随着我国经济的快速发展，人民生活水平的逐渐提高，越来越多的人选择航空运输作为出行的交通方式。与此同时，航班延误也越来越成为困扰航空运输相关部门与广大旅客的热点问题。从2007年以来，我国航班正常率逐年降低，大面积航班延误时有发生。特别是在国内大型枢纽机场，一旦发生延误，滞留旅客得不到有效的处理，可能导致旅客冲突，甚至发生阻拦飞机正常起飞的事件。影响航班延误的因素是多方面的，且某些航班延误是无法避免的，而目前我国各主要枢纽机场对航班延误的管理仍然停留于常规管理与应急管理，还没有实现从常规管理模式向预警管理模式转变。针对这一问题，论文首先对枢纽机场和航班延误的概念进行了概述，并详细的说明了航班延误对枢纽机场的影响。论文在系统阐述预警管理理论的基础上，将预警管理引入到枢纽机场的航班延误管理中，并详细的介绍了枢纽机场航班延误预警管理的原理、思路、主要功能以及管理流程等。其次，通过对航班运行全过程的分析，将导致航班延误的因素进行分类研究后，以科学性、系统性、可比性、客观性和时效性的原则确定了由航空公司管理、机场管理、航空管制、天气因素、旅客因素5个一级评价指标和17个二级评价指标共同构建的枢纽机场航班延误预警指标体系。然后，对选取的指标赋予权重，在确定指标权重方法的选择上，为了弥补层次分析法缺乏稳定性、主观性太强的缺点，引入了客观赋权的变异系数法，运用层次分析法与变异系数法组合赋权的方法为指标赋予权重，尽可能的保证指标权重的可靠性和稳定性。最后，通过对灰色综合评价模型的研究，选取多层次灰色综合评判模型对枢纽机场的航班延误预警级别进行综合评价，该模型不仅能得到最终的综合评价结果，而且能计算出各指标与预警级别之间的关联度。通过对国内某大型枢纽机场某段时间内可能出现的航班延误，进行实例仿真，验证了模型的有效性。