高速发展的航空运输业在未来的几十年内依旧会快速增长,在有限的机场资源空域通行能力的条件下,不断扩大的交通运输需求将会导致飞机延误、航路拥堵、甚至于航班取消。解决这些问题的其中一个方向便是设计具有鲁棒性的航路网络,当出现恶劣天气、流控、设备短缺、地面延误以及其他问题时,能够承受部分机场、航路的失效。因此构建健壮的空中交通网络将是一个持续性的研究课题。论文阐述了复杂网络与鲁棒性的相关理论,并将两者进行结合应用在航路网络中,对航路网络进行鲁棒性优化。论文证明了拉普拉斯算子能量比代数连通度更能连续性的表征网络鲁棒性的变化情况,然后论文以拉普拉斯算子能量最大化为目标函数,结合实际的航路网络,分别以航段长度、新增航段与现有航段的夹角、路径非直线系数、节点通行能力等约束条件建立模型。由此航路网络的拉普拉斯算子能量最大化问题实质上被转化为一个有约束限制的连边增加问题。论文采用WMI-WRA链路预测模型预测航路网络在下一步网络演化中将出现的连边,形成新增连边的备选集。通过优先配置关键节点保护环(PCNC)算法在备选集中选择航段添加至航路网络中,优化航路网络拓扑结构的鲁棒性。论文结合航路网络交通运行,以通行能力为约束重新分配网络交通流,再次从备选集中挑选航段进一步提高网络的运行鲁棒性。论文基于MATLAB平台,采用中国空域1017个航路点以及1578条航线组成的航路网络进行案例仿真。通过链路预测模型预测出1187条航段候选集,使用基于度值适应度的关键节点探测方法探测出101个被保护节点,分别采用优先配置关键节点保护环的方法以及基于交通流分配的方法从航段候选集中挑选了101条航段,提高了航路网络面临随机故障与蓄意攻击时的鲁棒性,并减少了网络运行成本,改善了节点拥堵情况。