集装箱码头是集装箱海陆运输过程的重要节点,其作业效率的提升对集装箱货运和社会经济发展具有重要意义。集装箱货运量的不断增加,对码头的设备数量和作业效率提出了越来越高的要求。在同贝同步装卸工艺和堆场混堆策略下,岸桥、集卡和场桥之间的作业联系变得更为复杂,导致集装箱在码头作业设备间更容易出现作业等待现象。因此,如何合理地确定码头的作业设备数量,提高各设备间协同作业能力,是目前集装箱码头研究的关键和难点。本文通过研究集装箱码头的设备资源配置问题和同贝同步装卸工艺下的设备协同作业问题,并深入剖析集装箱码头系统的作业机制和各设备间的作业关系,从泊位—岸桥协同配置与岸桥—集卡—场桥协同作业两个角度,分别提高码头作业效率,指导码头运营规划。在总结归纳了现有文献不足之处,分析了码头的作业设备及作业流程后,本文的主要研究内容如下:(1)在码头发展历程中,不同时期的船舶到达量呈动态变化。合理配置码头的资源设备数量,可有效提高码头的服务能力。本文将泊位数量与岸桥数量进行协同配置,旨在提升码头服务能力的同时降低码头运营成本。首先构建了以日均总成本最低为目标的泊位—岸桥协同配置模型,设计了一种非线性转移概率Markov链,用于计算配置模型的各项船舶队长参数。将Markov链方法计算得到的船舶队长和排队论公式的计算结果分别与码头实际情况进行对比分析,证明Markov链提高了6.38%的求解精度,为配置模型精确求解提供基础。最后通过模拟迭代算法和Markov链结合的方法求解设备配置模型,证明了本文模型和方法的有效性,可有效降低码头运营成本。(2)同贝同步装卸工艺和堆场混堆方式在有效提高码头的作业效率的同时,使进出口集装箱在岸桥、集卡和场桥之间的作业联系变得更为紧密,增加了码头作业的不稳定性,使码头作业时更容易出现集装箱等待作业现象。对此,分析了进出口集装箱在码头各个作业阶段的特点,考虑了同贝同步成组作业要求、集装箱的翻箱约束及堆场混合堆存的特点,通过集成岸桥分配、岸桥调度、集卡分配、场桥调度等问题,建立了同贝同步装卸作业时的岸桥—集卡—场桥协同作业数学模型,并针对模型特点,设计了带有双重反馈回路和多重贪婪规则的混合贪婪算法。(3)对岸桥—集卡—场桥协同作业模型进行分析,设计了模型的一个简单下界计算方法,并将本文算法的求解结果与模型的简单下界计算值进行对比,证明了本文算法的有效性。通过与同类算法求解得到的船舶的作业时间、船舶的惩罚惩罚时间以及两种时间的GAP值进行对比,证明了本文算法具有良好的求解性能,且算法中的双重反馈回路机制能够有效地降低船舶的惩罚时间。