码头作为交通运输的枢纽,对促进经济发展有着重要的作用。随着信息技术的快速进步,码头的自动化和智能化已成为发展趋势。本文研究码头智能化中的泊位分配问题,该问题是组合优化问题中带状二维装箱问题的变形。本文第一章按港口空间布局介绍了码头中几个重要的优化问题,按照岸线空间因素对离散、连续和混合型三种泊位分配问题进行了文献综述。本文第二章在考虑了装卸货物属性和船只种类等因素的条件下,研究了受单向航道约束的连续型泊位分配问题,建立了混合整数线性规划模型。该模型能够处理多码头多船只种类以及航道约束的泊位分配问题。我们使用优化器Gurobi进行了编程实验。实验结果表明,在船只数目不超过50的情况下模型能够较快地被求解,求解结果符合实际码头作业要求,具有现实意义。考虑到船只作业时间与作业的桥机数直接相关,因此本文第三章把泊位和桥机分配联系在一起。我们考虑了受限于潮汐因素与航道影响的混合型泊位-桥机联合分配问题,将船只分为tide、free两类,根据实际情况模拟了涨潮落潮,建立了一个混合整数线性规划模型。该模型在分配泊位时会根据船只剩余工作量和自身物理因素特点动态调节每艘船只的桥机数,兼顾船只平衡与作业效率。在求解模型过程中,我们用优化器Gurobi对小规模问题进行求解。对于大规模算例,我们引入遗传算法、模拟退火算法和粒子群算法进行求解,设计并描述了求解过程中的关键步骤。最后本文进行了编程实验,实验结果表明,在小算例中,我们算法的计算时间比Gurobi至少减少了95%,同时平均计算偏差不会超过2.45%;在中大算例中,提出的算法能够处理求解器无法处理的计算规模,同时三种算法得出的平均偏差不超过10%。