随着人类社会工业化与城市化进程的加快,以及人们对海洋资源开发与利用的深入,海上光污染作为一种新型污染形态,对船舶夜航安全产生了严重威胁。从探讨海上光污染的概念出发,利用光学、色度学及视觉工效学等原理,系统分析了海上光污染对船舶夜航安全影响的机理。在此基础上,提出海上光污染对船舶夜航安全的影响因子,并以此为主要评价指标设计了调查问卷；利用SPSS软件对有效问卷的数据进行统计分析,验证了前述机理分析的正确性。采用船舶号灯可识别性作为评价海上光污染程度的指标,建立了基于BP神经网络的船舶号灯识别模型；为了提高船舶号灯神经网络识别模型的识别效率,对克隆选择算法进行了针对性的改进,将灵敏度分析法用于确定寻优尺度因子,并用于BP神经网络的结构优化,提高了寻优的方向性与效率。通过对在海上拍摄的实景照片进行学习和识别的仿真,验证了基于改进克隆优化算法BP网络模型的有效性。为了提高船舶号灯在海上光污染水域的可识别性,提出了一种基于激光二极管阵列的船舶号灯系统设计方法。基于半导体激光器的发光原理及船舶号灯的技术属性要求,以激光二极管作为光源,提出激光船舶号灯的设计方法,并仿真分析了该新型号灯的灯光强度、光弧范围及颜色属性。仿真结果表明,该新型号灯满足《国际海上避碰规则》(下文简称《规则》)对船舶号灯各项技术属性的要求。从法律角度提出防治海上光污染对船舶夜航安全影响的两点措施。其一,在现行《规则》第三条中增加第14款——“高亮度水域”的定义,并修改《规则》第二章第三节的标题及内容,使得《规则》能够更好地指导避碰实践、厘清船舶间的避让责任；其二,在分析认定海上光污染的法律依据及我国对此立法缺位的基础上,提出防治海上光污染的立法构想。综上,本文分析并验证了海上光污染对船舶夜航安全影响的机理；建立了基于改进克隆算法的船舶号灯BP网络识别模型,并取得了良好的仿真效果；从技术与法律两个层面提出了防治海上光污染的措施。