长江上游控制河段通航条件差,过往船舶需根据通行信号台的指挥信号按序通过。确保控制河段船舶通行安全,提高控制河段通行效率是通行指挥的首要任务。充分应用长江“数字航道”和“智能航道”建设提供的丰富航道信息资源,进一步对控制河段的通行指挥方法进行研究和优化,可以为航道资源的有效配置、通行效率的提高以及航运运输效益的提升奠定基础。控制河段船舶通行指挥的实质是根据船舶动态信息以合理的方法对船舶进行调度,使船舶避免不必要的等候时间,安全通过控制河段。论文针对以往调度方案因缺乏丰富的船舶动态信息,为保证通行安全而弱化效率和公平,以至指挥调度被动和效率低的问题,展开兼顾公平、安全和高效的多目标优化调度模型研究。论文的主要研究内容如下:(1)对控制河段基本指挥规则和实际调度过程进行分析,通过分解船舶调度目标,分别建立控制河段船舶通行公平调度模型、安全调度模型和高效调度模型,比较分析各目标对船舶调度的具体影响。(2)针对控制河段实际调度需求,对公平、安全和高效三个目标进行合理整合,基于多目标理论构建通用的控制河段船舶通行多目标调度模型,改进蚁群算法为多目标蚁群算法寻找帕累托最优解,通过仿真和实验分析验证多目标调度模型的有效性。(3)针对多目标调度模型中三个目标间关系和比例难以量化的问题,基于模糊层次分析法完成对三个目标的定量分析,确定多目标蚁群算法目标函数的权重系数,提出控制河段船舶通行多目标优化调度模型,寻找最优船舶队列,在保障航行安全的同时减少船舶队列的额外等待时间、改善调度公平性。