近30年来集装箱船舶大型化的趋势十分明显,因为航运公司希望通过使用大船实现国际贸易运输的规模经济,在运输需求日益增加而运价长期低迷的市场环境下获得最大的运营利润。但是,航运公司在推动集装箱船舶大型化时往往忽略,为应对船舶大型化港口的额外付出以及货主所遭受的由于船舶大型化带来的运输便利性的损失和服务水平的下降。实际上,集装箱船舶大型化在为航运公司带来规模经济的同时,也为港口和货主带来了一系列规模不经济效应。如果只考虑了航运公司的规模经济,忽视港口和货主的规模不经济,可能会降低集装箱运输供给侧的整体利益,因为从长远来看为应对船舶大型化而增加的港口的建设和运营成本最终必然转嫁到航运公司和货主的头上。而货主获得服务水平的下降必然给整个国际集装箱运输市场带来负面影响,导致全社会福利的损失。因此,在研究集装箱船舶大型化时,有必要针对外贸航运需求变化将航运公司、货主和港口作为一个整体来考虑,将航运公司的运输成本、港口的扩建成本和货主的不便引起的外部成本之和作为外贸集装箱航运市场的总成本。本文首先分析船舶大型化给外贸集装箱航运供给侧的航运公司、港口(简称为港航运输系统)以及需求侧的货主带来的规模经济与规模不经济的机理,揭示不同的货运需求下航运公司可实现的船舶大型化的规模经济与规模不经济状况,港口为应对船舶大型化所遭遇的规模不经济(主要是扩建港口能力的投资成本),以及货主由于船舶大型化减少挂靠港口而增加的运输业成本(主要是转运导致的费用、时间和不确定的增加)。其次,基于上述三者之间的关系,建立轴辐式班轮航线网络优化模型,在港口间集装箱OD流量已知的情况下,以集装箱运输总成本最低为目标确定使用不同大小的集装箱船舶的航线网络方案和集装箱运输方案。模型中的总成本包括为把所有的集装箱由起点(O)运输到目的地(D)所涉及的航运公司的成本、港口的成本(港口建设与运营)以及货主的金钱、时间和风险成本。在原始影响要素为船舶大小的假设条件下,求解模型可以得到与所有可能的候选船型相对应的集装箱运输总成本,其中与集装箱运输总成本最低相对应的候选船型就是在这个OD流量下理论上最佳的船舶大小。之后,模拟未来的运输需求设定各种OD流量,并相应地求解模型,就可以获得在不同的运输需求下的外贸集装箱航运市场中船舶大型化的理论上界。