近年来空中运输的快速增长促进了国家的经济发展,然而日益增长的航空飞行消耗了大量的航空燃油,并且发动机排放物中含有大量的温室气体和污染物,这些排放物导致气候变化和大气环境的污染。飞机尾迹也被认为是航空诱发气候变化的因素之一。当危险天气影响计划的飞行航路时,航班总是被延误,这就意味着消耗更多的时间成本。为了解决这些问题,本文旨在考虑燃油消耗、环境影响、延误时间和飞行时间的前提下,选择最佳的飞行航路,研究提出两个模型,第一个模型针对危险天气影响航班预计飞行航路的情况下,采用多目标优化方法为航空器指派最佳的飞行路线和起飞时间,以达到最小化燃油消耗,飞行时间和延误时间的目的。A*算法被用于规划最短路径,在风速和风向相同的情况下,最短的飞行路径往往对应着最少的燃油消耗和最短的飞行时间。燃油消耗可以通过BADA数据库得出。在权重变化的情况下,通过灵敏度分析得到最佳的起飞时间。与传统的地面等待策略相比,本文所提出模型的结果不仅可以降低目标函数值,也可以得出飞行时间、延误时间和燃油消耗之间的交易权衡。在飞行高度和真空速变化的情况下,第二个模型考虑了飞机尾迹的产生和飞机尾迹与燃油消耗、飞行时间之间的关系。根据Schmidt-Appleman准则,飞机尾迹的产生与高度、相对湿度、压强和温度有关。基于飞机尾迹形成模型,本文提出的多目标优化模型,旨在最小化飞行时间、燃油消耗和飞机尾迹长度。从中国7个飞行情报区采集的探空数据被用于分析产生飞机尾迹区域的空间分布。根据优化问题所提出的实例分析量化飞行时间、燃油消耗和飞机尾迹之间的交易权衡。通过选择最佳的飞行高度和真空速,可以实现减少飞机尾迹长度和降低燃油消耗和飞行时间的目的,该优化结果为航路优化提供了有价值的比较基准。