近年来,我国港口运输持续保持着高速发展的态势,为了获得规模化经济效益,越来越多的大型和超大型船舶被投入使用,然而有些港口受到自然条件约束或者考虑到航道建设费用使得港内航道宽度受限、水深受限,港口的服务效率随之降低。航道宽度受限导致狭水道的产生,航道水深受限使得大型船舶需要乘潮进出港口。在实际港口船舶调度中,狭水道和潮汐这两个限制因素往往会引起严重的船舶等候情况,船舶在港的非作业时间随之延长,从而造成船方的经济损失和港口资源的浪费。充分利用狭水道和潮水的条件,设计所有不同吃水、不同航速船舶的进出港计划,能够有效减少船舶油耗和船舶等待的时间,降低经济成本并增加港口对船舶的服务能力。在此背景下,本文首先查阅了近年来有关乘潮、狭水道、船舶调度方面的研究文献,对乘潮水位的计算、狭水道内船舶操纵、船舶进出港调度算法等相关研究现状进行综述。其次通过对厦门港、厦门引航站的实地调研对进出港船舶进行合理的编组,以安全性、效率性和公平性为原则,提出船舶调度时间最短、船舶等候时间最短、船舶等候时间方差最小三个目标函数,依据狭水道内船舶乘潮进出港的相关规范,建立了以靠泊条件、船舶港内掉头、狭水道内封航、船舶优先级、乘潮水位、航道内安全距离为约束条件的狭水道内船舶乘潮进出港调度模型,设计了相应的船舶调度多目标遗传算法方案,并进行了算法的程序化实现。最后对厦门港海沧码头船舶调度进行了验证分析,结果表明与传统经验判断形成的船舶调度表相比,算法解得的调度表中的船舶调度总时间、船舶等候总时间、船舶等候时间方差更具合理性和公平性。本文的主要创新如下:(1)在实际调研的基础上,对进出港船舶进行合理的编组,以此构建船舶调度模型,并通过算例进行验证。(2)在船舶调度多目标遗传算法交叉算子的设计中,本文提出将类PMX(PartiallyExchangeMatch简称PMX)交叉算子运用在航海领域的船舶调度中。本文调度模型采用的是船舶排列的自然数编码,该交叉算子能在满足自然编码方式的同时摆脱传统交叉算子对群体多样性的要求限制,且能够加快算法收敛,加大算法全局搜索能力。