随着经济全球化以及信息技术的不断发展,国与国之间的经贸往来日趋频繁,运输业和物流业也因此得到了长足的发展。集装箱运输业本着其便捷换装、能够实现“门到门”运输的优点,发展迅猛,随之而来的是整个集装箱运输系统效率的亟待提高以及港口之间竞争的加剧。集装箱堆场作为连接码头前沿和后方货主的重要中转站,其运作效率的高低对整个集装箱物流系统起到至关重要的作用,更是对客户服务评价产生关键影响。场桥是集装箱堆场上的关键设备,主要负责集装箱的装卸,其操作速度不仅关系到码头前沿的装卸船,而且还关系到码头后方外集卡的提取箱,因此其运作效率是堆场运作效率和码头服务水平评价的关键指标。场桥体积庞大、行走缓慢、运作成本高,因此如何在提高场桥的运作效率、降低场桥的运作成本的同时还能提高客户的满意度,是当前的研究热点。本文以轮胎式场桥为研究对象,主要研究出口箱区外集卡进场时的等待时间以及场桥的最佳行走路径。通过大量相关的国内外文献资料的阅读以及集装箱堆场作业系统和流程的了解,发现当前大部分的集装箱堆场场桥的调度优化研究是单一的以场桥的移动成本、路径等为目标或者是单一的以外集卡的等待时间为目标,对于结合场桥的移动成本和外集卡的等待时间为目标的研究相对较少,对于大部分针对外集卡的等待时间的研究也缺乏对场桥等待时间的考虑,因此本文以场桥的移动成本和外集卡的等待时间、场桥的等待时间为目标,引入时间窗,设置集卡等待场桥和场桥等待集卡的时间罚金,以期获得场桥的最佳取箱路径,对于堆场节约成本和提高客户服务水平都具有现实意义。本文通过国内外研究成果的详细研读,分析集装箱堆场场桥调度的相关知识,比较常用于场桥调度优化的几种算法,选定模拟退火算法作为模型求解的算法。然后分单箱区单场桥和多箱区多场桥,建立以场桥移动成本以及时间窗下场桥等待集卡和集卡等待场桥的罚金最小为目标的数学模型,并利用模拟退火算法进行求解,同时根据多箱区多场桥的调度优化模型及算法设计了图形用户界面(GUI),最后利用实例数据验证了模型的有效性。本文的模型和算法有助于集装箱堆场提高运作效率和降低作业成本,能够为堆场的日常作业提供一定的理论价值和指导意义。