随着中国民航业规模的快速发展,国内的各大航空公司和机场都迎来了大好的发展机会,但同时也存在着相应的挑战。随着国内民航业务量的剧增,考验着机场和航空公司各方面的保障和协调能力。停机位是机场的重要资源,是空侧与陆侧的交接点,航班落地后起飞前的停泊位置,并保证旅客能够方便的上下航班、转机以及进出港,确保机场地面各项作业的顺利进行。合理的停机位分配可以大大提高机场的服务水平,减少因航班晚点等因素带来的影响,并提升旅客的满意度。因此,停机位分配问题已经成为机场运营迫切需要深入研究和尽快解决的关键问题。本文针对停机位分配问题,利用系统优化、人工智能的理论与方法以及系统仿真,对停机位分配相关模型进行了研究,以期为机场资源优化配置提供理论和方法支持。具体来讲,本论文研究工作主要包括如下几个方面：(1)综述了国内外停机位分配问题的研究现状,深入考察了机场停机位分配问题的相关业务问题以及停机位相关时间参数的确定,探索了停机位分配系统的基本影响因素。(2)研究提出基于航班从起降跑道至所在区域的滑行距离最小化,建立了停机位分区的分配模型,并提出了停机位分区的分配方案。在算法的设计中,由于EMA算法一般用来处理连续优化问题,但是停机位分区的分配问题属于离散优化问题,本论文中采用Random-Key方法可以使EMA算法对模型进行优化求解,最后,以首都国际机场的1号坪、西2号坪、2号坪、3号坪、5号坪以及8号坪划分成8块区域,并对航空公司的航班所停放的区域进行重新分配,结果表明,在以航班滑行距离为目标的前提下,重新分区后的方案优于现有的方案,从而为机场停机位分区的分配方案提供参考。(3)建立了基于混合禁忌搜索算法的停机位分配模型,在考虑停机位分配问题时,应当考虑使得各个停机位的空闲时间相对均衡,以确保在某些航班发生短时间延误时,有足够的停机位空闲时间对其进行缓解,而不影响其他航班进入停机位。本论文根据目标函数内在特征,推导出已经计算得到的停机位空闲时间与未进行计算空闲时间的关系,并以此为基点设计了求解该模型的初始解生成算法,再通过TS算法进行优化,结果表明,本论文设计的启发式算法要比原有停机位分配方案作为初始解在寻优能力上更容易达到最优解。(4)提前考虑航班进入停机位晚点的情况,建立了基于航班晚点传播理论的停机位分配模型。根据航班等级提出了三类航班晚点传播情况,以此定义了航班后效晚点时间；其次,运用数学分析方法分别计算三类运行航班组的平均航班后效晚点时间,并依据航班晚点传播的规律建立晚点传播的平均航班后效晚点传播时间的计算方法,以分类综合平均后效晚点时间最小为目标建立停机位分配模型。在算例的分析中,利用航班进入停机位晚点的规律,随机产生一组晚点时间序列对优化后的方案进行测试,结果表明该模型得到的优化方案具有很好的缓解航班晚点传播效应,从而为机场制定鲁棒性的停机位分配计划提供理论依据。(5)建立了可更换停机位的元胞自动机模型,该模型属于动态停机位分配的范畴,以航班晚点产生的增晚时间作为更换停机位的条件,提出了航班可更换停机位的调整规则,并结合元胞自动机在限定最大容许增晚时间的条件下进行了仿真模拟,同时模拟过程中得到了在可更换停机位条件下的航班晚点传播规律,从而可以为机场在实时调整停机位的策略上提供参考。