随着集装箱码头吞吐量的持续增长和船舶的不断大型化,闸口通过能力与货物运输需求不匹配已成为集装箱码头发展的瓶颈,闸口拥堵成为部分集装箱码头的常态化问题。如何科学合理地规划闸口的通道数量,协调好闸口通道数与集卡到达率、闸口服务率、故障率和修复率的关系,是提高码头运输服务水平、保障港口发展空间的关键。本研究在综合分析集装箱码头闸口系统作业特征的基础上,应用可修排队系统理论,建立闸口处车辆平均排队长度、平均故障通道数与集卡到达率、闸口服务率、闸口故障率和修复率的关系。根据码头闸口和集卡的能耗,将闸口作业系统的碳排放进行量化。在此基础上,分析集装箱码头闸口工作时的运营成本、故障时的维修成本,集卡排队的时间成本、燃油成本,以及闸口作业系统的碳排放成本,以计算期内闸口作业系统总成本最小为目标,以可修排队系统的稳态平衡条件为约束,构建考虑碳排放的集装箱码头闸口优化模型。最后,以某集装箱码头为例,计算不同集卡到达率下的最优进港闸口通道数,并对模型参数进行影响分析。研究结果表明：碳排放成本与总成本的量级相差较大,但存在最优的闸口通道数,使碳排放成本与总成本同时达到最小；集卡到达率、闸口服务率、故障率、维修率在一定区间内变化时,闸口系统的最优闸口通道数不变；集卡到达率对最优闸口通道数的影响比较稳定,闸口服务率越小,其对最优闸口通道数的影响越显著,闸口修复率对最优闸口通道数的影响比故障率的影响更为显著。