随着国家政策上的重视以及中国港口集疏运铁路建设的不断加快，近年来中国集装箱铁水联运量得到了迅猛提升，正在逐渐缩小与发达国家的水平差距。与此同时双层集装箱通道建设的加快以及中国第一趟双层集装箱铁水联运班列从宁波舟山港至绍兴的成功运行，标志着中国集装箱铁水联运正在往更高的发展水平迈进。如何缓和不断提升的铁水联运量与港口内数量有限的作业设备的作业能力之间的矛盾即是本文所考虑的主要问题，基于此本文对“列车-船舶”直取模式下的港口作业设备进行调度优化研究，以期提高港口的设备作业效率。本文的主要内容如下所示:
　　(1)针对集装箱铁水联运集装箱的流通途径和港口的作业设备及不同作业环节下的设备使用方案进行了分析，并选择“岸桥-集卡-正面吊”这一设备使用方案作为研究对象，分析了港口布局并选择了适用于本文研究的港口布局形式。比较了三种铁水联运的作业模式并指出本文的设备调度优化研究是在“列车-船舶”直取模式下开展。
　　(2)关于“岸桥-集卡-正面吊”作业设备使用方案，本文对涉及作业设备调度优化的各种因素进行了分析，此外，还分析了双层集装箱列车以及船舶上的集装箱相互之间的位置关系，提出了不同作业场景下的集装箱的装卸顺序约束。
　　(3)以双层集装箱列车与船舶之间的卸车装船作业为例来对单向作业模式进行研究，以卸车装船作业完成时间最小为目标，考虑了装卸作业任务中的作业顺序约束、连续作业时间约束、邻近装卸设备作业距离约束、卸车装船集装箱的卸载顺序等约束条件，构建了单向作业调度优化模型。
　　(4)以单向作业调度优化模型为基础，通过增加双向作业场景下设备连续作业时间约束、双向作业场景下集装箱的装卸顺序约束以及双向作业场景下设备相互衔接约束等约束条件，以装卸混合作业完成时间最小为目标，构建了双向作业设备调度优化模型，并设计了遗传-模拟退火算法对两类调度优化模型进行求解。
　　(5)设计算例，对前面建立的模型及算法的有效性进行验证，算例结果表明本文提出的模型和算法均能够有效的解决本文所提出的问题。并且通过不同集卡以及不同正面吊的数量配置方案下的作业完成时间进行对比分析，提出了在一定的作业规模下两种作业模式下的最优的三类设备配置情况。最后在相同工作量下对两种作业模式的效率进行比较，结果表明双向作业模式要优于单向作业模式。