伴随着中国航空货运业快速发展,机场货邮吞吐量和航段货邮运输量迅速增加,航空货运网络也发生了巨大的变化。以中国民用机场和航段构成的航空货运网络为研究对象,采用空间统计分析及多目标优化等相关方法,定量识别并以空间可视化的方式刻画21世纪以来中国航空货运网络空间变化特征,揭示机场空侧货运可达性的变化趋势,优化航空货运网络布局,实现可达性和利用率的均衡。第一,基于标准差椭圆和空间基尼系数,对中国航空货运网络空间模式变化特征进行分析发现:航空货运网络空间模式和经济格局一致,航空货运中心由东南沿海地区向西北内陆方向移动;航空货运网络由混合式网络向轴辐式枢纽网络转化,由单一机场枢纽发展形成了京津、沪杭、广深和成渝4个组合枢纽;航空货运在机场和航段上分布趋于分散;航空货运主通道集中了 30%以上的运输量。第二,把一个机场到其他机场的年可用货运吨位加权之和作为这个机场空侧货运可达性测度指标,分析中国民用机场可达性在时间和空间上的变化特征,结果表明:机场可达性平均值逐年提高,机场间可达性绝对差异变大,相对差异减小,机场可达性从大到小按指数规律迅速下降;北京、上海、广州和深圳机场的可达性排名稳居前四,西南地区机场可达性排名上升,东北和西北地区机场可达性排名下降;机场可达性与可达性年均增长率不成正比;西部机场可达性增长速度快于东部和北部,东西部机场可达性差距缩小。第三,以网络可达性和利用率最大为目标,建立航空货运网络布局多目标双层优化模型,上层模型为各航段分配专用货机班次以最大化网络的可达性和利用率,下层模型为货物选择运输路径和方式以最小化运输成本。以由2013年中国20个机场组成的航空货运网络为例,设计NSGA-II算法求解模型,结果表明:北京、上海、广州、深圳之间的航段将获得四分之一的货机班次,他们是航空货运的枢纽机场;决策者偏好网络可达性时,更多货机班次将被分配到大型机场间的航段上,决策者偏好网络利用率时,货机班次在航段上的分配较均匀;随着货机班次在航段上由集中趋向分散,网络可达性降低而利用率提高;减少货机班次会降低网络可达性,增加货机班次会降低网络的利用率。