海运是当前国际贸易的最主要运输方式,和其他方式相比其运量大成本低。近年来,随着海上运输的蓬勃发展,海上航运量迅猛增加,随之而来的承运船舶和货物也呈现种类繁多和数量庞大的趋势。港口作为货物集散的枢纽和中心,其服务效率直接制约着货物吞吐量,而进出港航道作为船舶进出港的必经之地,日益成为港口总体效率的瓶颈之一。与此类似,随着航空运输业的迅猛发展,班机的进出场以及机场空域的拥堵问题也日益突出,正是在这种情况下,基于性能导航PBN(Performance Based Navigation)的理念应运而生。PBN是指在相应的导航基础设施条件下,航空器在指定的空域内或者沿航路、仪表飞行程序飞行时对系统精确性、完好性、可用性、连续性以及功能等方面的性能要求。PBN的引入在保证安全的基础上提高飞行灵活性,增加空域利用效率,对机场的运行效率的改善发挥了极大的作用。本论文从机场和港口所面临的的问题和解决方式的相似点出发,以进出港航道为研究对象,对PBN在具体港口场景下的应用情况进行研究,旨在提高船舶进出港过程中的运行效率。主要完成了以下工作内容:首先,分析了PBN在船舶港口进出港作业中的专业相似度和原理相似性,提出了PBN在船舶进出港作业过程中的应用思路。其次以进出港航道为研究对象,阐述了PBN理念在船舶进出港运行过程中的主要应用点:在物理空间上的有效规划利用和在调度策略上的优化,并在具体的港口进出港航道场景下提出了具体的应用方案。其次,针对研究对象是进出港航道而非普通航道,其运行方式是处于港口这个大环境下,对船舶进出港过程进行了建模。对模型的构建实现了与客观实际的较好结合,模型的建立过程避免了以往因研究侧重点不同而使模型过分理想化而脱离实际的现象。最后,基于所建立的船舶进出港过程模型和所提出的应用思路和具体方案,引入遗传算法以实现对船舶进出港过程的调度寻优,并对模型进行具体设计和实现。然后设计了科学的样本数据,在多种情形下进行了模拟仿真实验,通过对结果的对比分析证明了PBN在船舶进出港过程中的有效性和可用性。本文所提出的PBN在船舶进出港过程中的应用思路和具体应用方案的成果展示对港口实际运行过程具有一定的参考价值和指导意义。