随着经济的发展，气候变暖已经成为威胁人类生存的重要问题。我国作为世界能源消耗大国，在十二五规划当中明确提出了节能减排计划。交通运输业是我国碳排放较高的行业之一，因此降低交通运输业的碳排放量，构建低碳交通运输体系就显得极为迫切。本文通过对货物运输碳排放进行研究，从低碳的角度对交通运输方式进行优化。首先，本文阐述了全文的研究意义和现状，通过参考国内外学者对碳排放的研究明确了低碳交通发展理论，确定了本文对交通运输业碳排放的研究方法。为了突出研究重点，本文仅对交通运输业货物运输体系进行研究。其次，本文分别从交通运输需求量和碳排放两个角度对交通运输体系特征进行深入分析，建立灰色马尔科夫预测模型和碳排放因素分解模型，并对模型的应用和求解过程做了详细说明。再次，在对需求量预测和碳排放影响因素分析的基础之上，构建交通运输效用最大化目标函数，并从碳排放量、能源消耗量、货运需求量以及线路合理利用四个角度对目标函数进行约束，从而对交通运输结构方式进行合理优化，使交通运输业在满足全社会货运需求的同时完成节能减排的目标。最后，以河北省为实例，分析全省交通运输业发展现状及趋势，能源消耗和碳排放情况。从低碳运输的角度对河北省交通运输方式进行优化，合理安排货物运输结构。并结合河北省实际情况，对全省交通运输业的低碳减排发展提供对策。