集装箱堆场，是港口的重要组成部分，堆场的效率高低关系到整个港口几乎全部业务的效率。如何对集装箱堆场效率和作业成本进行优化，同时优化集卡调度，进而提高集装箱港口的装卸效率，提高集装箱码头的资源利用率，已成为国内外集装箱港口最为关心的问题。堆场管理是集装箱码头为协调与它有关的所有集装箱业务、资源而进行的堆场日常任务的调度管理。堆场管理存在于港口大部分的业务调度中。相比于对传统堆场管理的研究，本文主要研究了：如何使后方堆场的作业代价最优；在业务调度时优化集卡作业效率；提高港口实际作业的效率和降低实际作业的成本。本文首先介绍了传统PCNN的基本原理，然后对箱出场的PCNN优化过程进行了详细描述，并分析了该算法的优缺点。本文结合重庆港集装箱综合管理系统项目，考虑算法执行效率并结合港口实际作业，提出了以翻箱代价作为评价指标的堆场作业模型，并对传统PCNN的迭代过程进行改进。在迭代过程中生成翻箱过程图，较好地解决了堆场集装箱箱进场时的箱位分配和箱出场时的翻箱过程的优化问题；同时根据箱出场作业时计算龙门吊的作业时间，结合集卡行驶时间，提出了集卡和堆场的联合调度算法。最后，通过仿真实验对提出的算法进行了验证，结果表明本文算法与文献算法优化效果相同，且算法执行效率优于传统PCNN并解决了更多实际问题；通过对实际项目—“重庆港务集装箱综合管理系统”中的中控调度的过程进行优化，从优化前后的结果进行对比，证明了本文研究的实用性、可行性和高效性。