随着我国经济的高速发展,民航在日常出行中的比重日益增加,随之而来的就是空中交通的迅速增长以及容量需求的不平衡所导致的机场拥堵问题。场面运行效率的降低会导致航空器的延误时间增加,最后所导致的问题就是航空器的不正常率增加,由此可见航空器的场面运行与分析十分重要。本文首先分析了机场场面的基本结构以及运行方式,然后针对场面运行中可能出现的冲突,基于混合整数线性规划模型建立了航班调度模型,模型以滑行时间、完成时间、延误时间以及延误超过一定时间的航班数量为目标函数,通过调控航空器经过各个节点及进出停机位的时间来实现航班调度的优化。接着对多目标的涟漪扩散算法进行改进,增加其目标函数选择的多样性。基于历史航迹数据采集的真实航迹信息,以滑行时间、滑行距离以及转弯指标为目标函数对航空器的滑行路径进行优化并得到航空器最优滑行路径集合。针对跑道排序优化问题,基于混合整数线性规划建立以跑道处的延误时间最小为目标函数的跑道排序模型,并与先到先服务跑道排序算法、基于遗传算法的跑道排序算法进行对比实验,验证了基于混合整数线性规划的跑道排序模型的有效性。最后结合航班调度优化问题、滑行路径优化问题以及跑道排序优化问题构建场面联合优化模型,在天津滨海国际机场进行案例分析,通过更改权重参数的方式验证了模型可以从不同的角度对机场场面进行优化。