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船舶通行于长江上游控制河段必须根据信号台的指挥信号有序单向通行。控制河段船舶通行指挥系统通过实时获取船舶动态信息,根据单向航道通行指挥规则,为船舶生成指挥调度决策,可有效辅助信号台信号员指挥船舶通行。由于控制河段地理环境复杂,AIS(Automatic Identification System,船舶自动识别系统)信号接收覆盖率低、指挥信号准确率不高等因素严重影响了船舶通行指挥系统的可靠性,部分控制河段的通行安全和通行效率难以得到进一步保证。如何根据控制河段的实际情况,进一步提升控制河段船舶通行指挥系统的可靠性,保证船舶通行安全,提高通行效率,具有重要意义。控制河段船舶通行指挥系统的稳定性和指挥准确性保障了系统提供可靠的指挥决策。论文以重庆王家滩控制河段为研究背景,针对船舶通行指挥系统在王家滩控制河段长期运行过程中出现的各种问题,由航道生产实际需求出发,以提升指挥系统的可靠性为目标,立足于现有技术平台从系统稳定性和指挥准确性两个方面展开研究,以提高船舶通行效率。论文主要工作内容包括:(1)对王家滩控制河段指挥系统的稳定性和指挥准确性提升进行详细需求分析,对研究工作涉及到的关键技术进行分析,并制定可靠性提升的相关技术路线。(2)针对原指挥系统ENC地图存在的服务能力不足等问题,构建了基于ArcGIS的电子航道图,对可视化功能进行升级,提高了系统稳定性和可操作性。(3)针对王家滩控制河段AIS接收覆盖率低、连台指挥系统易出现单点故障的情况,选择合适的AIS接收机进行多点部署;针对多AIS接收源引起的数据冗余和冲突问题,提出基于GPS时间的AIS去重融合算法和基于缓存的去重融合算法,并通过现场对比测试,以基于缓存的去重融合算法作为系统升级后的多AIS接收数据去重融合方法。(4)针对王家滩控制河段上水等待通行船舶多、等待时间长、辅助指挥效果不佳的现状,利用二次移动平均法和中心线轨迹逼近法建立船舶到达时间预测模型,基于时间序列和历史平均模型预测船舶通过控制河段所需时间,比较准确地掌握船舶未来行为动态,可进一步辅助信号员准确高效指挥等待船舶通行。最后,基于本文的研究内容对船舶通行指挥系统进行了更新,并部署在王家滩控制河段各信号台。现场测试结果表明本文的研究工作能有效提升船舶通行指挥系统的可靠性,本文的研究成果可进一步推广到长江上游其余控制河段。