社会经济的快速发展,加快了航空运输业的发展速度,扩大了发展规模。与此同时,空域交通流的短时波动和长期的快速增长,使得扇区的管制负荷出现不均衡的问题,对空域扇区规划从短期和长期两方面提出要求。在此背景下,通过对不同空域分析,针对交通流的动态变化进行了空域扇区动态规划与优化研究。第一,总结了空域扇区划设方法与限制性扇区动态规划问题的国内外研究现状,介绍了扇区动态规划问题的相关概念,并阐述了与TAAM(Total Airspace and Airport Modeller)仿真软件相结合的仿真优化思想。第二,为了适应不同空域扇区的管制特点,借鉴复杂度理论和容量评估思想,分析了扇区管制难度影响因素体系,并借助TAAM与管制模拟机实验,利用BP神经网络构建了一种扇区管制负荷评估模型。此外对模型精度进行了分析,验证了模型的可靠性。第三,针对交通流的长期增长后原有的扇区结构出现频繁超负荷运行的问题,提出一种功能性空域扇区划设优化模型。结合功能性栅格进行两次Voronoi剖分,并以管制负荷均衡为目标,进行TAAM与遗传算法结合的仿真优化。第四,针对交通流的短时波动导致的管制资源配置不合理问题,根据管制负荷余量来协调扇区管制资源的分配,提出一种基于动态规划的扇区分时开合优化模型,并对扇区开合扇次数和时间间隔进行了分析。以兰州进近空域为例,分别在未来场景下进行空域扇区划设,现有场景下进行扇区开合优化。结果显示,功能性扇区划设方法得到的管制扇区管制负荷更为均衡,管制行为连贯,优化迭代次数更少。扇区分时开合优化模型得到的结果管制负荷余量方差更小,管制风险更小。结果证明上述研究方法能够结合扇区特点,根据交通流与管制负荷变化,从短期和长期两方面有效解决空域扇区动态规划中的重点问题。