集装箱港口是全球贸易物流的重要节点,其通过能力与码头装卸作业的可靠性高低密切相关。集装箱码头装卸系统由不同类型、不同数量、价值昂贵的大型设备组成。随着码头装卸活动的持续,设备性能不断变化,表现出多种运行状态,使得装卸系统整体表现出复杂的多状态特征,影响着码头生产运营的可靠性。本文结合多状态可靠性理论和系统仿真技术,通过形式化分析和仿真试验,对集装箱码头装卸系统的多状态可靠性问题进行了深入的研究,并取得了以下成果:(1)研究了集装箱码头装卸系统多状态可靠性的理论基础。结合装卸系统的组成结构与功能,明晰了装卸系统可靠性的概念及内涵,分析了装卸系统可靠性的影响因素,提出了装卸系统可靠性的测度指标;基于多状态系统理论,划分了装卸设备单机及装卸系统整体的运行状态,分析了各状态间的转移规律。(2)完成了集装箱码头装卸系统多状态可靠性的形式化分析。基于随机过程理论,建立了装卸系统可靠性的形式化模型,通过状态概率矩阵,定量测度了集装箱码头装卸系统的可靠性;通过案例分析了装卸系统各层级状态性能递进变化过程,指出了形式化分析方法在状态空间上的局限性。(3)提出了集装箱码头装卸系统多状态可靠性分析的仿真研究方法。基于系统仿真理论和多状态可靠性分析的需求,建立了描述码头运行过程中作业计划流与设备故障流相互作用关系的概念模型,在此基础上建立了集装箱码头装卸系统多状态可靠性的仿真模型,模型可反映码头生产作业活动与故障修复活动,实现了可靠性的定量测度。(4)结合码头工程实际,研究了集装箱装卸设备合理配置问题。基于仿真模型和码头图纸资料,设计仿真试验方案,在相同作业计划流和故障流的输入条件下,进行了码头设备数量配置影响装卸系统发挥规定功能的仿真试验,分析试验数据,得到了装卸设备合理配置方案,验证了仿真模型的工程应用价值。本文的研究成果为集装箱码头装卸系统的可靠性评价提供了理论参考依据,同时拓展了通过集装箱码头装卸系统可靠性分析来解决工程实际问题的研究思路,具有重要的学术意义与工程应用价值。