随着“互联网+”和5G时代的到来,建设绿色、智慧、安全、专业、高效的港口是全球港口发展的主要趋势。自动化集装箱码头作为绿色智慧港口的重要标志,正在引领港口建设新的变革。无论是像上海洋山港自动化集装箱码头这样的新建码头,还是像天津港这样由传统码头改造升级的自动化集装箱码头,均始终秉持着绿色、智慧、经济、高效的理念。生产作业自动化是自动化集装箱码头建设和改造升级的核心,通过加大自动化作业设备的投入,采用先进的自动化集装箱码头作业设备,如自动化岸边起重机（Automated Quay Crane,AQC）、自动导引车（Automated Guided Vehicle,AGV）以及自动化轨道吊（Automated Rail-Mounted Gantry,ARMG）等,利用智能调度、远程操控、能耗监测以及安全预警等手段推动自动化集装箱码头的建设应用。此外,从绿色节能的视角,研究自动化集装箱码头作业设备的协同调度问题对于提高自动化码头整体作业效率,降低生产作业能源消耗,实现码头绿色智慧调度具有重要意义。本文的研究对象是自动化集装箱码头核心作业设备,研究重点是自动化作业设备间协同调度优化,以作业总时间和总能耗最小为双重优化目标,设置目标优先级,以总作业时间最小为第一优先级,总作业能耗最小为第二优先级,即在保证码头生产效率的前提下,兼顾降低能耗的优化目标。通过调整AQC、AGV和ARMG的数量配置关系,突出自动化作业设备间协同调度的重要性。本文的主要研究内容如下:（1）自动化集装箱码头作业设备协同调度研究边界的限定和优化目标的提出。通过对自动化集装箱码头核心作业设备和进出口操作流程进行分析,限定了本文研究的边界,为了突出重点研究自动化作业设备间的协同调度问题,本文将研究边界上限设在自动化双小车岸桥装卸船作业,下限设在自动化双轨道吊堆场堆存作业,以自动化集装箱码头作业总时间最小和总能耗最小为双重优化目标展开研究。（2）考虑能耗的自动化集装箱码头作业设备协同调度体系构建。在对自动化集装箱码头作业系统分析的基础上,本文构建了自动化码头作业设备调度的四层结构模型、能效关系模型和逻辑框架模型,为接下来的研究提供理论基础和依据。（3）考虑能耗的自动化双小车岸桥与AGV协同调度研究。以自动化集装箱码头核心作业设备中的装卸船设备和水平运输设备为研究对象,通过分析各自动化设备的作业特点和能源消耗情况,以作业总时间和总能耗最小为双重优化目标,构建以总作业时间最小为第一目标优先级的AQC和AGV的协同调度模型,建模过程中引入AQC中转平台容量限制等约束条件,模型的求解算法设计的是改进二阶段禁忌搜索算法,通过算例实验验证AQC与AGV协同调度模型和二阶段禁忌搜索算法是真实有效的,最终获得兼顾提升作业效率和降低能耗双重目标的AQC与AGV协同调度优化方案。（4）考虑能耗的AGV和自动化轨道吊协同调度研究。以自动化集装箱码头核心作业设备中的水平运输设备和堆场堆存设备为研究对象,通过分析各自动化设备的作业特点和能源消耗情况,以作业总时间和总能耗最小为双重优化目标,构建以总作业时间最小为第一目标优先级的AGV和ARMG协同调度模型,建模过程中引入双ARMG相互干扰等约束条件,通过算法对比,选择二阶段遗传算法求解模型,采用算例实验证明AGV和ARMG协同调度模型和二阶段遗传算法在解决该问题上的有效性,最终获得兼顾提升作业效率和降低能耗双重目标的AGV与ARMG协同调度优化方案。（5）考虑能耗的AQC、AGV和ARMG协同调度研究。以自动化集装箱码头核心作业设备中的装卸船设备、水平运输设备和堆场堆存设备为研究对象,通过分析各自动化设备的作业特点和能源消耗情况,以作业总时间和总能耗最小为双重优化目标,设置目标优先级,基于混合流水车间调度理论,构建AQC、AGV和ARMG的集成调度模型,参考混合流水车间调度问题的求解算法,设计改进的果蝇优化算法求解该问题,采用自适应步长策略提高嗅觉搜索的寻优能力,同时引入协同机制。最后,通过算例对模型和算法的有效性加以验证。