随着全球经济的持续低迷，作为港口经济的主体之一—港口企业在做大的同时，如何做强将成为其持续发展的永恒主题。从全球港口竞争格局来看，中国的港口不管是从运营效率还是规模上都居世界前列，但这主要归因于中国集装箱码头大量基础配套设施的投入、广阔的地域面积和中国的廉价劳动力优势。而从港口资源使用效率角度来讲，相较于韩国、新加坡等国家并不占优，也就是说我国港口依然存在设施利用率低、空置率高、单位效益差等问题。而随着全球经济的持续低迷和贸易保护主义的抬头，加上国内劳动力红利的逐渐消失，中国港口在运营效率上将面临着越来越大的压力。鉴于港口集装箱码头生产运作的复杂性、耦合性以及集卡路径优化问题的普遍性和关键性，攻克集卡路径优化这一问题将牵住集装箱码头整体优化的牛鼻子。
　　基于以上背景，本文研究了国内外学术界、企业界对集卡路径优化的最新成果，结果发现：集卡路径优化的目标无外乎距离最短、时间最小和成本(含环保成本)最低等视角，而企业实际应用过程中，考虑到不同的应用场景，有的仅考虑单要素，有的可能考虑双要素，还有的需要三种要素均要考虑，甚至是多种要素的组合。为最大程度的覆盖多个场景，本文分别选择典型的单要素目标最优、双要素目标最优和三要素目标最优为应用场景，从装卸协同的角度，创新性的提出了两阶段路径优化策略，第一阶段解决单目标最优情况下的装卸路径数量问题；在第一阶段的基础上，第二阶段通过目标再优化解决具体车辆和路径及其先后顺序的精细化分配问题，保证了方案可以“拿来即用”。具体研究内容和工作如下：
　　(1)介绍了集装箱港口的管理特点，包括集装箱港口的空间布局、主要设备、调度模式、集卡路径优化和目标管理等多方面的内容。对集装箱港口集卡路径管理的相关理论进行分析，界定相关概念的内涵，分析我国当前的现状以及存在的问题等。
　　(2)集卡的行驶距离是影响成本的重要因素，也是企业界和学术界优先考虑的优化目标，本文考虑距离这一单要素，构建装卸协同下考虑集卡行距和空距双目标的两阶段路径优化模型。第一阶段以集卡总行驶距离最小为目标函数，建立了集卡路径优化模型；然后将第一阶段模型求解结果作为已知输入，把每条路径的一次运输过程当成一项任务，以集卡任务间空载距离最小为目标，建立了第二阶段集卡路径优化模型。
　　(3)在实现单要素目标集卡路径优化基础上，本文以时间和成本双要素目标优化为例，构建了考虑集卡燃耗和时间双目标的两阶段路径优化模型，其中，第一阶段在集卡空载和满载路径优化研究的基础上，考虑集卡满载和空载时燃油成本的区别，构建燃油成本最小化的集卡路径优化模型，第二阶段在第一阶段研究基础上，构建作业时间最小化的集卡路径优化模型。
　　(4)集装箱港口装卸作业量确定对于港口而言只是一种理论情况，对于集装箱港口的日常调度而言，每天的集装箱装卸作业量通常是不确定的，在上述研究基础上，综合考虑成本、距离和时间三要素目标优化，构建了两阶段优化模型。首先根据待装集装箱和待卸集装箱数量的均值确定集装箱港口配备的集卡数量。其次，根据集装箱港口的某日集装箱装卸作业量和配备的集卡数量，构建两阶段集卡路径优化模型确定集卡的行驶路径。
　　(5)基于本文中有关路径优化方面的研究，分析了现在集装箱港口在集卡调度和管理中存在的主要问题，并针对存在的问题对集装箱港口管理上提出切实有效的对策建议。