三峡水库消落期，变动回水区的部分河段会出现浅、险、急的碍航流态，严重影响了船舶通航的安全与效率，抑制了内河航运效益的充分发挥。由于三峡库尾碍航河段的河道格局致使其难以通过巨量的开山、劈石与休整深潭形态等工程予以彻底解决，而三峡坝前调度与水位的涨落变动亦不能大幅调整，因此，库尾河段的碍航特性将长期存在并影响船舶的顺畅通航。
　　本文以长寿王家滩河段为背景，研究在现有航道尺度无法得到有效提升背景下的航线规划方法，以提高船舶的通航效率。同时，针对自动识别系统无法有效采集船舶航行信息的情况，提出了基于计算机视觉原理的航迹提取方法，作为航线规划原始资料的补充。论文的主要成果如下：
　　(1)构建了王家滩河段历史船舶航线数据库。通过分析研究河段的通航条件，得到了结合船舶船型和实时水文信息的航道条件分组工况并基于历史船舶航迹数据构建了航线数据库。数据库形式的航线数据保存不仅解决了传统储存方式下容量不足的问题，更方便了不同终端之间的数据交流。
　　(2)优化了适用于内河船舶运动检测的背景差分法。船舶目标检测试验表明：优化后的背景差分法能更加准确地检测出船舶运动目标，减少光照变化等环境因素的干扰，通过质心追踪后可以准确地获取视频内船舶运动目标在图像坐标系下的像素位置。
　　(3)提出了视频图像计算下的航迹提取方法。针对自动识别系统无法有效采集船舶航行信息的情况，提出了基于计算机视觉原理的船舶航迹提取方法。采用张正友标定法标定出的相机参数结合测量区域与河道图像的透视变换计算出航迹点的地理位置信息。
　　(4)提出了王家滩河段船舶实时航线动态规划方法。基于DBSCAN聚类算法提取出船舶转向集中区域并以此分段整个航道，采用分段组合的方法优化计算出该航道条件下的经验最优航线。结果表明，规划出的航线较历史最优航线航行时间更短，可提高研究河段的通航效率。