航线网络是民航空中交通的运行保障,是航空公司制定航班计划、完成生产调度,实现客货运输的必要环境。基于复杂网络理论建立多层航线网络模型,分析航线网络拓扑指标及相关性,研究机场连通度评估模型,提出多层航线网络连通性评估指标,采用概率选择为主导的航线添加策略进行新增机场下航线网络连通性优化。多层航线网络建模及实证分析。结合航空公司航线网络结构特征,基于复杂网络理论以机场为点,机场间的直通航线设边,建立由46个航空公司子网络聚合的多层航线网络模型,计算并分析其参数指标。结果表明:航空公司航线网络分布具有明显地域偏好性和较短平均路径长度;网络平均度与网络密度、聚集系数呈强正相关性,与平均路径长度有强负相关性;航线规模与网络直径无明显关系。聚合后的多层航线网络具有明显的小世界网络和无标度网络特性;节点度对网络指标影响最大,与网络中心性指标、介数呈强正相关,与点聚集系数和最短路径呈负相关性;介数与介数中心性具有强正相关,与特征向量具有弱的负相关性;聚集系数与网络其它指标均呈负相关性;最短路径与网络接近中心性和特征向量中心性影响最大。多层航线网络连通性研究。研究网络连通度,首先提出基于个体的机场点连通度评价模型,将机场进行等级划分,后结合机场吞吐量验证机场点连通度评价结果的可靠性,之后给出多层航线网络连通性评价指标边连通度、网络效率及最大连通子图的定义及计算方法,在此基础上仿真模拟多层航线网络在不同攻击方式下网络连通性的变化趋势并分析结果。新增机场下航线网络连通性优化策略。新增机场扩建需求的不断增加导致航线网络的重新规划,为确保新增机场下航线网络连通性得到优化,提出添加新增机场下直通航线完成优化航线网络连通性的思路,采用概率选择为主导的新增航线添加策略,分别从机场连通度、潜在客流需求以及机场航班量角度选择不同概率模型方式下的添加策略进行仿真对比分析,得到结合三要素组合的概率模型优化策略进行新增机场航线添加,能较好地改善网络效率。最后基于南航、国航和东航航线网络构建多层航线网络实证比较几种添加策略下网络连通性优化情况。