船舶进出港作业离不开拖轮的协助,拖轮作业是港口作业过程中不可替代的一项作业,同时拖轮属于港口生产系统中的有限资源,科学的拖轮调度可以节约港口企业生产成本,合理的拖轮配置可以提高港口资源利用效率。研究如何对拖轮进行科学的调度以及合理的配置,是减少拖轮无效作业,提高港口作业效率,增加船舶、港口和货主经济效益,增强港口竞争力需要解决的重要问题。为解决上述问题,本文主要工作总结如下:为提高港口拖轮资源利用率,在分析港口拖轮实际作业特点的基础上,结合路径规划相关理论,以拖轮服务作业总时间最小化为目标,建立考虑拖轮作业时间限制约束以及包括多个拖轮停泊基地约束的拖轮调度优化模型。基于遗传算法设计问题模型的求解算法,结合天津港拖轮实际运营数据进行算例研究,结果表明:有39艘在港船舶时,采用限制交叉作业模式略优于采用允许交叉作业模式;目前港口的主要生产力量是3675kw以上的拖轮,港口未来进行资源配置时,应首先考虑增加2499kw、3822kw、4410kw、4777.5kw功率拖轮的配置数量。通过分析算例的实验结果,总结出港口拖轮科学的调度方法,同时找到现阶段港口拖轮资源配置存在的问题,并为港口未来资源配置的决策提供建议。通过对港口拖轮调度问题的研究,一方面可以为拖轮作业时间受限,同时存在多个拖轮停泊基地的拖轮作业方式,提供调度方案选择的依据,同时能够为港口企业进行拖轮资源配置提供建议;另一方面,可以弥补现阶段港口拖轮调度采用人工经验调度方法的不足,减少拖轮实际作业过程中的无效空驶、等待作业等情况,充分利用拖轮资源,提高港口作业效率,从而为港口、船舶和货主三方带来经济效益的增加,具有一定的理论价值和实践意义。