长江作为世界上运量最大、业务最为繁忙的内河,肩负着沟通我国东中西三地区的重要责任。近年来,随着我国经济的快速发展,对外贸易量提升的同时,长江航运上的交通问题逐渐凸显,特别是长江中游荆江航段,受极端枯水位的影响,部分航段船舶堵塞现象日益严重,对长江航运的通航效率、运输成本等造成了重大影响。因此,本文研究极端枯水位下长江中游船舶交通流的协调控制问题,以缓解船舶拥堵现象,提高通航效率。首先,介绍了荆江航道的具体情况,以该航段的碍航性分析为基础,分别从定量与定性的角度,对正常情况及极端枯水位下的长江中游船舶交通流特征展开了讨论;其次,结合时间序列预测模型中的ARIMA模型,研究了长江中游荆江航段各港口汇入主航道段船舶到达率的短期交通量预测方法,提高了船舶到达率预测的快速性与准确性,为后文中的船舶交通流多港口协调控制提供了更为精准的船舶到达信息;然后,提出了船舶交通流多港口协调控制的相关概念,对协调控制的控制流程、关键问题、控制机理进行了分析。在此基础上,本文对船舶交通流控制策略进行了探讨,总结了影响极端枯水位下船舶交通流控制的相关因素,从多港口协调控制空间模型、船舶交通流宏观模型、船舶排队长度约束等角度考虑,以总行程时间为控制系统性能指标,建立了船舶交通流多港口协调控制优化模型,并以粒子群算法求解,达成精准、高效地协调控制多港口船舶调节率的目的;最后,通过仿真实验,对比了有无控制措施下的航段相关参数值,实验结果表明,本文提出的船舶交通流多港口协调控制方法能够较好地满足整个控制系统对实时性、快速性、准确性等方面的要求。本文的研究内容丰富了内河船舶交通流理论,为极端枯水位条件下的船舶交通流协调控制提供了一种新的思路,在优化船舶运输组织、提高长江航运运输方面也能提供更为充实的理论依据。同时,在通航管理部门采取相应的船舶控制措施时,也具有实际的应用与借鉴价值。