针对船舶硫氧化物排放对大气环境的污染,国际海事组织提出了排放控制区（ECA,Emission Control Area）和“限硫令（Global Sulphur Cap）”的减排政策。集装箱班轮航线,具有挂港数量多、定期往返频繁、在航效率高的特点,受沿海控制区影响尤为明显。对于大多数集装箱船来说,在尚未安装脱硫塔装置和天然气设备时,采用燃料转换策略,即排放控制区内使用轻质柴油（MGO,Marine Gas Oil）,区外使用低硫燃油（LSFO,Lower Sulfur Fuel Oil）,已成为当下船舶适应排放控制区和“限硫令”要求的必然选择。考虑到排放控制区内外燃油价格的巨大差异,对船舶进出港射角选择、航段航速设定、挂港次序确定的影响,以及进出港射角与控制区内外航距组合的关联关系;控制区内外航距、航速在燃油价格差异下的影响关系;船舶耗油费用和耗时费用的背反关系;港口间船舶运行费用组合与航线挂港次序的作用关系,这些关系相互影响、相互作用、相互耦合对船舶运营成本的影响,并结合班期优化,提出了集装箱班轮航线路径与航速集成优化问题。本文在对集成优化问题的研究过程中,首先,明确了研究对象,即集装箱班轮航线运输系统;随后,由系统工程的思想,引入了研究对象涉及的相关理论,如集装箱班轮航线运行特点、航速优化概念等;然后,对本文研究的问题进行描述,阐述了“限硫政策”下集装箱班轮的运行过程、拟解决的关键问题,以及影响船舶运营成本的关键因素,进一步明确了排放控制区下,航线与航速集成优化问题的决策变量和目标函数,并运用斜边非限定变异三角函数的几何建模方法,和混合整数非线性规划的运筹学建模方法,构建了两阶段的集成决策模型,再利用遗传算法对结果进行优化;最后,通过案例对比与趋势分析,充分验证了模型的有效性和实用性。与以往文献不同,本文在Fagerholt折射点的基础上,提出了进出港射角的概念,并创新构建了斜边非限定变异三角函数模型,针对不同进出港射角下港口间航行轨迹的差异,探索了路径与航速集成优化问题的属性特点和建模方法,以及排放控制区对集装箱班轮航线运营的影响。最后通过案例分析得到结论,本文构建的“折线”航行方式,相较以往的经济航行方式,船舶运营成本大幅度的降低,为集装箱航线的运营管理提供了决策支持,同时也为集装箱班轮的生产实践提供了指导建议。