Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Layoutplanung von Containerterminals. Das Entwerfen eines Layouts ist ein wesentlicher Schritt in der Bauphase eines Containerterminals, da das Layout einen direkten Einfluss auf dessen Performance hat. Daher erlaubt das Verbessern eines Containerterminal-Layouts den Betreibern eines Terminals die Performance zu steigern sowie Kosten zu sparen. Beides sind entscheidende Faktoren für die Wettbewerbsfähigkeit eines Containerterminals. Das Hauptforschungsziel dieser Arbeit liegt darauf, existierende Operations Research-Methoden zu erweitern, die sich mit Entscheidungsunterstützung für die Planung von Containerterminal-Layouts beschäftigen. Hierfür werden in dieser Arbeit neue Optimierungsmethoden und Studien vorgestellt, welche Planungsprobleme für Containerterminal-Layouts betrachten. Insbesondere werden Layout-Planungsprobleme für den Lagerbereich betrachtet, welche zwischen drei Kategorien von Layouts von Lagerbereichen unterscheiden. Diese Kategorien sind in gummibereifte Stapelkran-basierte Layouts mit Transferstraßen, schienengebundene Stapelkran-basierte Layouts mit Transferpunkten und Portalhubwagen-basierte Layouts mit direktem Transfer unterteilt. Für jede dieser Layoutkategorien werden neue Optimierungsmethoden entwickelt und numerische Ergebnisse vorgestellt. Außerdem wird ein mathematisches Modell präsentiert, welches dazu benutzt wird, den Einfluss von Positionen für Lagerblöcke mit speziellen Containern auf die Performance eines Containerterminals zu untersuchen. Überdies wird eine Simulationsstudie durchgeführt, in der die Eignung von zwei der genannten Layoutkategorien für bestimmte Szenarien untersucht werden.

This thesis addresses the layout planning problem of container terminals. Designing the layout is a crucial step in the construction phase of a container terminal, as the layout directly affects its overall performance. Thus, improving the layout of a terminal allows terminal operators to increase the performance and to save costs, which are both essential factors for the competitiveness of a container terminal. The main research objective of this thesis is to extend the basis of existing operations research methods which are concerned with the decision support for container terminal layout planning problems. Therefore, in this thesis several new optimization methods and studies are introduced which consider these terminal layout planning problems. Especially, yard layout planning problems are considered which distinguish between three categories of yard layouts. These categories are Rubber Tired Gantry Crane based layouts with transfer lanes, Rail Mounted Gantry Crane based layouts with transfer points and Straddle Carrier based layouts with direct transfer. New optimization methods are developed for each of these layout categories and numerical results are shown. Furthermore, a mathematical model is presented which is used to analyze the influence of the positions of storage areas for non-standard containers on the terminal performance. Moreover, an extensive simulation study is carried out which analyzes the suitability of two of the mentioned layout categories for specific scenarios.