机头时距作为空中交通流中微观层面的一个重要参数,是空中交通流微观层面分析的切入点,同时也是联系扇区流量与通行能力的纽带,对于扇区通行能力评估具有重要意义。当前,通信导航监视技术的不断发展进一步丰富了空管运行数据,这为利用数据挖掘技术分析空中交通运行规律创造了条件。基于实测数据对空中交通流中机头时距进行分析是空中交通流理论的基础内容,在空中交通领域具有广泛的应用前景。首先,论述了机头时距数据的生成方法,在此基础上从统计学的角度分别对航路与终端区内流量、速度与时距的关系进行了探讨,发现航路与终端区内时距随流量的增加而减小,航路上随着航空器速度增加时距呈现减小的趋势,终端区内随着航空器速度增加时距呈现增大的趋势;采用三参数Burr分布模型对空中交通流中机头时距分布规律进行了表征,同时对不同流量区间与不同速度区间下的时距分布规律进行了描述,结果表明,三参数Burr分布模型能够对机头时距分布规律成功进行表征,除了在流量较小时能够基本表征外,其余状态均能进行较好的表征。其次,从时间序列的角度对机头时距的波动特征进行了分析,揭示了机头时距波动性,并基于可视图将时间序列映射成复杂网络,从网络的角度对机头时距波动特征进行了分析,发现网络平均度与平均聚类系数随着流量增加而减小。最后,基于机头时距建立了航路节点理论通行能力模型与实际通行能力模型,提出了一种稳定机头时距序列的生成方法,结合可视图分析了机头时距波动对通行能力的影响,并选用三亚扇区某航路网络进行了验证,为管制策略的执行以及航班时刻优化提供有益参考。本文定义了空中交通流中机头时距,利用实测空中交通运行数据,以机头时距这一微观参数为切入点,揭示了机头时距的统计特性与波动特性,在空中交通流微观特性方面开展了一些有益探索。