حمل و نقل دریایی مهمترین ابزار حمل و نقل کالا در دنیا بهشمار می رود. ارزانی نسبی و قابلیت حمل حجم بالایی از کالاها از مهمترین مزیت های این روش است. انتقال بسیاری از کالاهای جامد به صورت کانتینری و توسط کشتی های کانتینربر انجام می گیرد که بعد از نفتکشها بزرگترین نوع کشتی ها به شمار می روند. بنادر به عنوان نقاط اتصال، نقش بسیار مهمی در بحث حمل و نقل دریایی دارند و نقش اساسی در حمل و نقل کالاها را بر عهده دارند. این نکته که بخش مهمی از صادرات و واردات کشور توسط بنادر دریایی انجام می گیرد و حمل و نقل دریایی، نوع غالب حمل و نقل در جهان است و بهبود کوچکی در بخش حمل و نقل دریایی، دارای اثر مالی قابل توجهی برای کشور است، اهمیت مطالعه و بررسی روی این موضوع را خاطرنشان میکند. این پایان نامه با هدف مدل سازی سیستم تخلیه و بارگیری بنادر کانتیری و بهبود فرایند حمل و نقل کالا در این بنادر، شناسایی نقاط ضعف و قوت آنها و انجام بهینه سازی بر اساس مولفه های آن تالیف شده است. نظریه صف به عنوان یک نظریه قابل اتکا در مطالعه سیستم ها و شبکهها پایه بررسی این پایان نامه را تشکیل می دهد. این نظریه با تبدیل سیستمهای مختلف به یک سیستم صف و مطالعه و تحلیل پارامترهای گوناگون آن اطلاعات مفیدی را در اختیار پژوهش گر قرار داده و راه را برای مطالعه و تحلیل این سیستم هموار می کند. برای بررسی کارآیی مدل ارائه شده بر مبنای سیستمهای صف تعدادی مثال عددی برای آن طرح و توسط نرم افزار GAMS و حل کننده CPLEX حل شده است. یک روش فراابتکاری بر مبنای الگوریتم ژنتیک نیز برای حل مسأله در ابعاد بزرگ، ارائه و مورد بررسی قرار گرفته است.