随着国际民航运输业的高速发展,我国对民航运输的需求日益提高,中国民航需求量年均增长逾10%,10年后将超过美国成为全球第一大民航市场。伴随空中交通流量的快速增长,机场、空域和航线普遍出现了拥堵现象,导致航班延误现象频发,严重影响乘客出行体验。2016年我国民航平均航班正常率为76.76%,较前两年虽有回升,但与美、德等国比较,仍有较大差距。目前,在多数发达国家,较繁忙机场的空管系统中,均配置了终端区航班进离场辅助决策系统。通过对终端区飞机队列的合理排序,可有效的提高跑道容量,缓和拥堵,进而减少飞机延误。同时,也能大幅降低管制人员的工作负荷,提高工作效率。本文通过对国外较成熟的空管系统进行研究,从系统结构、工作流程、理论基础和关键技术等方面进行深入了解,再结合全国空管场景模拟系统已具备的软、硬件资源,设计并实现了终端区航班调度系统。系统采用C/S架构,服务端负责飞行计划处理、AFTN报文处理、监视数据处理、气象数据处理并提供数据库服务;客户端的功能有四维航迹预测、进离场航班排序、界面显示以及日志查询,功能实现依赖数据库中实时更新的数据。论文主要内容有:1.研究终端区环境,对终端区的定义、作用、复杂结构进行了解。学习终端区相关航空管制方法,为算法设计及系统设计储备理论知识。2.研究终端区航班排序算法,了解各种算法的优劣势,提出以遗传算法为基础,以交叉掩码和部分映射交叉作为双交叉算子的一种创新算法。算法还引入重排算子对变异后的子代进行优化,为配合重排操作的进行,设计了合适的算法编码。3.基于全国空管场景模拟系统已有的软、硬件资源,设计并实现终端区航班调度系统。确定系统架构,划分并实现服务端和客户端的功能模块,服务端负责完成各种飞行数据的接收和处理,客户端负责完成人机交互和主要的排序工作。4.从系统功能测试和算法性能评估两方面对调度系统进行测试。反复使用系统对进离场航班进行排序,通过检查各模块的输入、输出来判断系统运行是否正常。通过多种算法排序结果比较,对改进算法进行性能评估。