随着民航运输事业的飞速发展,空中交通流量持续增长,空域拥堵、流量控制、航班延误等一系列问题时常发生。航路网络作为航空客货运输的载体,是实现空中交通运输的物理空间,其结构是影响空中交通流安全性、高效性和经济性的重要因素。因此,航路网络的生成及优化成为当下交通运输领域中空域规划技术中一个迫切需要研究的课题。论文首先阐述了空中交通运输网络规划的研究现状,介绍了复杂网络基础理论以及网络规划的基本方法。从网络发展演化的角度出发,运用复杂网络加权链路预测算法实现机场网络结构优化及预测,确定网络连边的相似性指标;运用K-Core算法和基于综合中心性的社区划分算法实现机场节点分层和社区划分;通过基于偏好的最优路径搜索算法和基于约束的K最短路径搜索算法,分层生成初始航路网络。在此基础上,改进DBSCAN聚类算法实现交叉节点聚类合并,以总运行成本最低为目标、以交叉节点移动范围和网络平均非直线系数为约束,建立航路网络交叉节点布局优化模型,运用粒子群算法和局部搜索策略实现模型求解,进一步优化所生成的航路网络结构。最后,以中国大陆地区常用的200个机场节点为例,分析了其对应的机场网络和航路网络,并且对机场网络进行了结构预测与优化,添加了24条航线并且确定了每条航线的相似性指标;将机场节点分为3层,即Core、Bridge以及Periphery层,其中Bridge层机场节点划分为47个社区,分层生成的初始航路网络中共计804个交叉节点;经过DBSCAN聚类后,交叉节点减少了547个,布局优化之后生成了最终的航路网络,交叉节点数目为242,网络平均非直线系数为1.0991,从而验证了本文提出的航路网络生成及优化方案的可行性。