近年来,世界居民的生活水平和消费需求不断升级,邮轮旅游得到了飞速的发展,邮轮旅游的人数逐年递增。但同时,由船舶造成的环境污染引起了世界各国的关注,世界各地的政府和相关组织纷纷在各自海域内划分硫排放控制区(Sulphur Emission Control Area,简称SECA)以限制船舶硫氧化物(SOx)的排放。全球“限硫令”进一步要求包括邮轮在内的所有船舶在SECA区域内航行时使用硫含量低于0.1%m/m的轻质低硫燃油(Marine Gas Oil,简称MGO),在SECA区域外航行时也必须使用硫含量低于0.5%m/m的低硫燃油(Low Sulphur Fuel Oil,简称LSFO)。然而,MGO价格在过去十年中翻了 5倍之多。所以,面对当下SECA区域通航要求限制带来的成本压力,如何制定合理的燃油补给策略、优化航线及航速是当下邮轮行业需要思考的重要课题。本文在经典的航线优化问题的基础上,考虑硫排放控制区以及燃油补给对航线优化的影响,对考虑燃油补给及硫排放控制区的邮轮航线优化问题进行了建模,设计了求解算法,进行了一系列数值实验,主要内容如下:(1)阅读大量国内外相关文献和资料,对考虑燃油补给及硫排放控制区的邮轮航线优化问题的背景及相关理论进行研究。(2)提出了一种ARIMA燃油预测模型,对短期内的船用燃油MGO和LSFO的价格进行预测,提供数据支撑。(3)针对N个有到达时间限制的港口,考虑硫排放控制区、油舱容量、航速、到港时间窗、航段油耗等限制条件,以全航段最小燃油成本为目标建立数学规划模型。通过模型决策挂靠港口的次序、加油港口及加油量、港口间的航行路径和速度。(4)针对研究问题特点,设计混合遗传禁忌搜索算法。(5)以邮轮A公司的数据为基础,对上述模型和算法进行仿真,验证了模型和算法的有效性;并将求得的方案与现实方案进行对比,验证其优越性;为进一步验证算法的有效性和适用性,将其与传统算法进行多次对比;最后,对MGO燃油价格进行敏感性分析。