船闸是联结水系和加强航道服务能力的基本硬件设施之一,同时具有很强的社会公益性。“十二五”以来,我国水路运输不断发展,内河航道的交通量快速增长,部分船闸已经承受不了庞大的过闸船只数量。且随着现实航运发展的需求,我国部分水利枢纽逐渐开始实行基于某种优先级的调度规则,在取得预期效果的同时对系统的整体公平性造成了一定程度的破坏,如何平衡过闸公平性和优先级之间的矛盾也是一个非常棘手的现实问题。本文研究即在上述背景下展开。本文首先从服务公平性研究、闸室排布研究、船闸调度研究等三个方面阐述了研究现状,并从船闸的功能、构造和系统运作等方面进行了介绍,对过闸船只的类型进行了归类和重新划分,对调度规则进行了适当的改进。然后在明确船舶综合优先级确定步骤的基础上,提出了一种基于综合优先级和剩余矩形算法的闸室排布模型,在安排船舶进入闸室时较好兼顾了船只总体的综合优先级和闸室的面积利用率。进而对船闸整体的运作模型展开了研究,结合船舶动态监控平台中的预约过闸信息,运用排队论和动态规划等知识,利用T期枚举和周期滑动的方法优化解决船闸调度的多阶段决策问题,并尝试平衡了多个单一目标与混合目标之间的矛盾,采用惯性权重线性递减的PSO算法对模型参数进行了优化。最后将本文的研究成果应用到清远船闸的调度作业中,进行了算例仿真并从多个维度对结果进行了分析。本文的研究结论对于内河船闸的调度作业具有较强的参考价值,有利于推进多阶段及多目标决策问题和矩形排件问题的理论研究,能够为水运管理部门制订船舶优先过闸政策提供借鉴价值,有利于提高水利枢纽船闸的调度作业水平,协调船只通航时的公平性和经济效益,提升内河航运的发展水平,促进航运经济发展,具备一定的理论意义、现实意义及政策意义。