随着我国民航业的快速发展,航班延误已成为困扰民航部门和广大旅客的热点问题。由于一架飞机一天要执行多个航班,使得航班之间存在前后衔接关系,上游航班的延误会波及到与之衔接的诸多下游航班,造成航班延误连锁反应。高级Petri网是一种适合于系统描述和分析的图形工具和数学工具,有效应用于并行、异步工作流问题。因此,本文尝试将高级Petri网模型应用到航班延误链式反应及其波及分析中,具有重要的理论意义和实际价值,主要工作有:针对航空公司航班链,首先建立了基于时间Petri网的单架飞机执行多个航班的模型,在此基础上给出了延误时间波及算法,用于在初始延误时间已知的条件下,判断初始延误机场的下游机场是否出现航班延误并计算航班延误的时间;其次基于有色Petri网和时间Petri网理论,给出了单个机场起飞的多架飞机执行航班的有色Petri网模型,建立了多机场多航班有色-时间Petri网模型,提出了航班延误波及分析方法。针对机场飞机进出队列,提出了基于机场临界资源竞争的机场内飞机运行有色-时间Petri网模型,建立了无优先级飞机组两飞机间延误波及时间Petri网模型和有优先级飞机组两飞机间延误波及时间Petri网模型,在时间Petri网模型的基础上推导出平均飞机波及延误时间和飞机波及延误时间总值的理论计算公式。为制定和建设中国民航特色的航班延误预警与波及分析系统提供了理论和技术支持。