流程的作业特征;同时,基于这些特征建立了考察出库效率、机队规模配置、单位载机配载量约束以及机上配载双向平衡约束的出港作业多目标配载效能优化模型。通过使用PSGA算法对模型求解,得到了在满足最优效能指数条件下的最佳任务出库策略、最佳出库口选择策略、最佳经济机队规模以及最佳机上平衡配载策略。（5）创建了通航物流地空系统的全航线网络运营配载效能优化模型。在综合了前文中的通航物流机上配载效能优化模型和出港流程核心子系统配载效能优化模型基础上,探讨建立了考察全国范围内已取证运营的80个通用航空机场物流需求、融合了地面子系统与低空航线网络系统的通航物流地空全系统任务配载效能多目标优化模型。该模型综合考虑了单位任务载机的飞行状态水平、单位航段和航线的配载经济性水平、不同通航物流终端机场需求下的航线网络配载模式选择以及任务机队规模选择等指标因素,基于全国80个通用航空机场数据,通过使用PSGA算法进行求解,得到了上述指标综合效能最优化条件下的最佳机队规模选择策略、最佳机队任务配载策略以及最佳航线网络配载策略。同时,基于上述的问题分析、模型设计与求解过程,进一步探讨了不同层次通航物流配载效能优化问题的分析求解对现实中通航物流企业实际运营管理能力改善与提升的借鉴性意义,指出通航物流系统配载效能的本质是对通航物流现实运营管理过程和运营效果的总体性观察,是对企业在通航物流运营过程中,特别是通航物流配载过程中各环节指标运行整体水平的综合性评估,这种综合性和整体性主要体现在:通航飞机的性能保障与维护管理、机队规模的建设与保持、飞行员队伍的建设与管理、航线运营的成本与经济性管理、企业的连续经营计划与运营决策等与通航物流企业稳健运行相关的多个方面,而这些方面正是一个通航物流企业整体化、系统化运营过程的核心业务范畴,也是其所必须拥有的企业核心功能,对这些核心运营业务板块的内在效能结构和效能水平进行不同角度和不同深度的分析研究,就能帮助通航物流企业在不同业务层面和业务板块上实现运营质量提升与经营规模增长,进而实现企业整体运营效能水平的不断优化。总之,通航物流运营管理的核心要素是不同系统层面关键影响因素的配载效能管理优化。通过对从单位环节到子系统再到通航物流核心运营网络全系统的三个微观和宏观层面的系统配载效能水平优化过程研究,本文旨在对通航物流系统及其网络运行整体效能水平的进一步提升和系统智能化水平的逐步完善进行一些初步研究与实践,这些应用研究与实践分析有助于通航物流企业更深入全面地了解通航物流运营过程中的重点环节和核心成本要素,进而为企业的高效运营管理和发展战略决策提供现实的参考依据和智力支持,为通用航空产业特别是通航物流产业的高质有序发展提供具有一定实践意义的理论与方法探索,为通航物流产业功能的不断延伸和体系结构的不断完善做出一些积极的贡献。