自动化集装箱码头在降低码头运营成本、提高港口通过能力等方面具有显著优势。生产运营的数字化、自动化是未来集装箱码头发展的必然趋势。但自动化集装箱码头项目投资大、周期长,且工程实施不可逆。码头平面布局方案的选择不仅影响整个码头建设项目的质量,而且对集装箱码头投产以后的生产能力、服务质量、经济效益具有重要影响。本课题基于多目标决策理论与WITNESS仿真软件,对自动化集装箱码头平面布局方案优化进行了研究。主要内容如下:(1)自动化码头工艺流程分析和平面布局优化理论分析。分析了国内外自动化集装箱码头的典型工艺系统模式及其平面布局特点,研究了全自动化码头装卸工艺流程。分析了自动化集装箱码头的动态复杂性、静态复杂性和平面布局多样性。提出了自动化码头平面布局优化理论,确定了主客观赋权法相结合的布局优化研究方法。(2)自动化码头综合评价体系框架和评价指标的权重确定方法研究。基于自动化集装箱码头生产复杂性、布局结构多样性和评价目标大量繁杂的特点,建立了多层次综合评价体系框架。通过定性分析法、定量分析法和混合分析法确定了适合自动化码头平面布局决策的评价指标;研究了基于层次分析法和熵权法的组合赋权法。(3)基于多目标决策的自动化码头平面布局方案评价。简述了多目标决策中评价指标的规范化方法,建立了自动化码头平面布局综合评价理论模型。基于层次—熵权法计算了五个码头平面布局方案的复合权重,得到了该评价模型下的最优方案。研究了平面布局决策的灵敏度分析包括属性值与属性权重的灵敏度分析、组合赋权法的灵敏度分析,利用MATLAB软件得到了保证最优方案不变情况下的稳定区间。(4)基于WITNESS的自动化集装箱码头仿真建模。建立了WITNESS仿真元素与自动化码头平面布局的联系。以洋山四期工程自动化码头为研究对象,详细设计了仿真建模流程。仿真模型主要包括船舶计划、岸边装卸系统、水平运输系统、堆场装卸系统、集疏运系统。(5)自动化码头平面布局的多目标仿真优化研究。设计了自动化码头仿真模型的可视化界面。通过仿真,得到了满足该自动化码头工艺模型的运行参数;该参数可为综合评价理论模型提供评价指标属性值。最后通过仿真模型进行了自动化码头平面布局多目标仿真优化研究。