面对日益增长的港口货物吞吐量，围绕“智慧港口”建设，综合运用仿真技术、随机规划、人工智能等，本所承担多项国家自然科学基金项目，如《复杂条件下沿海港口深水航道通过能力及航道线数的研究》、《考虑非常规突发事件的沿海大型综合性港区陆域空间布局及其精细化布置研究》，并完成《沿海港口集装箱码头合理通过能力仿真研究》，实现对港口物流系统的系统仿真优化，以最大限度地发挥港口生产作业能力。研究成果在《Journal of the Eastern Asia Society for Transportation Studies》、《Advanced Materials Research》、《水运工程》、《港工技术》等国内外重要期刊发表。其中，“沿海港口深水航道选线及设计主要参数研究”获得2010年中国水运建设行业协会科学技术奖一等奖；“沿海港口集装箱码头合理通过能力仿真研究”获得2012年中国水运建设行业协会科学技术奖三等奖。
（1）复杂条件下沿海港口深水航道通过能力及航道线数的研究，利用系统仿真及海量数据分析等技术手段，深入剖析影响沿海港口深水航道通过能力的核心要素及其相互作用的机理，并提出确定航道线数的理论方法和量化标准。本研究是我国港口建设领域的理论创新，成果可以直接应用于实际港口工程，对提高航道利用率、船舶航行安全性和航道工程的投资效益，从而保证沿海港口大型专业化码头装卸效率的充分发挥，具有重要意义。

（2）沿海港口集装箱码头合理通过能力仿真研究确定影响因素对集装箱码头服务水平及通过能力的影响，为合理确定集装箱码头通过能力及集装箱码头建设时间选取标准提供数据依据。建立码头作业系统仿真逻辑模型，编程实现并校验仿真模型；确定模型输入及输出参数，设计仿真实验方案，运行仿真模型；分析仿真结果，确定各因素间与港口服务水平与通过能力的关系。

（3）考虑非常规突发事件的沿海大型综合性港区陆域空间布局及其精细化布置研究项目，针对港区陆域突发事件的不确定性，探讨了在突发事件情况下沿海综合港区陆域的功能分区、路网结构系统的基本规律和锁定关系。

（4）沿海大型枢纽港陆路集疏运多通道空间尺度随机动态规划研究，通过深入挖掘船舶到离港等随机因素驱动下的港口集疏运交通特征，提出基于通道服务水平的集疏运通道通过能力解析模型；考虑系统冗余，确定陆路集疏运体系多通道空间尺度；结合集疏运交通特征演化机理，运用动态规划理论，提出适应港口发展各阶段需求的集疏运多通道空间尺度随机动态规划模型。

（5）大地半岛区域规划在充分分析船舶随机到港驱动下现代港口区域交通活动基本特征规律的基础上，开展大地半岛区域交通组织设计与优化，并对项目对外交通影响进行科学分析，以实现港区、产业物流区、城市三位一体的和谐可持续发展。