随着我国民航发展取得巨大成就,航空货运的发展越来越得以重视,但当前我国的航空货运存在机场功能定位不清晰、网络分布不合理、支线衔接不完善等问题,影响了整体的运输效率,限制了我国航空货运市场和业务的发展。在此背景下,本文以国内机场为研究对象,以实际货运数据为支撑,对我国货运航线网络进行布局优化,并通过加强网络中重要节点的建设,以保障航空货物运输的高效运行。本文首先利用复杂网络模型对我国货运航线网络的结构进行分析。通过对网络拓扑结构图的绘制以及网络统计特征的计算,得到整个货运航线网络的分布特征以及各城市节点的基本特性。其次,研究一种基于复杂网络的枢纽机场选择方法。通过考虑节点自身属性及其在网络的特性,从邻居节点对目标节点的贡献角度出发,引入K壳指标来建立贡献系数矩阵,并建立机场货运重要性的多指标评价体系,通过熵权法客观赋值各项指标权重,构建多指标枢纽机场选择模型。并通过设计基于攻击失效的实验进行仿真验证,得到我国货运枢纽备选集合。同时运用SPSS对指标进行聚类分析,得到备选枢纽的层级结构。最后,通过建立经济成本和时间成本最小、运输距离最短的非严格的无容量限制的多分配2次中转的货运航线网络优化模型,利用禁忌搜索算法求解,以2018年实际运行数据进行实例分析,构建了六个中转枢纽城市的轴辐式货运航线网络,并从宏观整体和微观单个城市角度剖析了优化后的货运航线网络的结构特征和运行模式,结果表明优化后的网络具有多层级布局特征。本文分析了货运航线网络结构特征和演化趋势,丰富了枢纽机场选择方法,并从民航货运业全局角度出发优化我国货运航线网络,不仅能够有效解决我国航空货运网络的运输需求,还有助于全民航资源优化配置,满足高速发展的民航业对航线网络布局的要求,为全面夯实民航强国建设基础,指导我国民航货运的高速高质量发展提供参考。