近年来,我国经济的蓬勃发展带动着民航业迎来前所未有的增长,但同时快速的发展势头也为民航机场的运行带来了更大压力。机场资源紧张,滑行道拥堵和冲突、跑道入侵问题频发,进一步导致航班准点率下降,滑行燃油消耗量增加,严重威胁了机场运行安全及效益。为减轻机场运行压力,提升航班正点率及机场放行正常率,实现民航业可持续发展,本文提出了基于4D航迹的航空器场面滑行路径优化研究。首先,分析场面网络连接关系,在建立机场拓扑结构的基础上,根据航空器的路径请求信息,通过在传统静态路径规划中加入对转弯次数的考虑,采用改进的A*算法最终求得航空器滑行直线距离及转弯距离之和最短的P条静态路径,作为可行滑行路径集。其次,对航空器运动模型简化并对滑行道离散化建模,定义滑行不同阶段加速度、距离等独立变量,在权衡航空器滑行时间及燃油消耗的基础上,优化搜索独立变量的帕累托最优值确定航空器滑行速度剖面,为每条预选路径生成考虑时间和燃油效率的更加精确的多目标速度剖面,完成对场面航空器滑行4D航迹预测。最后,根据机场网络连接关系对场面活动区域进行划分,在此基础上求解4D航迹预测结果的区域占用时间窗,并对4D航迹的区域占用时间窗进行冲突探测。对于冲突航空器,在比较其优先级的基础上选择等待或更改路径以解脱滑行冲突,最终为航空器生成无冲突的滑行路径并动态更新路径占用时间窗。为对A-SMGCS中路由功能的相关需求进行模拟,以确保本文所提的动态路径规划方法可用、准确,基于Python提供的Tkinter图形界面模块并借助Matplotlib的可视化功能,设计并实现了场面航空器动态路径规划仿真系统。该系统能针对航空器路径规划需求,预测航空器场面滑行4D航迹并实时动态的进行航空器滑行路径规划。对西安咸阳国际机场全天航班量的模拟运行表明,该系统能够自动检测航空器路径规划需求,并对其进行实时监控、精确路由及场面冲突控制。