随着综合交通运输体系的逐步完善和“一带一路”重大倡议的提出,多式联运已成为我国货物运输发展的必然趋势,铁水联运依靠低成本、大运量、衔接便利、安全可靠等优势成为多式联运体系的重要环节,同时,我国经济的“新常态”发展对交通运输总体能耗提出了新要求。铁水转运的作业时效性、有效衔接度、和高效低能耗发展更是未来我国交通运输调整结构、转型赋能的重点方向。集装箱铁水联运港站作为联运体系中的重要节点,其内部作业组织和调度水平影响整个联运系统的运输组织和周转效率,并对港站运营过程中的能耗产生较大影响。因此,合理有效的组织铁水联运港站内“船舶-班列”装卸作业以及箱流周转,进行车船联动下的作业组织协同优化,对于提高港站联运服务水平、提升作业效率和能耗效率具有重要意义。本论文以铁水联运港站的集装箱装卸作业组织与班列运输组织为研究对象,通过分析集装箱流在船舶与列车间的转运衔接机理,结合不同情景下的港站实际运营需求,对集装箱在车船间的装卸转运作业计划和班列疏运组织衔接方案进行研究。主要研究内容如下:（1）铁水联运港站“船舶-班列”作业组织协同优化理论框架。系统分析了我国港口开展集装箱铁水联运的发展基础、关键要素、必要条件及技术难点,针对亟需破解的“车船”间装卸转运协同作业与“最后一公里”集疏运接驳难题,界定适用于港站铁水联运发展的作业场景、作业计划和运营目标,提出港站车船联动下作业组织优化的三个核心问题,从铁水联运能力协调的角度,构建铁水联运港站“船舶-班列”作业组织协同优化总体理论框架。（2）船舶到港下的铁水联运装卸设备集成调度优化。在总体框架下,分步解析船舶到港下的铁水联运“船舶-班列”进口箱流的转运作业机理,即集装箱从到港卸船作业至列车装车作业的装卸转运过程,以“泊位岸边起重机-集装箱卡车-正面吊运机”为主要装卸工艺,研究进口联运箱在密集装卸作业下的多阶段设备集成调度问题。考虑港站的不同运营需求,分析设备作业效率与能耗效率的耦合机理,以最小化全部联运箱作业完工时间和设备总体能耗为目标,构建面向高能效运营的设备集成调度优化模型,设计基于遗传算法的混合优化算法求解,通过算例分析验证模型和算法的有效性。（3）列车到港下的设备调度与堆位分配协同优化。在总体框架下,分步解析列车到港下的铁水联运“班列-船舶”进、出口箱流的转运作业机理,即集装箱在港站陆侧铁路作业区至联运箱堆场间的装卸转运过程,以“铁路轨道门吊-自动升降机-堆场门吊”为主要装卸工艺,研究列车双向同步装卸作业下的设备调度与堆位分配协同优化问题。考虑不同运营需求,以最小化全部联运箱作业完工时间和设备总体能耗为目标,实现出口联运箱在堆场的堆位分配,构建面向高能效运营的设备调度与堆位分配的混合整数规划模型。设计基于遗传算法的启发式规则算法求解,通过算例实验对模型和算法进行验证。（4）班列开行组织下的“车船”衔接作业组织优化。在总体框架下,针对联运箱流在到港船舶、列车间的铁水转运衔接整体过程,分析箱流从海运转向陆运的铁水联运“无缝衔接”作业组织机理,在时空资源配置视角下,提出铁水联运班列疏运组织计划的编制方法。基于到港箱流在堆场堆存箱量的动态变化和不同去向,考虑车船衔接下班列开行组织的基本要求及关键要素,从开行时间、区段、频率和编组内容方面对疏港班列的运输组织方案进行编制。考虑班列开行条件约束、港站能力约束、箱流平衡约束等,构建以最小化在港堆存箱流的总箱时为目标的“车船”衔接疏运组织优化模型,设计启发式规则算法,得到班列开行计划,并制定评价指标体系,评估班列疏港组织下的港站铁水联运衔接效果。