集装箱运输作为水上货物运输的主要方式之一,以其高效率、高质量、高密集、高标准化等特点促进了水上运输业的快速发展,推动了货物运输集装箱化趋势的形成。在这一趋势的推动下,内河集装箱运输业也得到了快速发展,内河运输船型由最初的百吨载重到现在的千吨载重,内河航线也由最初的点到点的运输发展为单点到多点的运输。作为集装箱运输的核心环节,集装箱船舶配载是一个复杂的组合优化问题,是基于航线及实际待装箱信息确定集装箱与船舶物理空间的对应关系,以提高营运效益,保证船舶航行安全性。配载计划的合理制定在确保船舶安全航行、货物安全运输及营运效益中起着重要作用。在实际内河港口作业中,集装箱船舶船体小、单次运输箱量少、船舶装载率高,港方在基于船方给定的预配图制定贝内装载计划时往往会造成大量翻箱、集装箱装卸作业不均衡等问题,延长岸桥工作时间,降低泊位利用率。港方为提高码头装卸作业效率对预配计划做出较大调整时,往往也会损害船方的利益,如何制定综合考虑双方效益的配载模型在内河小船型集装箱运输中至关重要。本文针对内河集装箱运输中船舶全航线配载问题进行研究,考虑内河船舶配载中涉及的船方、港方利益,基于混合整数规划与组合优化等技术构建数学模型,实现内河集装箱船舶全航线配载有效决策。论文的主要研究工作概述如下:1.单视角下集装箱船舶全航线配载模型构建。分析内河集装箱运输流程及特点,构建满足船方、港方不同配载需求的数学规划模型,从不同角度出发,考虑集装箱装载位置的合理配置,在保证船舶航行安全性的同时,提高港航双方集装箱营运效益。并以Gurobi内置分支定界算法分别对模型进行求解分析,验证了模型的可行性;2.集装箱船舶全航线配载组合优化研究。针对上述提出的配载模型,综合考虑集装箱营运双方效益构建内河船舶全航线配载组合优化模型。并设计启发式算法对配载模型进行求解。最后通过仿真实验进行分析,验证了组合优化模型与启发式算法的可行性;3.基于粒度划分的船舶全航线配载问题研究。对配载组合优化模型进行分析,提出粒度划分策略,将船舶物理空间动态的划分为不同结构的装载单元。基于粒度的划分构建相应配载优化模型,设计优化过程。并以精确算法分析了各粒度下模型求解时间、求解目标及求解复杂度的变化,验证了粒度划分策略在优化集装箱船舶全航线配载问题中的可行性,阐述了优化过程设计的必要性;4.实验验证。基于内河集装箱运输船型、航线等因素设计集装箱运输案例,完成了如下两部分仿真实验:(1)单因子灵敏度分析。从多目标优化指标出发,对比结合优化过程的精确算法与启发式算法求解结果,验证了启发式算法求解内河全航线配载问题的有效性。此外,也描述了粒度划分策略下的优化模型与启发式算法对船型、航线及船舶装载率的灵敏度;(2)完全析因实验设计。基于析因实验设计分析了考虑粒度划分的启发式算法对因子间交互作用的灵敏度,验证了仿真输出的影响因子。