伴随全球一体化趋势和国内经济的快速发展,港口正成为国际物流系统的重要环节,能够在在世界范围内吸纳人流、物流、资金流、信息流等各种生产要素。港口的发展不仅能带动沿海城市的经济,还会促进经济链条伸向腹地,带动整片区域的繁荣。由于航运市场的不断开拓,到港船舶日益增多,且呈现大型化的趋势,进出港口都需要拖轮为其引航。而泊位和拖轮都属于港口稀缺资源,如何合理调配有限的泊位和拖轮资源使到达港口的船舶能尽快地被服务,同时节约作业成本,是港方提高竞争力急需解决的重要问题。本文是将泊位和拖轮联合起来调度,所有到港船舶停在锚地等待,当有合适的泊位空闲时,拖轮才将船舶经由航道拖拽至泊位上,当船舶在泊位上装卸完之后,拖轮再将船舶经由航道拖拽离开港口。避免在没有泊位的情况下拖轮将船舶引入港内,或者是船舶装卸完成之后由于没有拖轮将其拖拽离开导致泊位继续被占用的情况。所做的主要工作如下:首先,建立协同调度问题的数学模型。描述船舶在港作业流程,分析泊位和拖轮协同调度作业的特点;假设所有到港船舶都需要进行靠泊、离泊作业,部分船舶还需要移泊作业,并考虑了单航道的影响因素以及拖轮适时返回基地的决策,使模型更为贴近事实;最后合理设置参数,以所有船舶总在港时间最小以及泊位和拖轮的总作业成本最小为目标函数,根据模型的特点和各个参数的物理意义及其相互关系得出了协同调度数学模型必须满足的约束条件。其次,设计算法求解模型。通过对调度算法和多目标优化算法的特点进行分析比较,选择了NSGA-Ⅱ(一种带精英策略的快速非支配排序的遗传算法)来解决本文的多目标协同调度问题,并针对算法存在的缺点做出改进。随后设计合理的编码、解码方法和交叉、变异方式,能够有效避免不合法解的产生。最后,选取算例验证模型及算法的有效性,设计因子试验分析模型特性。通过人工经验和随机生成的方式,构建泊位和拖轮协同调度的算例,优选模型中的相关参数值,使用MATLAB语言编程求解。通过对航道条件、拖轮数量、泊位数量等因素进行实验,分析其对船舶总在港时间及泊位和拖轮总作业成本的影响,所得结果可为港口拖轮和泊位的调度提供决策参考。