随着“一带一路”倡议的提出,我国与其他国家的国际贸易得到了迅速地发展。集装箱运输作为一种先进的现代化运输方式,具有方便、快捷、节能、安全、环保等优势。在当前国际贸易的形势下,集装箱运输在国际贸易中的货物运输方面发挥着越来越重要的作用。集装箱铁水联运作为集装箱运输中重要的组成部分,将铁路运输的优势和水路运输的优势较好地结合起来,成为现阶段迅速崛起的运输方式。铁水联运港口作为集装箱铁水联运的主要发生场所,其运营效率和生产效率对铁水联运港口的运作有着至关重要的影响。同时,铁水联运港口中的作业不仅涉及传统的集装箱港口的作业,还涉及铁路集装箱中心站的作业,故铁水联运港口的作业更加复杂。因此,合理地确定铁水联运港口各个作业的作业计划,对提高整个铁水联运港口的运营效率和生产效率具有重要的意义。本文的研究对象为铁水联运港口的核心作业计划,研究重点为核心作业计划优化,并深入地分析与研究了铁水联运港口核心作业计划优化的理论与方法。本文研究的主要内容如下:(1)铁水联运港口以及其核心作业的界定。首先,通过与传统的集装箱港口进行对比,对铁水联运港口进行了界定。之后,分析了铁水联运港口的功能布局、作业模式以及作业流程等方面,对本文研究的铁水联运港口的布局模式进行了确定。最后,根据进出口集装箱作业流程的描述,确定了铁水联运港口的核心作业的构成以及其核心作业计划。(2)铁水联运港口核心作业计划优化总体框架的建立。通过对铁水联运港口核心作业计划优化问题的简要分析,构建了铁水联运港口核心作业计划优化的总体框架;并在总体框架的基础上,分析了优化问题的约束条件、决策变量和优化目标,简单地描述了铁水联运港口核心作业计划优化问题的模型构建,从而为接下来的核心作业计划优化问题的研究提供了理论依据。(3)考虑岸桥操作的集装箱配载计划优化研究。在铁水联运港口核心作业计划优化的总体框架下,通过分析船舶的结构、船舶的稳性和强度约束以及配载原则,在传统的配载计划优化问题的基础上考虑了岸桥操作对配载计划的影响,构建了以最小化集装箱在所有港口的停留时间以及集装箱的总移动次数为目标的多目标优化模型,并根据模型的特点,设计了基于新的编码方式的遗传算法求解模型,即,根据集装箱的属性、装卸船作业的策略以及岸桥的操作策略对染色体进行编码。最后,利用算例对模型和算法进行了验证。(4)考虑配载计划的铁路运输箱和公路运输箱混合堆存的箱位指派研究。在铁水联运港口核心作业计划优化的总体框架下,通过分析铁水联运港口的堆存模式、堆存原则以及铁路运输箱和公路运输箱的到达特点,在考虑集装箱配载计划的同时考虑了铁路运输箱和公路运输箱的到达特点以及混合堆存的特点,构建了以堆存过程中压箱数最小为目标的出口集装箱箱位指派模型。为了有效地对模型进行求解,首先利用马尔科夫链对公路运输箱的到达顺序进行预测,从而确定公路运输箱的到达顺序,然后利用启发式算法对箱位指派模型进行求解。最后,利用算例对模型和算法进行了验证。(5)“堆场-铁路作业区”集装箱双向同步装卸作业计划优化研究。在铁水联运港口核心作业计划优化的总体框架下,通过分析龙门吊、集卡和场吊的操作特点,在考虑了进出口集装箱同步装卸、集卡堵塞、龙门吊和场吊的走行时间、龙门吊间的安全距离等多个实际约束条件的基础上,构建了以装卸作业总完成时间最短为目标的“龙门吊-集卡-场吊”的混合整数规划模型,并且为了求解模型,设计了改进的多层遗传算法,即,在传统的多层遗传算法中引入均衡操作以及解决集卡堵塞问题的集卡走行时间浮动比例。最后,利用算例对模型和算法进行了验证。