近年来，随着水上通航需求不断上升，国内部分通航条件受限的河段(尤其是江苏、浙江一带的水网区域)拥挤堵塞状况日益严重。无论是从船舶自主航行路径选择的角度还是从内河航运管理部门调度需要的角度考虑，都迫切需要整个水网层面的航行路径规划方案。

目前国内外相关学者已在这方面进行一些初步研究。李文欢对集装箱班轮运输的航线网络优化问题进行深入研究，提出利用图论中的旅行商问题模型及整数规划等方法求解集装箱船最优航行路径，并依据长江中下游集装箱班轮运输航线网络的统计信息设计优化算法，对模型进行验证。刘建秋从系统总收益最大化的角度出发，综合考虑模糊变量和随机变量，建立不确定环境下的支线集装箱班轮优化网络模型，并以长三角某运输公司为例，采用蚁群算法求取网络运输路径。

国外对此研究也颇有成效，PFLIEGL针对内河水网中河道及船闸通航条件的动态变化使调度变得困难，提出在澳大利亚Danube河上建立内河信息服务系统，以促进水网中船舶的调度与管理。

总的来说，目前水网层面上的船舶航行路径选择和船舶联合调度尚处在研究探索阶段，主要以信息共享为前提，一定程度上运用预调度协调机制来提高航道的利用率，尚没有实用的调度和路径规划模型，且相关研究主要集中在涉及船闸的船舶调度方面，很少涉及复杂水网条件下的船舶调度和航行路径规划。因此，研究复杂水网中船舶航行路径多目标规划模型不仅对船舶自主航行路径选择的研究具有一定的指导意义，而且对内河船舶管理调度部来的时问阻抗。

2. 研究的基本内容与方案

研究的基本内容：1）收集国内外船舶导航优化算法设计方法，分析和总结各种算法的优缺点；2）依据电子海图建立某海域环境模型，将地形、天气、船只等各种因素利用数学模型进行描述；3）根据船舶自身的航速、转弯等性能特性，在给定的海洋环境中，设计一种船舶智能导航优化算法。

目标：1）设计一种船舶智能导航优化算法，既能够快速、高效获得全局路径，又能够适应外部环境变化导致的船舶路径的动态变化；2）模拟海上运行和内河运行时的各种复杂工况，利用MATLAB仿真测试所设计的船舶导航优化算法的可行性和优越性。

技术方案与措施：

1）首先通过查阅相关文献，对包括遗传算法，模拟优化退火程序算法等多种算法进行利弊分析，例如传统的Dijkstra算法，它的作用是求图中一点到其它所有点的最短路径。需要首先设出起点，用数组保存起点到各节点的最短距离，用集合T保存已找到的最短路径的节点，数组保存最短路径的父节点，随后按照以下步骤（以下具体数字及字母均为假设举例分析）进行：1.初始化数组，没有边直接相连的，距离为∞；2.找出初始点到各个节点的最短距离，依次找离上一个点最近的点；3.松弛，即计算起点通过该节点到其它节点的距离，是否比起点直接到达其它节点的距离近，若近，更新距离与父节点。4.继续寻找余下节点中离原点最近的点，并判断能否通过该点松弛,直到所有节点判断完毕，即可找起点到其它节点的最短路径。

2）依据提供的电子海图建立海域模型，并找出影响船舶航行的主客观因素，并建立数学模型。

3）建立船舶航行的几条初始路线，通过算法对影响因素（主要是客观因素）进行逐一分析与优化，最终找出最佳路线。