随着民航业的飞速发展,我国航空运输系统面临着诸多挑战,例如机场高峰时刻资源紧张,航班延误加剧,场面严重拥堵等,机场场面拥堵成为了整个航空运输系统容量和吞吐量的主要限制因素之一。近年来,通过有效的场面运行控制、调度与管理的技术措施来缓解拥堵,成为了全球民航发展与研究的主流方向,因此,探索一种可以减少航班延误、提高运行效率的推出控制方法具有重要的理论价值和实际意义。本文以推出率控制作为研究切入点,研究推出率控制下航空器离场所产生的各项成本,即航班离场成本,以减少航班离场成本作为目标,开展离场航空器推出时隙分配和滑行策略优化研究。首先,从航班的整体离场过程入手,综合考虑航空公司、旅客及环境三个成本发生对象,建立基于推出率控制的航班离场成本模型;然后,采用机器学习中的随机森林模型对离场滑行时间进行预测,并利用机场历史航班运行数据,确定单位时间窗的跨度,绘制起飞率饱和曲线,提出基于滑行时间预测的推出率计算方法;接着,建立航班离场成本最低的离场航空器推出时隙分配优化模型,以优化离场航空器的推出序列,并选取上海浦东国际机场为研究对象进行实例分析,验证模型的有效性;最后,基于推出时隙分配优化结果,以航班离场成本为目标函数,考虑航空器场面运行约束,提出离场航空器滑行策略优化方法,通过实例分析,证明该方法能有效减少航班离场成本与离场滑行时间,提高场面运行效率。