近几年来,航空运输以其方便、快捷、舒适的特点越来越为广大人民群众所青睐,但由于民航运输系统的复杂性,许多原因会导致航班计划无法正常执行,产生不正常航班。不正常航班问题一直是困扰世界各大航空公司的一大难题,航班扰动导致的出行不确定性不仅给出行者带来极大的不便,影响民航服务的整体形象,同时会给航空公司以致整个社会带来巨大的经济损失。目前国内还没有一套成型的应对不正常航班的恢复系统,当发生不正常航班时,如何快速实时的生成新的航班计划成为当前研究的热点。本文以不正常航班恢复问题为研究对象。首先根据航空公司的实际运营情况,总结了不正常航班产生的原因、调整策略及恢复流程,分析了不正常航班在恢复过程中需满足的约束条件及建模时存在的主要难点;其次设计了针对飞机故障和机场关闭的不正常航班离散时空网络的构建算法,基于构建好的离散时空网络设计了可行路径的生成算法,以此为每架可用飞机生成可行路径集合,并以延误和取消成本最小为目标建立基于路径流的不正常航班恢复模型;随后首次提出采用引进惯性权重的粒子群算法对模型进行求解,根据不正常航班离散时空网络图的特点进行应用编码和初始解生成策略的选择;最后对厦门航空公司一天的实际数据进行案例分析,结果表明本文设计的模型和算法对于解决不正常航班问题具有较好的效果。