本文使用由FAA开发的SIMMOD软件对珠三角地区多机场系统进行仿真，仿真工具的基本运行原理、各种输入输出参数及实际仿真参数的设置都在文中进行了详细描述。仿真内容包括复现该区域当前运行状况，统计分析出多种运行结果，并对预测的未来状态进行模拟，评估该区域的运行容量。 具体仿真运行的数据结果表明，基于现有设施、运行规则和程序以及航班量，珠三角地区多机场系统进一步增大容量的瓶颈所在为停机位分配不尽合理以及空中个别航段容量较小，而后者对整个多机场系统的影响更为突出。 本文基于SPSA优化方法的基本理论和相关参数的选择，以及带有约束限制的SPSA优化方法，并结合分层规划模型的相关理论，将带有约束限制的SPSA优化方法与基于节点重要度的分层优化模型进行融合，得到将航路网络相关节点在多机场系统中所处的地位、优化结果的期望值等纳入航班运行优化的考虑范围的区域多机场系统优化模型及算法，并给出具体实现过程中使用参数的设置方式以及优化的执行步骤。 在MATLAB和SIMMOD环境中，进行针对珠三角地区多机场系统的仿真优化，得到了基于网络结构减少延误成本的航班时刻优化结果，并使用各输出数据统计分析出仿真优化的有效性，同时找出系统存在进一步改进的可能性的若干方面及相应措施。 本文的研究内容和方法，对从整体上减少珠三角地区多机场系统的延误成本、提高多机场系统的运行效率和经济效益具有重要价值。