随着经济全球化和国际贸易的不断深化，近年来港口物流的发展非常迅猛，集装箱已成为港口物流的主要载体。伴随着集装箱运输的持续增长，越来越多的集装箱堆放在码头，堆场物流越来越被重视。堆场翻箱率是影响港口服务质量的重要指标，翻箱率的高低不仅影响着码头装卸效率，也增加了码头运营成本。目前，我国大多数集装箱码头面临着翻箱率偏高的问题，缓解翻箱问题已成为集装箱码头经营管理的头等大事。集装箱码头系统是一个典型的离散事件系统，首先，本文采用离散事件系统与排队系统理论，结合集装箱码头的作业流程，分析集装箱码头内部的各类排队系统。运用Flexsim仿真软件构建了集装箱码头集疏运系统仿真模型，以一个随机、动态的方式来描述整个集装箱码头装卸系统的运作过程，实现翻箱动作的可视化，为研究减低翻箱率的堆存策略做好建模铺垫。然后，本文对集装箱码头堆场翻箱问题进行探讨，介绍了翻箱的分类，从港口堆场、船公司及其代理、货主等方面分析了翻箱的原因，进而从流程优化的角度提出了降低集装箱码头堆场翻箱率的优化原则，并分别针对装船翻箱和提箱翻箱两类翻箱问题提供解决对策，主要从获取、利用集装箱信息为进场集装箱安排箱位的角度，从源头处降低翻箱。由此引出进出口箱的堆存策略的研究。最后，本文以降低翻箱率为目的，运用仿真建模的方法分别研究了随机集港的出口箱堆存策略和随机疏港的进口箱堆存策略。对于出口箱，分析现有的出口箱堆存策略的基础上，以平面箱位为分配单元提出和设计了出口箱改进型堆存策略，经仿真建模与实例分析，证实了该策略在堆场利用率较高情况下能有效降低翻箱率；对于进口箱，根据堆场资源的宽裕紧张情况，分单艘船与多艘船的集装箱堆放问题进行分析：针对单艘船的集装箱堆放问题，利用预约提箱时间段的信息提出和设计了预约堆存策略，运用单艘船卸船、提柜仿真模型进行实例分析，验证预约堆存策略可有效缓解堆场利用率和翻箱率的矛盾；针对多艘船的堆放问题，构建了多艘船卸船、提柜仿真模型分析两阶段堆存策略中的策略S1、S2、S3，并通过实例结合船舶进港时间和集装箱停留时间等具体情况详细介绍了运用仿真模型对比三种策略优劣的过程，为码头借助仿真手段选择合适策略提供参考。