随着经济全球化进程的加快,各国各地区间的贸易往来更加频繁,集装箱码头在全球集装箱运输网络中的节点作用越来越重要。集装箱吞吐量不断增长以及船舶大型化发展,对集装箱码头的运营效率提出了更高的要求。为了促进码头高效且经济运作,必须对码头资源进行合理有效的管理和调度,以减少车船的周转时间,降低码头运营成本。集装箱堆场在码头的日常运营管理中扮演着重要的角色,其作业效率直接影响码头整体的运营效率和运营成本,堆场空间资源如何分配以及机械资源如何调度是码头管理者极为关注的问题。另一方面,全球气候变化问题日趋严重,集装箱码头面临的节能减排压力也不断增大,建设绿色低碳港口是港口发展的必然趋势。因此,考虑能源消耗的集装箱码头堆场资源管理和调度优化研究十分必要。本文对集装箱码头堆场作业系统进行了深入分析,包括堆场资源、作业效率影响因素以及能源消耗等。为实现堆场作业整体优化,本文采用分区域平衡策划方法进行场地策划,将出口箱的箱位分配问题和场桥调度问题结合在一起进行研究,以最小化送箱集卡在堆场等待时间和场桥作业总能耗为目标,建构堆场箱位分配与场桥调度协同优化模型,综合考虑场桥间安全距离和场桥作业量均衡约束。通过设计混合模拟退火遗传算法对模型进行求解,得到出口箱贝位分配方案和场桥作业方案。本文通过改变场桥数量、贝位数量、待堆存出口箱箱量进行了大量的数值实验,以说明模型与算法的有效性和适用性。实验结果显示:与传统遗传算法相比,本文所设计的算法求解结果较优,且具有较快的收敛速度;与传统场地策划规则进行对比,本文采用的分区域平衡策划方法得到的贝位分配方案和场桥调度方案更优,可以有效减少集卡的等待时间,降低场桥作业能耗。