随着国家“一带一路”战略的全面推进,铁路集装箱货运迎来弥足珍贵的发展契机,而提升铁路集装箱货运竞争力的捷径是加强发展铁路集装箱中心站的运输效率,如何全面提高铁路运输能力成为当前面临的重要管理难题之一。集装箱不能依靠单一运载工具由起点直接运到终点,中途必须经由转运站场进行转运。当前中心站采用的集装箱转运方式是先将集装箱从班列上取下放在堆场暂存,等需要装载的卡车进入堆场时,再把堆场相应的集装箱取出放在班列上。在该模式下必然发生两次装卸作业和一次暂存,这也导致了当前集装箱运输有中间环节多,运输效率低,时间花费长等问题,如果后续车辆不能及时进入堆场,还可能涉及到翻箱作业,进一步延长集装箱在站时间。本文从集装箱流、中心站转运作业特性出发,分析铁路集装箱中心站的实际转运作业情况,并考虑某些集装箱得不到及时处理而造成的不可避免的堆垛、暂存和翻箱作业,采用同步转运的思路构建相应的调度模型,利用突破性局部搜索算法进行求解;并进一步将其扩展到多式联运的铁路集装箱站场,开展调度优化研究。本文主要从以下几个方面展开:(1)对国内外集装箱运输的发展历程、相关优化方法进行了文献梳理,并整理了近年来有关集装箱运输的调度优化研究,在对比多式联运运输作业流程的基础上,总结出了铁路站场今后的研究方向以及重点。(2)针对现有的铁路集装箱站内转运作业,采用同步转运调度模式,从单一运输方式入手,以同步转运集装箱箱数最大为目标建立混合整数规划模型,在模型中充分考虑班列最早进入与最晚离开堆场时间的约束,并使用束搜索算法进行求解。(3)针对班列最早进入与最晚离开堆场时间约束及铁路运输特性制约下的集装箱同步转运调度问题,采用突破性局部搜索算法,该算法能自适应地改变扰动幅度和扰动类型以保证跳出当前最优解从而能更快求得高质量的调度方案。(4)为充分考虑中心站集装箱转运作业的实际情况,建立基于同步转运的多式联运数学模型,在模型中充分考虑各种运输方式的特点以及制约,并改进突破性局部搜索算法与启发式规则,最后进行数值实验与算法效率分析。