集装箱口岸作业系统调度优化问题是具有复杂的约束关系，涉及到多个环节，是多目标的组合优化问题，其优化过程包括口岸作业系统的每一个环节、涉及到繁多的约束条件，每个环节或者约束条件还会相互影响。集装箱口岸作业系统仿真能较为真实的再现作业系统的实际过程，具有较好的适应性，便于刻画随机因素的影响，有助于口岸作业系统的优化。集装箱口岸作业系统调度优化和虚拟仿真涉及到运筹学、信息技术、物流工程、管理学、港口调度、虚拟现实等多个领域，是综合性、交叉性、多学科的研究课题。以青岛口岸为背景，以集装箱口岸作业系统为研究对象，综合采用Petri网建模、启发式算法、遗传算法、分支定界法、虚拟现实等技术重点研究了集装箱口岸作业系统的调度优化和虚拟仿真问题，对集装箱口岸作业系统进行调度优化及仿真的研究不仅具有重要的理论价值，而且也是集装箱口岸作业效率提高的迫切需要。　　本文主要工作如下:　　1.概述了集装箱口岸作业系统的构成及设备，分析了作业系统的特点、影响因素和性能评价指标，剖析了集装箱口岸作业系统研究中的主要问题。　　2.基于集装箱口岸作业系统的离散性质，对集装箱口岸作业系统的流程进行了分析，建立基于Petri网的集装箱口岸作业系统集成模型和泊位、装卸船子系统模型，并基于所建模型对集装箱口岸作业系统的性能进行了分析。　　3.分析了泊位-岸桥分配优化问题的特征，建立了复杂环境下泊位-岸桥分配问题的数学模型;构建了启发式算法对模型进行求解，并通过改变船只分配的次序对上述求解算法进行了改进;通过设计四层染色体结构构建了基于遗传算法的泊位-岸桥分配模型求解算法;借助于数值实验对上述三种算法的性能进行了分析和比较。　　4.在考虑岸桥不可穿越和岸桥的安全距离的约束下，建立了符合口岸生产实际的岸桥调度数学模型，设计了基于分支定界算法的任务-岸桥调度模型求解算法，并通过进行数值试验来验证模型与算法的有效性，较好地解决了岸桥的调度优化问题。　　5.深入研究适合于集装箱口岸作业场景虚拟仿真的场景建模、场景优化、场景构造、场景模块动态调度等技术;分析了一种适合于复杂场景绘制的快速算法;提出了用于集装箱口岸作业场景仿真系统场景绘制的场景模块动态调度方法;基于VRML、3DMAX、C＃等技术，开发了集装箱口岸作业场景仿真原型系统，实现了集装箱口岸的可视化监管。