民航运输业的腾飞,让空中交通变得更加繁忙,拥堵问题也不断凸显。构建空中交通CPS,对其节点重要性进行排序,研究网络的抗毁性,进行级联失效的仿真以及提出多种缓解策略,为缓解航班拥堵提供一定的理论依据。空中交通CPS影响力节点排序。以管制席位为节点,根据航班移交关系,构建空中交通CPS管制网(信息网);以航路点为节点,以节点之间的航段为边,构建空中交通CPS航路网(物理网)。在改进K-Shell算法基础上识别影响力节点,分别采用度、介数中心性、接近中心性、特征向量中心性、K-shell、MKS指标对影响力节点进行排序。民航华东实例表明,采用MKS识别空中交通CPS影响力节点时,结果更为准确,并且管制网节点的影响力越大,其指挥扇区内航路点也具有较大影响力。空中交通CPS抗毁性研究。以民航华东地区为实例分析空中交通CPS管制网和航路网的抗毁性,结果表明,随机攻击下华东空中交通CPS管制网与航路网的抗毁性最好;而选择性攻击下抗毁性较差。MKS值优先攻击下,管制网抗毁性测量指标的波动程度较剧烈,介数中心性优先攻击下,航路网的通行能力下降最快。空中交通CPS级联失效与缓解策略研究。管制网与航路网“一对多”的映射关系表明,级联失效多发生于航路网中,并且交通流只在航路网中流动,信息流只在管制网中传递。改进传统负载—容量模型,分析容量可调参数存在临界值。此外,将节点划分为正常、拥堵、失效三种状态,分别采用节点度分配、介数中心性分配、剩余容量分配等策略,对航路网与管制网级联失效进行缓解,并通过网络正常率指标表征级联失效缓解程度。实例证明:节点介数中心性分配方式下,华东空中交通CPS抵御级联失效的能力较强,最先从崩溃状态开始恢复;节点剩余容量分配下,华东空中交通CPS级联失效最先恢复到原始正常状态,各节点接收额外容量的能力得到充分利用,缓解效果相对较好。