● 摘要
航路网络是实现空中交通的物理空间。随着航空运输业的迅猛发展，对航路网络的科学规划已成为空中交通管理中优化空域资源配置、突破空中交通发展瓶颈的重要手段。航路主干网络是航路网络的主体脉络，因此，对航路主干网络的规划与设计是重中之重。本文以航路主干网络为研究对象，研究了航路网络层次设计方法、航路主干网络流量预测方法和航路主干网络优化设计方法，对于解决空域受限条件下的航路网络优化设计难题具有一定的指导意义。航路网络层次设计方法是航路主干网络优化设计的前提。本文在分析航路网络层次设计影响因素基础上，建立网络节点的层次分析法模型，采用该模型对航路网络进行层次设计划分。航路主干网络流量预测是航路主干网络优化设计的基础。本文分析了影响城市对流量的要素，建立了城市对流量引力模型，实现航路主干网络流量预测。航路主干网络优化设计方面，首次提出了基于遗传算法的航路主干网络优化设计方法，建立了关键节点优化设计与“三区”避让优化设计相结合的网络设计方法；针对关键节点优化设计建立的单目标约束优化模型，应用基本遗传算法（GA）实现模型求解；针对“三区”避让优化设计所建立的多目标约束优化模型，采用快速非支配排序遗传算法（NSGA2）实现模型的求解。航路主干网络设计前后的综合性能对比表明，本文设计的航路主干网络在运行成本、非直线系数、连接度、可达性等指标都优于现行航路主干网络；其中最重要的运行成本指标降低了6.3％。从而证明了本文关于航路主干网络设计方法的有效性。