为合理分配堆场存储空间，减小集卡在场桥处等待作业时间，提高堆场作业效率，考虑堆场箱区箱量不均衡对场桥装卸效率的影响，建立以集卡排队时间成本和行驶时间成本之和最小为目标的堆场空间分配数学模型。针对集卡排队时间成本模型，内嵌基于Anylogic的集卡作业仿真模型，拟合集卡在场桥处的平均排队时间与场桥装卸效率、集卡到达率的数学关系。设计变邻域搜索算法求解大规模算例，并通过一系列数值实验评估本文算法的性能，研究堆场装卸作业效率变化对堆场空间分配决策的影响程度。结果表明，考虑堆场箱区箱量不均衡对场桥装卸效率的影响可有效减少集卡等待场桥作业的排队时间成本(降幅约14.74%),加快集卡作业周转，进而提高堆场作业效率。