2018年,党中央宣布支持海南建设自贸港,意味着海南将站在中国改革开放的最前沿。海口作为海南省对外贸易的重要口岸,同时海口港也是自贸港建设的核心港口,不断优化海口港城协调发展关系对于海南自贸港今后的发展至关重要。对于港口城市来说,城市的发展为港口的建设提供支持和保障,港口的发展又为城市的对外交流和经济发展奠定基础,两者相辅相成、共同繁荣。因此,在国家政策实施的关键节点下,本文对海口港城协调发展关系进行深入研究,从多个维度探究海口港城协调发展关系,有利于优化海口港城的发展状态,促进海口港城今后的发展。基于此,本文通过将多种研究模型相结合,对海口港城的协调发展关系展开研究,旨在分析海口港城发展中存在的问题,为海口港城协调发展关系提供优化建议。本文研究主要包含三个部分:第一部分为海口市港城发展现状分析及港城系统综合评价指标体系构建。通过收集与自贸港建设相关联的海口港城指标数据做现状分析,探究近十年海口港城发展存在的问题,基于熵权法对系统中的指标进行正、负向化处理和无量纲化处理并确定其权重,为后文的模型分析奠定基础。第二部分为基于多模型的海口港城互动关联分析。首先,以自贸港建设下的港城系统综合评价指标体系为基础,构建灰色关联度模型,探究港城系统中各指标的关联度,并对其进行分析说明;随后进一步构建耦合协调度模型,探究港口系统与城市系统的耦合协调发展关系,并对其进行分析说明。第三部分为基于系统动力学模型的海口港城协调发展研究。通过构建系统动力学模型探究自贸港发展中的海口港城协调发展关系。通过绘制海口港城系统因果关系图和系统流图,根据海口港城发展数据在模型基础上构建系统方程,对系统内部的发展指标进行模拟仿真。基于以上研究,得出如下结论:其一,运用灰色关联度模型实证分析海口港城发展各指标之间的关联关系,结果表明海口港城系统各指标间均存在较高的关联性;其二,为进一步探究两系统的协调发展关系,在熵权法的基础上,运用耦合协调度模型实证分析两系统间的耦合协调发展关系,结果表明其耦合协调水平呈现由低到高的发展关系;其三,通过构建系统动力学模型对海口港城发展系统进行仿真模拟,进一步提出海口港城系统协调发展的优化建议。