航运发展迅猛,对港口船舶调度效率要求越来越高。船舶进出港调度是一项复杂的工作,需要协调泊位、航道和船舶等多个方面。为减少船舶在港滞留时间,充分利用港口资源,优化港口服务,对船舶进出港调度优化问题的研究很有必要。在上述背景下,本文主要开展了以下工作:1.对影响船舶进出港调度效率的因素进行分析,归纳出泊位分配和航道交通流量两大方面因素。考虑到已有的研究多是针对某一特定港口单个种类的船舶和泊位进行协调调度,本文对多种船型和多种泊位类型的协调调度进行研究。2.采用动态离散型泊位分配与单向航道船舶进出港次序相互协调的方式,对进港船舶进行泊位分配,并适当地调整整体的进出港次序。将相邻次序的船舶安全间隔细分成4种模式,提高了模型中计算调度时间的精确度。基于提出的假设,以总调度时间最小和总等待时间最小为优化目标,建立了泊位分配与航道协调调度模型。3.对船舶进出港调度中多目标优化算法进行分析,基于NSGA-II算法,设计了适用于求解泊位分配与航道协调调度模型的多目标优化遗传算法,改进体现在三个方面:以启发式思想的初始化种群策略;基于单亲交叉和局部变异产生新个体;引入自适应个体修复算子。4.编程实现本文设计的泊位分配与航道协调调度算法,通过对短时间段内密集的船舶进出港数据进行测试,得到了20个Pareto最优解。同NSGA-II算法进行对比,10次测试结果表明本文算法的求解效率和稳定性均优于NSGA-II算法,本文算法更加适用于泊位分配与航道协调调度优化问题的求解。将本文的Pareto最优方案和先到先服务规则的调度方案进行对比,总调度时间和总等带时间分别缩短了34.5%和61.6%,调度效率明显提高。本文的研究,将泊位分配与进出港次序协同优化,为船舶进出港调度问题提供一个新思路,具有一定的理论与实践意义。