作为 FAA NextGen 产品组合中的一项新的战略交通管理计划 (TMI),协作轨迹选项程序 (CTOP) 可以通过单个程序以集成方式管理多个受限区域,并允许航班运营商提交一组所需的重新路由选项,从而提供极大的效率和灵活性。TMI 优化的主要研究问题之一是如何确定机场或拥挤空域区域的计划接受率以最大限度地降低全系统成本。在设定 CTOP 率时需要考虑两种不确定性:第一,不确定的空域容量,这是由于不完善的天气预报造成的;第二,不确定的需求,这是由于在处理重新路由选项后航班在地理上被重新分配造成的。本文提出了三类随机模型。如果已知每架飞机的航线选择,第一类模型可以最佳地为多架飞机规划地面和空中延误。第二类模型控制每架飞机,可以为非常普遍的改道、地面和空中等待问题提供理论下限。第三类模型直接控制每个拥堵区域的队列大小,与第二类模型相比,可以更有效地解决。虽然这些模型可以提供重要的基准,并且可以在航空公司内部 CTOP 中使用,但它们与协作决策 (CDM) CTOP 软件实施不兼容。提出了基于仿真的优化模型,该模型可以使用随机模型作为其启发式方法的一部分,可以为实际的 CTOP 费率规划问题提供良好的次优解决方案。本文给出了第一个在需求和容量不确定性条件下优化CTOP速率的算法,并与CDM CTOP框架兼容,为CTOP的有效应用提供了急需的决策支持能力。