集装箱码头是一个复杂的工程系统,但其规划设计主要依靠设计规范、历史资料、专家经验,没有更科学的理论支撑和成熟的工程计算工具;而分析效果较好的系统仿真技术,在设计方案数量较多时,建模成本太高,寻优空间有限。总之,码头规划设计和运营管理都比较粗放,不够精细。因此,本文以复杂系统的耗散结构理论为理论基础,探索集装箱码头装卸系统的演化规律,从多维角度综合分析多种类型集装箱码头的不确定性,提出基于熵理论的定量评价方法,从装卸系统内部信息传递的时效性和准确性方面综合评价装卸作业的有序程度,并验证评价模型的有效性。主要研究成果如下:(1)深入分析了集装箱码头装卸系统内部结构的不确定性,追溯了集装箱码头装卸系统的结构演化历程,探究了演化过程中的不确定性变化对系统的影响,研究了系统不确定性与耗散结构、熵的相互关系,提出集装箱码头装卸系统演化程度的判断指标是熵,系统演化过程是“熵减”过程,为后文定量评价装卸系统奠定基础。(2)根据结构熵理论和集装箱码头装卸系统的生产作业的实际情况,分别构建了基于结构熵理论的组织结构和装卸作业流程结构有序度评价模型、基于网络结构熵理论的平面布局结构有序度评价模型,从多维角度综合评价装卸系统的有序、稳定运行状况。(3)结合传统集装箱码头和新型自动化集装箱码头实际案例,应用结构熵评价模型分析了不同装卸工艺的集装箱码头,计算了两个装卸系统的组织结构、平面布局结构和装卸作业流程结构的有序度,综合评价了不同装卸系统的优劣。(4)根据传统型和新型自动化集装箱码头实际案例的系统组成、组织结构、平面布局、装卸流程,构建逻辑概念模型并建立了仿真试验平台,完成了加压试验并分析了试验数据,得出新型自动化码头运行更稳定、有序,验证了有序度评价模型的有效性。基于耗散结构与熵理论,本文提出集装箱码头装卸系统有序度评价模型,并通过仿真试验验证评价模型的有效性,评价模型可为集装箱码头规划设计和未来自动化码头发展提供借鉴,该评价方法具有重要的学术价值和工程意义。