航空联盟是由多家航空公司组成的全球性战略联盟,目的是为了促进盟内成员之间开展国际合作,挖掘协同价值,提升公司效益。目前,世界上主流航空公司建立了三大航空联盟,我国也有多家航空公司加入了航空联盟。尽管国内航空公司渴望通过加入联盟来提升自身的国际竞争力,但由于缺乏一套指导合作、设计合作国际航线网络和评估合作效果的科学方法,开展国际合作相对被动和盲目,常常要付出较大代价,却达不到预期的合作效果。本文通过研究,试图解决联盟环境下合作国际航线网络优化设计问题,从理论与实际操作层面帮助我国航空公司科学规划国际航线网络、与国外航空公司开展有效合作,以期提升我国民航国际竞争力。本文针对国际航线网络优化设计问题进行了以下研究:(1)改进了国际航空市场份额的QSI预测方法。对传统的QSI模型指标进行了扩充,通过大量历史数据甄选出最佳指标体系,设计出一套科学合理的市场份额预估方法,并通过算例分析验证了预测模型的有效性,结果表明该方法可以较为准确地预估国际航线市场份额。(2)提出了合作优化和伙伴选择方法。依据QSI模型,针对现有的国际航线合作进行分析,建立一套科学的联盟内合作伙伴选择模型,对合作的参数,包括机型和航班频率进行了优化,提升了合作收益。进一步考虑与非联盟伙伴的合作问题,找到了一套科学有效的方法,可以支持我国航空公司选择最佳国际合作伙伴。(3)建立了国际航线合作网络的优化模型。通过对联盟背景下的枢纽网络设计问题的研究,以航线网络营运总成本最低为目标函数,建立了联盟背景下的枢纽航线网络模型,约束条件要求枢纽航线网络既能满足本公司网络的运营要求,又适合于同联盟伙伴的合作。(4)研究并提出了国际航线合作网络的随机优化方法。考虑到国际航线网络的规划属于中长期规划,成本和需求具有不确定性,采用了随机优化方法建立不确定环境下的联盟航线网络随机优化模型,采用拉格朗日乘子和PH分解算法进行求解,设计了算法步骤,并进行了实例验证,结果表明本文提出的算法能够高效地求解联盟航线网络随机优化问题。(5)开发了决策支持系统。在上述理论研究成果的基础上,开发了决策支持系统。该系统平台易于操作,能对国际航线合作进行分析并给出优化意见,并在某企业进行了实际应用,在国际航线网络优化选择和评估等方面发挥了很大作用。