运行管理是组织运行系统高品质运营并为运力资源的有效调配与动态控制提供有效的管理服务，因此航班的运行管理是航空运输系统的最终目标。在现代运输体系中，科学管理的核心作用日益突出，尤其是在非正常航班运行发生时，对运系统进行有效的分析，做出符合运行规章和公司的运行政策以至于做出适宜公司实际运行状况的决策都具有不可替代的意义。本文基于灰色理论的非正常航班运行管理研究，首先，在发生非正常航班运行之前，根据航班受影响程度和产生非正常运营原因的分析，确定不同的非正常航班预警等级；然后根据公司的运行体制建立实际的运行处置预案，在此基础上，运行控制人员可以根据应急处置流程做出相应的预先准备工作，以至于非正常航班突如其来时可以有的放矢；但在实际的公司运行中，为了提高运营管理的效率和质量，建立科学可行的非正常航班管理工作程序。在理论方面从公司的运营成本为主要的目标和基础进行研究，建立非正常航班的数学恢复模型，同时优化考虑公司运力资源的合理调配；最后，在充分探讨公司的实际运行状况和最终处置方案，遵循应急管理指标体系建立非正常航班处置决策的评价指标体系，对非正常航班处置决策进行全面的评估，以确定最合理的非正常航班运行管理。通过“非正常航班运行管理体系的研究”对实际运行案例进行分析，验证评价运行管理的合理性和可行性，最终确定非正常航班优化管理的工作流程，在降低非正常运行对航空公司的运行成本基础上，提高公司的运行质量。非正常航班运行管理研究为今后恢复决策支持系统的开发提供理论依据，此研究在有效降低公司的运行恢复成本的同时，并具有较强的理论价值和可行性，而且提高非正常运行条件下航空系统的运输协调能力，为航空公司和与运行相关的单位制定应急管理方案提供了理论依据。