随着集装箱运量迅速增长,集装箱堆场使用越来越紧张。为了能够缓解车站、港口、物流中心出现的堆场使用瓶颈现象,提高集装箱堆场作业效率迫在眉睫。集装箱堆场堆放模式大致有两种。其一是按照箱型、收发货人及去向等属性分区堆放；其二是仅按照箱型分开,不同收发货人及去向等均杂乱堆放在一起。第一种方式管理简单,操作效率高无倒箱,适用于场地宽敞、收发货人及去向较为简单的大宗货物箱,这在铁路车站较为常见。第二种方式管理复杂,操作效率不及第一种,经常需要倒箱,适用于场地紧张、收发货人及去向复杂的零散货物箱,符合大多车站、港口及物流中心实际情况,值得深入研究。本文针对第二种堆放模式进行研究,考虑堆场箱到来和离开都是随机的实际情况下,研究如何进行合理的箱位分配,才能尽量避免或减少倒箱作业,从而提高堆场作业效率。首先,本文介绍了堆场基本概念及数学理论基础,并对箱位分配问题及相关问题简要概述,为后文研究工作奠定了基础。其次,在充分的理论准备下,本文分别从码箱和取箱角度建立模型M1和Q1对问题进行初步描述；分析模型M1和Q1存在解不唯一的不足,建立模型M2和Q对原有模型改进；然后从堆场整体角度全局分析,建立了更能全面描述问题的模型M-Q。为求解模型,本文设计了集装箱所属箱区搜索算法、码取箱作业算法；并引入随机全序、闭包等概念对码取箱算法改进,可缓解堆场可能出现的老牌箱问题；另外,本文设计了堆场碎片整理算法,可辅助堆场尽快恢复良性有序的状态,保证堆场后续作业顺畅进行。最后,基于本文所建模型及算法,针对几种典型的码垛状态进行详细的算例分析；同时文中通过运用算法4.4对某堆场碎片进行整理,给出详细具体的算法执行步骤和结果。算例分析结果均体现了模型及算法的核心思想：相同分类属性的集装箱尽量码垛在一起；不同分类属性的箱不得不相互叠压时,应使叠压的异类箱尽量少,同时也说明了算法的可行性和有效性。