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随着我国民航业的迅速发展,航班量不断增长,空域变得越来越拥挤。传统的资源管理办法已不能满足当前民航业的发展,协同航路资源分配(Cooperative Route Resource Allocation,CRRA)已经越来越受到国内外学者的青睐。CRRA利用有限的空域资源,将空域容量和流量相匹配,并进行公平合理的流量分配,优化航班时刻,从而解决空域和机场拥堵的问题。本文主要内容和创新如下:首先,分析了空域交通的运行特征,研究了扇区航路理论容量模型;考虑实际运行时扇区耦合因素的影响,提出了基于流量耦合的不同扇区航路容量模型;以A593京沪航路的部分航段进行建模分析,实际容量模型不仅可以寻找航路运行的瓶颈,还为航路资源的分配提供了理论依据。其次,阐述了CRRA的基本概念,描述了资源分配的过程;引用交通流理论并结合运筹学中图论的知识,提出了基于CRRA的流量分配模型。然后,研究了航班时刻制定现状和影响因素,以及概括分析了多元受限和冲突探测两种经典的航班时刻优化模型;此外,在两个模型基础上,考虑CRRA技术和协同航路成本,建立了时隙资源效益最大化的数学模型,并设计算法进行求解。最后,根据全国运行的航班飞行计划数据,利用TAAM(Total Airspace and Airport Modeller)软件进行仿真建模;统计分析六个空域扇区中航段在不同时间片的流量,并根据交通流耦合容量模型,计算协同航路在各个时间片的耦合容量;通过建立的时隙资源效益最大化数学模型以及设计的优化求解算法,对航路资源进行优化分配,既优化了航班航班时刻,又合理分配了交通流量,提高了空域的运行效率。