随着港口数量逐渐增多,集装箱码头间的竞争越来越为激烈。为了吸引更多的客户,码头经营者不断采取扩大码头生产规模,完善码头基础设施,引入先进科学管理技术,转变原有生产作业模式等措施。现有集装箱码头已具备一定的生产规模,设施设备基本完善,管理技术相对成熟,所以提升码头核心竞争力的关键就在于转变原有生产作业模式。为了吸引客户和提高集装箱进港、中装箱中转效率,港口开始实施出口箱随机入港以及中转箱随机堆放策略,导致本地出口箱和外来中转箱在码头堆场的分散堆放。就此,如何对泊位调度、集卡路径和箱区选择进行协调调度,来提高集装箱在码头的周转速率,减小作业设备空载率而降低港口运营成本,成为集装箱码头装卸作业系统调度决策的重点及该领域研究的难点。因此,考虑出口箱和中转箱在码头堆场的分散堆放状况,对集装箱码头装卸作业系统中的多个关键环节进行协调调度,具有重大的学术价值和实际意义。泊位、集卡、箱区作为码头装卸作业的三个关键环节,发挥着点-线-点的功能。综合考虑待装集装箱的分散堆放对码头装卸作业环节的影响,泊位调度、集卡路径及箱区选择三环节之间的相互作用,以及码头多种装卸作业方式,本文提出了集装箱分散堆放下的泊位、集卡、箱区协调调度。在模型构建部分,结合岸桥对甲板箱与舱内箱的不同作业方法,本文以船舶泊位分配和待卸集装箱的箱区选择为决策变量,以所有集卡行驶总路径和集卡空程率最小为目标函数,构建了协调调度与同步优化混合整数规划模型。然后,根据问题属性和模型特点设计了基于三层染色体编码的遗传算法。最后,应用实际案例与对比分析,验证了本文模型和算法的有效性。计算结果表明：在码头集装箱分散堆放的情况下,本文提出的协调调度与同步优化方法,可同步确定最佳船舶停靠泊位、集卡行驶路径和待卸集装箱箱区,所有集卡行驶总路径较集装箱集中堆放策略缩短12.25%,多种作业方式并存的集卡空程率较独立装卸作业降低18.83%,提高了集卡利用率及作业效率,从而为码头装卸作业系统多环节间的协调调度提供一定的决策支持。