随着全球民航业的繁荣发展,ATM(Air Traffic Management)的需求量持续增长。欧洲EUROCONTROL提出的全球航行情报服务由AIS(Aeronautical Information Service)向AIM(Aeronautical Information Management)过渡的理念逐渐被各国接受。AIM的核心理念是以数字化为基础,建立一个以网络化为中心的实时、安全、共享的航行情报服务环境。航行通告(Notice to Airman,NOTAM)作为航行情报的重要组成部分,其分发服务的准确性、及时性和高效性对ATM至关重要。本论文的主要研究内容和创新点如下:首先,分析了现有数据分发模型的优缺点和适用场景,结合航行通告分发服务目的地明确、可按需订阅的特点,提出将发布/订阅模型应用到航行通告分发服务中。针对航行通告的具体内容,设计了一种基于主题的发布/订阅模式,并使用Petri网对该模式进行建模和分析,证明了该模式的正确性和稳定性。其次,在深入研究DDS(Data Distribution Service)规范及其QoS(Quality of Services)策略的基础上,设计了实现发布/订阅模型中代理功能的中间件;详细地介绍了中间件的体系架构、所需的数据结构以及航行通告分发服务的工作流程;使用CPN Tools对中间件进行CPN建模,动态地展现了中间件在发布/订阅中的工作流程,验证了该中间件的准确性和有效性。然后,由于中间件在进行分发服务时,未考虑数据的路由,因此结合应用层组播的优势,提出了一个工作在应用层的航行通告分发服务路由协议。该协议通过构建一棵以发布端为源点的组播树,实现航行通告的高效分发;分别对航行通告在发布/订阅时的场景进行CPN建模和分析,从而验证了协议的可行性。最后,针对路由协议中的组播树生成问题,提出了一种新的最小延迟组播树模型,并使用改进的遗传算法进行求解。实验结果证明,新模型能够正确且更加高效地得到最小延迟组播树。