尽管海上发生溢油事故的数量由于技术改良和一系列防污法规的颁布而处于逐年下降的趋势,但受到船舶大型化发展趋势和海上油气深度开采的影响,重大海上溢油事故仍时有发生,且事故规模屡创新高,对海洋生态环境和社会经济均造成了不可估量的损害。鉴于应急物资调度是一切溢油应急行动开展的基础,科学高效的应急物资调度方案可以极大程度地减小溢油污染对生态环境和社会所造成的负面影响,本文围绕重大海上溢油背景下的应急物资调度优化问题,在同时考虑应急响应效率和成本的基础上以高效清理海上溢油为目标,结合系统工程理论、现代智能优化理论以及多目标优化理论,研究了海上溢油应急物资调度优化相关的先进方法与技术,弥补了现有相关优化理论在海上溢油应急物资调度过程中实际应用时所存在的不足,取得了具有一定理论意义和工程实用价值的研究成果。就重大海上溢油事故而言,其应急响应过程通常步骤繁多且流程具有显著的多阶段特征。为此,本文根据海上溢油应急响应的多阶段（主要包括溢油围控阶段、溢油回收阶段以及溢油清除阶段）将整个溢油应急物资调度过程进行了相应划分,并针对不同阶段的实际情况围绕溢油应急物资调度问题进行了如下研究:（1）对海上溢油围控阶段应急物资调度优化问题进行研究。针对溢油围控阶段中油膜动力过程导致物资需求和运输网络状态具有动态不确定性的情况,本文基于时变参数构建了考虑时变需求和运输网络状态的溢油应急物资调度优化模型,并利用经典油膜动力模型建立了相应的时变函数以确定时变参数在任意时刻的具体取值。该建模方法能有效应对溢油应急物资调度过程中存在的动态优化问题,并为后续探讨其他阶段的溢油应急物资调度问题提供技术支持。（2）对海上溢油回收阶段应急物资调度优化问题进行研究。针对溢油回收阶段中运输工具运力不足的情况,本文基于拆分配送理论构建了考虑运力受限的两阶段溢油应急物资调度优化模型。根据模型的两阶段特点,设计了一种混合启发式算法对该模型进行分步求解,并利用数值实验与敏感性分析验证了该模型和算法的可行性与有效性。该研究方法为运力受限条件下优化海上溢油应急物资调度方案提供了决策支持,有助于提升应急物资调度优化理论在复杂运力约束下的适用性。（3）对海上溢油清除阶段应急物资调度优化问题进行研究。针对溢油清除阶段中存在多种应急物资需求的情况,在综合考虑不同应急物资的特性以及应急物资运输与应急行动之间的联系后,本文构建了多种类溢油应急物资协同调度优化模型。为求解该优化模型,本文结合粒子群算法与模拟植物生长算法提出了改进的启发式算法,该算法以粒子群算法为主体框架完成迭代优化过程并实现全局搜索,而以模拟植物生长算法进行局部搜索旨在进一步优化运输路径。最后利用数值实验分析了算法性能以及验证了模型的实用价值。该研究方法为探讨多种类应急物资协同调度问题提供了新视角,有助于提升存在多种物资需求情况下的溢油应急响应效率。通过对以上问题进行分析与探讨,本文基于前人的研究成果进一步丰富了海上应急物资调度的相关理论,为解决溢油应急物资调度过程中所遇到的实际问题提供了技术方法,从而为相关决策部门应对溢油应急物资调度问题提供有效的决策支持。