1.一种面向全国枢纽的高空航路网络规划方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、将全国枢纽高空航路网络表述为一个有向图，建立全国枢纽高空航路网络数字模型；

步骤2、依据全国枢纽高空航路网络运行条件约束和期望，建立全国枢纽高空航路网络的性能指标；

步骤3、设计全国枢纽高空航路网络规划方法，通过网络分层和节点合并，对全国枢纽高空航路网络进行初步规划；

步骤4、根据步骤3得到的全国枢纽高空航路网络，以航路中点坐标为优化参数，对全国枢纽高空航路网络进行反馈迭代优化；

步骤1包括：

步骤1‑1、全国枢纽高空航路网络包括各个机场节点和连接机场之间的飞行通道，将全国枢纽高空航路网络表述为一个有向图D，D＝，其中，V是一个非空集合，记作V(D)，其元素被称为有向图的顶点，物理意义为各个机场节点，V·V是集合的笛卡尔积，是集合V内的元素两两搭配形成的有序数对的集合，物理意义为机场节点对；E是V·V的子集，记作E(D)，其元素被称为有向图的弧，物理意义为两个机场节点之间的飞行航路；

步骤1‑2、定义顶点v∈V(D)是一个机场节点，其具备以下属性参数：机场名称N；

机场经纬度坐标

平均吞吐量，其中平均每天进入该机场的航班数为mi，离场的航班数为mo；

可连接机场w与距离dw，w∈V(D)且w≠v；

步骤1‑3、定义弧e∈E(D)是两个机场节点之间的连线，其具备以下属性参数：连接矢量编号(v,w)；

通道长度l；

通道宽度d；

通道前向性ep和反向性eb，ep＝1表示v到w是可通行的，ep＝0表示v到w是不可通行的；eb＝1表示w到v是可通行的，eb＝0表示w到v是不可通行的；

步骤2包括：

步骤2‑1、针对实际航空运输过程中需求，建立全国枢纽高空航路网络指标：参数是全国枢纽高空航路网络D的子集，GV为国家枢纽节点，变量为vgi,i＝1,2,…,ng，i为节点编号，共有ng个节点；GE为国家枢纽航路，变量为egj,j＝1,2,…,mg，j为航路编号，共有mg条航路；全国枢纽高空航路网络的性能指标J(GV,GE)为：式中，EP(egj)为航路egj的性能指标；VP(vgi)为机场节点vgi的重要性指标；ce为航路指标占总体性能指标的权重，cv为节点性能指标的权重，min表示函数取最小值为最优；

步骤2‑2、根据步骤2‑1中建立的性能指标，定义每条航路egj的性能指标EP(egj)，包括飞行容量、航路造价、运行成本、交叉点冲突4部分指标，如下所示：式中，c1,c2,c3,c4分别为飞行容量、航路造价、运行成本、交叉点冲突占航路指标的权重比值；fj为每天发生在航路egj上的航班数；dj为航路j的宽度；lj为航路egj的长度；myj为每单位体积航路的造价；dlj为每单位长度航路的运行成本；fj2为与第j个航路交叉的航路流量；V为航班平均飞行速度；X为两个航班冲突的最小安全距离；α为两个航班交叉的夹角；

步骤2‑3、根据步骤2‑1中建立的性能指标，定义机场节点的性能指标VP(vgi)，包括经济重要性、交通重要性、位置重要性3部分指标，如下所示：VP(vgi)＝b1·DPi+b2·DYi+b3·DTi式中，b1、b2、b3分别为经济重要性、交通重要性、位置重要性占节点性能指标的权重比值；DPi为节点i的经济重要性；DYi为节点i的交通重要性；DTi为节点i的位置重要性；

步骤2‑4、根据航空运输实际运行过程中的安全和业务要求，在优化满足J(GV,GE)最小的同时，需要满足以下约束条件：节点流量约束：

式中，Xik为流量产生点Ai到达备选固定点Dk的空中交通流量；Ykj为备选固定点Dk到吸收点Bj的空中交通流量；Zij为流量产生点Ai直接到吸收点Bj的空中交通流量；ai为枢纽节点i的最大容量值；bj为枢纽航路j的最大容量值；

安全性约束包括：

每小时节点冲突次数约束：

cij≤cmax

式中，cij≤为第i个通道与第j个通道交叉节点处的每小时冲突次数，cmax为节点冲突次数上限；

三区约束：

式中，egj为第j个航路通道，nzk为第k个限制区域的边界线；

航路通道约束：

fj/Cj≤1

式中，fj为第j个航路通道的流量，Cj为第j个航路通道的最大容量；

管制员约束：

wij≤0.8·wmax

式中，wij为在第i个通道与第j个通道交叉节点处管制员的工作量，wmax为管制员的最大工作承受能力；

步骤3包括：

步骤3‑1、根据步骤2‑3中的机场节点性能指标，对全国所有的机场进行排序，保证每个区域至少有一个全国枢纽网络节点；对于相邻距离小于阈值且属于同一管制区域内的两个以上节点，进行合并，合并点为性能指标最高的节点，最后生成全国枢纽高空航路网络的枢纽节点集合GV；

步骤3‑2、设定每两个节点之间都有一条双向航路通道，航路通道的起始点和终点坐标分别为两个节点坐标，航路通道的中点设为起始点和终点的中间点，生成全国枢纽航路网络的枢纽通行航道GE；

步骤3‑3、设定当前规划时刻，所有航班都是直达到达目的地，计算GE内所有航路的流量，并从大到小进行排序，求解所有航路的平均流量mfj：步骤3‑4、按照航路流量需求高低对全国枢纽高空航路网络的枢纽通行航道GE内所有航路通道进行中点寻优计算：以航路egj的中点为圆心，航路长度为直径的圆圈范围内搜索所有节点，依据步骤2‑2中的航路性能指标，选择航路性能指标最优的节点作为航路egj的中转点；如果没有其他节点的性能指标高于原航路中点，则该航路egj为直达航路；

步骤3‑5、对全国枢纽高空航路网络中所有航路进行步骤3‑4中的中点寻优，当全部航路规划完毕，将当前航路规划结果方案记为序列1；

步骤4包括：

步骤4‑1、对每条航路的中点进行判定，如果航路egj的中点为一个固定节点，即一个机场，则删除该直达航路egj，将航路egj拆分为两段航路分别添加进已有的两个固定航路内；

如果航路egj的中点为航路起始点和终点的中间点，且所述中点没有其他航路的来源航班，则删除所述中点信息，航路egj为直达航路；如果航路egj的中点为两段以上航路的中点，则对航路egj的中点位置进行优化；

步骤4‑2、当所有航路中点均优化完毕后，对于更新完毕的全国枢纽高空航路网络，记

1 1 1 1

为，进行迭代优化，将新的带入步骤3进行再次规划，得到二次规划后的

2 2 2 2 1 1

全国枢纽高空航路网络，记为；如果和结构有所不同，且性能

1 1 2 2 2 2

指标J(GV,GE)优于，则将数据带入步骤3进行再次规划；直到

1 1 2 2

和结构相同，则该航路网络结构为最优航路网络，输出所述最优航路网络作为全国枢纽高空航路网络；

步骤4‑1中，对所述航路egj中点位置进行优化，包括：对航路egj的中点为两段以上航路的中点的情况进行坐标优化，设定中点坐标为共有mk个航路的中点连接在中点上，将mk个航路作为一个临时区域集合，选择性能指标J(GV,GE)为临时区域集合的综合性能指标，对临时区域集合进行区域优化得到最优的中点坐标 最优的中点为mk个航路中的最优移动节点。