随着民航业的快速发展,民航业运输需求日益上升,我国的各大繁忙机场航客货吞吐量日益增长,机场场面运行的航空器数目不断增加。由此导致的繁忙机场的场面拥堵问题日益严重。滑行道系统和跑道系统作为机场场面资源的核心组成部分,亟需开展对两者在机场场面运行过程中的联合调度研究。本文在分析机场场面滑行过程中常见的冲突问题之后,使用QPPTW算法解决进离场航空器的场面无冲突滑行路径选择问题。QPPTW算法将进离场航空器的滑行问题分解为两阶段解决,第一阶段是使用标号法的思想,为航空器搜索滑行时间最小的滑行路径,第二阶段在第一阶段的基础上更新机场有向图的时间窗,用来提供下一架航空器滑行使用,从而避免冲突的发生。该算法以广州白云国际机场为案例进行了实验计算。此外,为在减少航空器的场面滑行时间,降低航空器到达跑道的延误时间,本文建立了航空器在机场面基于滑行路径选择的跑道队列联合优化问题的混合整数规划模型。模型通过将广州白云机场的两条平行跑道和部分连接到该跑道的停机坪以及滑行道进行抽象处理,分别形成了离港航空器和进港航空器的有向图,考虑了进港航空器横穿跑道的情形,建立了航空器在机场场面滑行的时间与空间连接关系,分析探测了冲突可能发生的位置并提出了冲突避免的方法。最后,使用ILOG CPLEX优化器对模型进行了实验计算。根据实验结果,QPPTW算法能够充分利用滑行道资源,有效避免冲突,缩短滑行时间,提高滑行道系统的资源利用率。基于此,本文提出的解决基于滑行路径选择的跑道队列问题的联合优化模型,运用冲突避免约束,能够有效避免航空器滑行过程中产生的冲突,同时也能解决航空器滑行过程中由横穿跑道造成的跑道入侵问题。联合优化模型能够减少航空器的滑行时间和优化跑道等待位置的队列,从而有效提高机场的场面运行效率。研究结果可以为大型繁忙机场场面运行优化提供理论基础和决策支持。