航空运输系统的优化规划与管理涉及民航货运量的预测、航线网络、航班及货运舱位等科学决策问题，研究民航货运量的动态变化和未来趋势，根据其未来变化趋势，对航空货物运输运营管理中的航线、货运航班及货运舱位采取对应的优化措施，可有效保障民航业持续发展和健康发展，也是航空运输企业各决策部门规划企业发展战略的重要依据。为此，本文针对航空货物运输运营中的现存问题，主要展开了四个方面内容的研究：（1）民航货运量预测组合算法研究首先，通过对我国民航货运量及其影响要素的统计数据进行分析，应用多元回归模型和和灰色GM（1,1）模型对样本数据分别进行单项预测；以此为基础，引入诱导有序调和加权平均算子(IOWHA)进行组合预测，在IOWHA算子的基础上，构建一种改进的IOWHA算子的组合模型，考虑相关系数和IOWHA相结合，界定最优组合预测内涵，比较算法的优劣性，实现对民航货运总量较高精度的预测，从而为进一步探讨航线网络优化、货运时刻优化和货运舱位优化的研究奠定基础。（2）货运航线网络优化研究第一阶段针对研究对象进行航空区域划分，运用增长系数法选取相关因素对各区域航空货物运输需求进行预测；第二阶段根据区域划分情况建立基年O-D表，运用Fratar法对航空货运服务区内的运量进行分布预测；第三阶段选用Logit模型建立效用函数对航空货物运输量在国内所占份额进行预测；第四阶段通过分析国内某航空货运公司航线网络情况对该公司“十二五”规划末期航线网络进行规划，根据该公司航线网络规划情况运用增长系数法进行航线运力分配预测，最终提出航线网络调整及改进方向。（3）货运航班时刻优化研究在货运业务上开源节流，依据货运市场需求，以提升货主服务质量为目的，研究航空运输过程中延误问题，以货运航班频率、货运航班时刻为立足点，提出货运延误成本计算模型，并且在最小延误情况下确定目标函数以及设定约束条件，建立航班频率和时刻优化模型，最后以某航空运输企业的某条航线航班计划为例，运用MATLAB程序编写软件对研究航线进行编程，通过运行得出该航线的航班频率和时刻优化结果，围绕航空运输企业获得最佳收益，实现航空运输企业航班资源合理配置，实现货主服务质量的提升。（4）航空货运舱位优化控制研究详细剖析航空货运业的主要特点，根据这些特点阐述航空货运收益管理的主要研究内容。剖析可召回制度的基本原理，并对航空运输企业在货运中实施可召回制度的可行性和重要性做出分析，结合航空货运的等级舱位概念建立基于可召回制度的航空货运舱位柔性控制模型，通过比较分析可召回制度货运舱位控制与传统货运舱位控制、促销货运舱位控制的收益变化，通过公式最终证明航空运输企业实施可召回制度能够有效的增加收益。总之，通过本论文的研究，以航空货物运输优化运营为研究对象，以预测为基础，围绕“宏观——中观——微观”就货运量预测、航线网络、货运航班时刻、货运舱位问题展开深入研究，为航空运输企业货运收益提升提供参考，促使我国航空货物运输行业健康、可持续发展。本文的创新之处是：（1）提出了一种改进的需求预测组合算法基于诱导有序加权调和平均（IOWHA）算子，考虑相关系数和IOWHA相结合，提出一种改进的IOWHA算子的组合模型，界定最优组合预测内涵，验证基于相关系数的IOWHA算子的最优组合模型的可行性和合理性，证实能有效地提高预测精度，降低预测风险。（2）建立了基于运力分配的货运航线网络优化以四阶段法为工具，Fratar法、Logit效用函数等方法为手段，国内某航空货运公司为研究对象，实现货运服务区划分、运量生成预测、服务区分布预测、份额预测和运力分配预测，最后提出了基于运力分配的公司货运航线网络优化对策。(3)提出了基于最小延误的货运航班时刻优化模型在总体航线网络优化的前提下，进一步细化，建立延误计算模型，基于延误最小情况下，建立航班频率和时刻优化模型，为航空运输企业提供了一种简单可行、有效提高经济效益的方法。（4）建立了基于可召回制度的货运舱位优化控制模型本论文对航空货物运输优化运营的研究进一步深入到舱位控制角度，回收货运舱位可以看成是一种新的无差别的产品来销售，探讨基于可召回制度的航空货运舱位控制模型，理论上证明淡季时引入可召回机制也能提升公司的收益水平，验证了可召回制度货运舱位控制比传统货运舱位控制和促销的货运舱位控制的对收益提升的影响，完善了航空货运收益理论，也为其他行业起到启示的作用。