随着近年来国际贸易的蓬勃发展,集装箱运输发展迅速,集装箱运输量快速上升,码头原有作业模式无法适应日益增长的运输量。即使码头采用智能设备提高集卡通闸效率,闸口作为集装箱进出码头的必经作业通道,拥堵情况仍然严重。天津港某集装箱码头利用自身闸口现场条件,将原有智能闸口改造为多级智能闸口(以下简称多级闸口),采用对集卡分类管理、分流分段控制的方式减少闸口的通闸时间,提高码头闸口作业效率。目前,多级闸口并没有被广泛应用在国内外码头,关于多级闸口作业的文献较少。现有文献主要集中于多级闸口设施设备的智能化改造及作业工艺,码头在实际作业中主要根据经验对闸口通道及车流实施控制,缺乏相应的理论分析和研究。本文首先介绍了智能闸口系统,重点介绍了多级闸口的结构布局及功能。然后利用排队论分析了多级闸口作业流程,提出基于堆场交通流和通道动态分配的多级闸口作业模式。引入多级闸口动态作业因数(以下简称多级闸口因数)和堆场交通流密度因数(以下简称堆场因数),制定基于堆场交通流的多级闸口动态作业规则。其次结合实际调研数据,统计分析得出仿真模型输入变量的概率分布与装卸机械作业时间,利用Plant Simulation软件对多级闸口集装箱码头作业系统仿真建模,实现对多级闸口进闸通道的动态分配。利用排队论评价指标评价多组因数方案的仿真输出数据,确定因数最佳值,从而得到多级闸口进闸通道分配的最佳方案。最后比较多级闸口作业模式与单级闸口作业模式的仿真数据,分析得到前者有效地提高了闸口的通行能力,减少了集卡在闸口处的逗留时间,进而大大提升了码头的作业效率,提高码头吞吐量。