集装箱码头的装卸作业效率是衡量港口竞争力的核心指标,对码头资源进行合理的调度,是提高码头装卸作业效率,降低装卸作业成本,缩短船舶在港作业时间,实现码头收益的最大化的有效途径。作为集装箱码头最重要的水平运输设备,集卡在码头的装卸作业体系中发挥着重要的作用。对于集卡进行优化调度,使其与港口其他作业机械设备形成良性互动,保障码头装卸作业系统高效、有序的运转,是现阶段集装箱码头运营急需解决的重要内容,也是学术科研领域关注的焦点问题。本文对集卡调度的现有研究进行了系统的梳理,发现目前现有的集卡调度研究均假定或默认集卡单次作业时仅重载一个集装箱,即进行“一车一箱”的运输。而实际上,集卡一次运输可运载1个40ft箱、1个20ft箱、或2个20ft箱,为了充分发挥集卡的运载能力,对于20ft集装箱更多采用”一车两箱”的装载方式。因此,本文基于集卡的实际运输能力,对集装箱码头的集卡调度优化问题进行研究。首先,考虑集卡实际作业能力以及岸桥的多种作业模式,构建以卸箱作业时间最小为目标的混合整数规划模型。随后,结合遗传算法和模拟退火算法的各自特点,将模拟退火算法的metropolis准则加入至遗传算法中,设计了改进遗传算法对模型进行求解。最后,在算例分析部分对启发式算法的收敛性进行验证,并设计了不同规模的算例实验对算法求解结果进行检验,以小规模的算例验证了模型与算法的一致性以及算法的求解质量,以大规模算例验证了算法的求解效率。算例结果表明,在“一车一箱”运载模式的基础上考虑“一车两箱”运输,提高有效集卡的运输作业效率。本文所提出的基于实际运输能力的集卡调度优化模型以及设计的启发式算法对于提升集装箱码头的装卸作业效率具有积极的作用,能够在一定程度为码头实际运营过程中的集卡决策提供理论支撑。