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基于复杂系统理论中的多主体模拟方法，提出港口群分层优化的研究思路、基本框架和实现途径，探讨港口群系统中各个智能体的结构及其竞合关系；建立并通过全局优化智能体来实现港口群总体结构布局优化及智能体之间的协同优化；引入港口规模效应系数，构建基于规模效应的港口-腹地货运量分担模型，并将其应用于港口智能体转换规则中；设计基于多智能体遗传算法的高效求解算法；并通过实证分析论证了模型及其算法的可行性和高效性。本文的理论、方法及其结果可为港口群系统优化提供理论依据和方法指导。