近年来全球集装箱运输业的迅猛发展,给港口集装箱物流业带来了前所未有的机遇和挑战。面对日益增长的港口集装箱吞吐量,如何对港口集装箱物流系统进行更加合理有效的规划,最大限度地发挥其作业能力,是目前急需解决的问题。开展这方面的研究势在必行,具有重大意义。本文针对港口集装箱物流系统的特点,采用定性和定量相结合的方法,以装卸作业的生产率为切入点,运用工程数学理论(概率论、矩阵论及随机过程)进行集装箱码头装卸机械配置研究;同时依据各环节实际生产率的匹配,分析得到港口的作业能力。研究涉及岸边集装箱装卸桥(简称为岸桥)和龙门起重机(简称为场桥)等主要装卸设备资源,为港口集装箱物流系统中机械的配置提供有益的决策依据。首先,在深入调查集装箱港口的功能、布局、作业资源和流程的基础上,定性的阐述了装卸工艺选择的原则;其次,运用排队论模型阐述了边际排队时间对港口决策的重要性;然后,以机械装卸作业的生产率为切入点,港口吞吐量为目标,船舶在港停留时间和泊位利用率为约束,构建模型;最后,结合汉阳港一、二期改扩建工程实例验证模型。本文围绕集装箱装卸机械优化配置开展研究,主要做了以下研究工作:(1)根据动态规划的基本原理,采用排队论模型,从系统状态转移概率出发,统计平均排队时间等稳态性能指标,以较高的利用率,较少的船舶在港停留时间为约束,配置具有合适生产率的岸桥数量。(2)对倒箱作业和大车移动作业过程进行研究,提出倒箱作业和大车移动作业具有古典概型特征,分析倒箱率和大车移动率,量化倒箱作业时间和大车移动时间,根据实验数据验证该方法可行性。(3)将集装箱卡车视为具有一定存储能力的缓冲,依据前沿岸桥生产能力和闸口作业能力配置场桥。