航空运输是一个非常复杂的系统,各种不确定性都容易导致航班延误。在航空网络中,飞机之间存在相互连带关系,若不及时干预不正常航班,后续航班将无法正常运行,造成大面积航班延误,不仅影响旅客乘机体验,航空公司也会遭受直接或间接损失,影响航空公司公众形象,导致价值旅客流失。不正常航班问题一直是所有航空公司面临的一大难题。现阶段国内对大面积航班延误恢复问题的研究还处于起步阶段,当不正常航班发生时,主要靠签派员人工编排航班计划,目前尚未开发出一套完整的针对不正常航班的恢复系统。若能够及时调整不正常航班,就能有效控制大面积航班延误的蔓延。因此,研究大面积航班延误快速恢复问题,重点在于研究不正常航班恢复问题。本文的目的是利用数学符号和语言来描述不正常航班恢复问题,并对不正常航班恢复问题求解。本文首先总结了国内航空公司实际运营现状,分析了导致不正常航班的原因,介绍了航班计划的制定流程,研究了机型指派问题的复杂性,概述了国内航空公司不正常航班恢复流程以及其建模的难点;其次构建了改进的资源指派模型,分析了航班计划中鲁棒性的必要性;随后设计了基于最小恢复成本的算法,构建了航班衔接矩阵,为每架飞机指派可行路径,得到路径集合,在此基础上继续优化并生成航班标签集;然后在再优化可行路径中,为待恢复飞机指派可行路径空间,在基本遗传算法的基础上,构建了罚函数,并基于改进遗传算法对模型进行求解;最后基于厦门航空公司实际运行数据对本文设计的恢复方法进行验证并得出最后结果。本文设计的恢复方法实现了恢复成本最小化,能够满足国内航空公司对不正常航班恢复问题进行快速响应的需求,为国内航空公司恢复航班计划提供了理论依据和方法参考。