航运作为工业革命以来沟通世界贸易的主要运输方式，历经发展业已成熟，但作为沟通内陆与沿海的内河航道受限于自然条件，内河航道日渐拥堵。高通过性航道修筑有助于缓解航道拥堵，高吨位的船舶由于运量及占据水域净空的优势备受航运业界青睐，然而航道关键控制点、船闸船舶拥堵、航道拥挤情况日益严重。缓解航道拥堵的一个重要方法是船舶出行时空分布均衡。Arnott扩展了瓶颈模型，提出和分析了道路交通廊道模型，在一定条件下解决了出行时空分布均衡问题。
　　本文考虑一个将内陆沿江城市群与滨海港口城市连接起来的水上交通廊道(如长江水道)，受Arnott廊道模型的启发，研究水上交通廊道模型，分析了出行时空均衡分布。研究内容包括：一是给出了不同形态内河航道无碍航水上交通廊道与碍航水上交通廊道的定义，建立了无碍航水上交通廊道的模型，并对其模型与性质进行了数理分析和推理，且给出了航道出行拥挤成本新的计算方法；二是通过对长江上游航道宜宾——宜昌航段进行数值实验、网上与实地调研，分析水上交通廊道出行船舶时空分布动态特征，设计了一个求解无碍航廊道均衡问题的算法，基于调研数据，验证了算法的可行性与有效性，得出无碍航水上交通廊道均衡出行分布；三是对碍航水上交通廊道的影响因素进行研究，对碍航廊道的航道通航能力与标准船型进行了系统分析，建立了以天然形成航道为研究对象的碍航水上交通廊道模型，对碍航水上交通廊道模型及出行成本函数进行理论证明，并依据调研数据，利用无碍航廊道均衡问题的算法，得出碍航水上交通廊道均衡出行分布。最后，基于交通需求管理策略与均衡出行算法提出智能船舶诱导系统，并以长江为例分析目前航运交通运营状况及存在的问题，基于交通需求管理、船舶智能诱导系统与长江航道管理新规定提出水上交通廊道均衡管理策略，并结合长江经济带战略部署，提出了基于水上交通廊道的多式联运综合交通走廊的政策建议。
　　本文的研究有助于揭示内河航道船舶拥堵的形成机理和状态演变，加深对船舶复杂的出行行为的理解，为出航船舶和航道管理者提供航道均衡信息，从而为水运交通决策与管理提供辅助支持，对改善内河航运规划与管理具有理论指导价值。