当前,经济贸易全球化趋势不可逆转,国际贸易的货物主要是通过水路运输完成。党的十九大明确指出要集中精力谋划“交通强国”、“海洋强国”建设的宏伟蓝图,在这些战略的引导下,我国的航运业发展、港口基础设施建设如火如荼,部分港口建设受限航道,以规范进出港船舶的航行秩序。受限航道建成后将成为不同尺度、类型船舶进出港的必经之路,如果交通组织不当,将会降低受限航道的通航效率;另外,在受限航道内一旦发生水上交通事故,将会造成受限航道运行瘫痪、水域环境污染、人员伤亡等不可估量的损失。本文以东营港东营港区进出港航道为例,开展了多因素约束下受限航道船舶智能交通组织研究,旨在缓解受限航道水域通航环境的复杂程度,提高船舶的通航效率,降低水上交通事故的发生概率。论文主要基于以下几个方面开展了相关的研究工作:(1)受限航道船舶交通流特征分析及预测模型构建。构建受限航道表征模型及交通流特征模型,运用统计学方法分析受限航道水域的船舶交通流特征;在构建BP-Markov模型基础上,引入粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)对模型进行优化,最终得到PSO优化的BP-Markov船舶交通流预测模型,并将该模型应用到典型受限航道船舶交通流预测中,结果表明:PSO优化的BP-Markov模型较单纯利用BP神经网络进行预测,预测精度由72.8358%提高到84.5403%,验证了该模型的合理性及准确性。(2)受限航道运行机理分析及通过能力模型构建。根据受限航道水域的实际情况,总结得到包括双向通航规则、船舶航行规则、船舶进出港优先权规则在内的受限航道运行规则;通过分析包括受限航道船-船速度影响机理在内的多个因素,得到受限航道安全航速的确定方法;构建受限航道安全间距确定模型,并开发受限航道安全间距计算软件,可方便船舶驾驶员快速计算得到船舶纵向、横向安全间距;在对港口航行作业排队系统分析的基础上,优化航道通过能力排队论模型中代表船型、航道容量参数,构建基于参数优化的受限航道通过能力排队论模型。(3)多因素约束下受限航道船舶智能交通组织框架设计。总结归纳影响受限航道船舶交通组织的5个主要因素,并对受限航道船舶智能交通组织中的多因素约束机理、智能化机理进行了阐释;设计了多因素约束下受限航道船舶智能交通组织框架,从船舶交通流特征总体把握、组织原则、过程控制三个方面进行受限航道船舶智能交通组织。论文针对受限航道船舶智能交通组织开展研究,研究成果将为相关主管机关进行VTS智能化管理、受限航道船舶交通组织等提供理论基础及解决思路,同时也是对规范船舶交通流秩序、提高航道通航效率等方面的一次有益探索。