地面等待策略是解决机场拥挤的一种有效方法,其核心问题就是时隙分配问题。本论文较全面地分析了地面等待策路(GHP)中的时隙分配问题的历史发展和最新研究成果;从集权式和分布式两种分配方式出发,对时隙分配问题的数学模型和分配算法展开了深入的研究,为科学合理的分配时隙提供了理论依据。本论文分析了时隙分配问题中时隙、时隙分配等概念,重点阐述了时隙分配的3个属性:有效性、效率性和公平性,为时隙分配奠定基础。确定可用时隙数量是实现有效性的基础。本论文明确了容量样本、容量样本聚类、典型容量样本、典型容量样本树、典型容量值、有效容量与有效时隙等概念,分析了相互之间的关系。然后利用自组织神经网络(SOM)和k均值(k-means)混合聚类算法对容量样本的历史数据进行了聚类分析,获得了典型容量值,计算了相应的出现概率。在此基础上利用随机GHP模型,采用数学归纳法研究了有效容量的判别方法,从而确定有效时隙,并对上述方法进行了验证。针对单目标集权式时隙分配,建立了加入公平性因素的均衡优化模型。效率性用减少延误时间或减少延误成本来表征,公平性则要根据具体问题而定。对效率性和公平性进行量化处理,以效率性为目标函数、有效性和公平性为约束条件建立单目标优化模型。利用人工鱼群算法快速求解模型,并进行了算例分析。针对多目标集权式时隙分配,建立了多目标优化模型。效率性用航空公司和流量管理部门的决策目标来表征,公平性用尽可能满足这些决策目标来表征。研究了提高航班正点率、减少旅客延误时间、减少延误成本等航空公司和流量管理部门关注的决策目标,从而建立了多目标优化模型。改进了人工鱼群算法来寻求多目标优化的Pareto解集,并进行了算例分析。针对时隙交换的分布式分配方式,以序贯博弈理论为指导,建立了时隙分配模型,并提出了启发式算法。效率性用航空公司的决策目标来表征,公平性用尽可能满足这些决策目标来表征。在完全且完美信息情况下,在同一博弈过程分别考虑了单一决策目标和多种决策目标,建立了模型,提出了逆向归纳法、固定优先权TTC和动态优先权3种分配方法,并进行了算例分析。针对时隙交易的分布式分配方式,以拍卖理论为指导,研究了分配规则和支付规则。效率性用整体收益最大来表征,公平性用航空公司获得自己期望的投标来表征。在不完全信息情况下,建立了单一拍卖和组合拍卖模型来获得最优分配,然后在vickrey支付规则的基础上,设计了满足预算平衡的支付规则,最后对标价策略以及各种支付规则的影响进行了算例分析。本文对地面等待策略中的时隙分配模型与算法进行了比较全面、系统的研究,所提出的分配方法针对性强且易于实现,弥补了我国在该领域研究基础薄弱的不足,不仅完善了时隙分配的理论与方法,而且有助于协同决策(CDM)理论在空中交通流量管理领域的进一步研究和应用。