自20世纪90年代以来，随着我国航空运输量的高速增长，我国的空域系统长期处于超负荷运行状态。因此，经常发生的恶劣天气等空域扰动事件，极易导致空域运行容量下降，产生空域拥挤，进而导致流量管制措施的执行和大量航班的延误。对于空域拥挤问题的解决，应从两个方面入手：一方面，提高空域系统和空中交通的运行效率，降低拥挤事件发生的概率。另一方面，系统地管理交通流量需求，优化空域资源配置，尤其是，提高拥挤空域资源的分配效率，最大可能的降低空域拥挤事件造成的航班延误损失。本课题重点从第二个方面以经济成本的角度，研究空域拥挤问题的系统解决方案。本课题首先从飞行流.空域相互耦合作用的整体角度研究了空域资源评估问题，实现飞行需求与空域资源的动态匹配；在此基础上，考虑整合当前主要的流量管理策略(如，地面等待程序、改航、尾随间隔管理等)，进行空域拥挤资源分配问题的研究，探讨建立公平、高效的以用户需求为主的空域资源分配机制。本文具体的研究工作有以下几个方面：　　 (1)为了有效的解决空中交通拥挤问题，本文研究分析了交通耦合现象对于空域容量的影响机理，综合考虑了终端区、扇区、航路等多种空域单元之间的飞行流耦合因素，建立了空域系统多个层面(如网络系统、扇区、航路、航段)的容量评估模型，为预测空域网络系统中存在的拥挤瓶颈并确定其发生位置和范围提供分析工具，进而为空中交通流量管理和空域拥挤资源分配提供决策依据。　　 (2)针对不同类型、不同飞行阶段的航班对计划到达时间变动范围的接受程度不同，首先定义了航班的延误成本函数，进而建立了基于航班到达时间窗受限的拥挤机场时隙资源最优分配模型，并设计了以匈牙利算法为核心的程序用于模型求解。　　 (3)建立了空域耦合因素下的航路动态容量模型。结合该航路容量模型，并在拥挤机场资源优化分配问题研究的基础上，为充分利用所有可行航路的空域资源，针对不同类型不同飞行阶段的航班需求，进行空域时隙资源优化配置，提出了整合改航策略和等待策略的协同航路资源的最优分配模型，从而为实现门到门的流量管理提供了决策依据。　　 (4)针对拥挤机场的时隙资源分配问题，提出了分析了在机场容量下降时段三种不同扰乱航班的应对措施及相应成本，给出了基于机会成本决策的时隙价值量化模型，为航空公司进行投标决策和时隙定价提供了依据。在此基础上，提出了基于威克瑞机制(VCG)的拥挤机场时隙资源组合拍卖模型，实现了拥挤机场时隙资源的最优配置。　　 (5)针对在交通流量管理协同决策过程中存在的航空公司有效信息披露问题，设计了整合交通拥挤定价和密封拍卖的混合市场机制，实现拥挤空域资源的优化配置，并利用博弈理论对航空公司的决策行为进行了建模分析。