全球集装箱运输市场规模的急剧扩张和集装箱船舶大型化趋势的不断发展,对现代集装箱港口的规划建设和运营管理提出了更高的要求。传统地通过提高装卸效率、规模扩张等方式,粗放式地增加港口通过能力的方法,将逐渐无法满足新时期下集装箱港口的发展需求,亟需研究制约集装箱港口发展的瓶颈环节,针对性地研究满足新时期要求的集装箱港口的规划建设理论和运营管理方法。随着港区交通量的增长和交通密度的增加,集装箱码头闸口作为港区车辆集中、交通汇集的关键区域,将不可避免的成为港区内部拥堵的瓶颈,为了缓解闸口的拥堵问题,越来越多的港区选择设置集卡停车缓冲区。在此背景下,研究集装箱港区闸口数量及缓冲区规模的科学规划方法,以使港口系统的日常运营水平达到最佳状态,以经济高效的方式满足当前和未来集装箱运输需求,对于节约港内土地和设备资源,提高港口运营效率具有重要意义。首先,本文基于系统仿真理论,深入剖析集装箱码头作业系统的作业流程及特点,构建集装箱码头大门作业系统仿真模型,为研究不同到港规律下闸口及缓冲区的合理规模提供模型基础。其次,为全面分析和评价集装箱闸口和缓冲区的运营情况,提出港区大门极限通过能力及缓冲区内集卡数量保证率的概念。最后以北方某集装箱港区的实际调研数据作为模型的输入参数,仿真模拟多种闸口组合情况下,每小时到港集卡数量与缓冲区合理规模之间的关系,深入挖掘仿真数据,分析仿真结果,并对仿真输出结果进行数据拟合。研究结果表明,在闸口规模确定的前提下,每小时到港集卡的数量和缓冲区的合理规模之间存在指数分布的关系。同时,随着每小时到港集卡数量的增加,港区所需建设的闸口数量和缓冲区规模也随之增加。从港口规划运营的角度来看,在每小时到港集卡数量小于极限通过能力时,可以考虑扩建缓冲区的规模来缓解大门作业系统的排队拥堵状况;当每小时到港集卡数量逼近甚至超过极限通过能力时,此时扩建缓冲区不能有效地解决港区大门处的排队拥堵,应当适当增加闸口的数量。本文基于系统仿真技术,建立集装箱港区大门作业系统仿真模型,针对性的研究集装箱港区大门及缓冲区的合理规模。本文的研究方法和研究成果可以为大型集装箱港区闸口及缓冲区的规划和建设的决策提供部分借鉴意义,丰富集装箱码头的规划理论,从而推动集装箱码头有序集约发展。