煤炭贸易运输网络在煤炭供需格局、煤炭运输格局、经济布局、地理环境等因素的共同作用下形成了错综复杂的网络结构。随着国内煤炭运输形式、路径的多元化发展和运输服务水平的提高，无论是世界煤炭贸易运输复杂网络，还是地区或者国家煤炭贸易运输复杂网络，都呈现出更加紧密和复杂的演化趋势。但由此带来的煤炭运输不畅以及网络面临的风险和不确定性也随之增加，并且，传统粗放的煤炭贸易运输模式对环境的影响和资源的消耗也更为凸显，逐渐成为了制约煤炭贸易运输产业结构调整与升级的瓶颈之一。因此，探讨煤炭贸易运输网络的演化和优化问题，帮助解决网络存在的现实困难显得尤为重要。
　　在此背景下，本文首先探讨煤炭贸易运输复杂网络的形成机理和演化机制。接着，分别对世界和中国国内煤炭贸易运输复杂网络的演化过程进行分析:其中，对世界煤炭贸易运输复杂网络的演化分析主要从实证的角度开展;对中国国内煤炭贸易运输复杂网络的演化分析先构建中国国内煤炭贸易运输复杂网络演化模型，通过调节参数对演化模型进行灵敏度分析，再根据历史数据实证分析中国国内煤炭贸易运输复杂网络的演化特征;然后，根据目前煤炭贸易运输复杂网络特点和网络演化规律，从宏观层面上提出煤炭贸易运输复杂网络的优化目标和优化策略，从微观层面上以中国国内煤炭贸易运输网络为例，建立考虑枢纽节点选址和货流分配的轴辐式煤炭贸易运输复杂网络优化模型，最后根据优化结果提出轴辐式煤炭贸易运输复杂网络构建路径，以期为煤炭贸易运输的可持续发展和煤炭企业的运力布局提供参考。围绕上述研究思路和目的，主要做了以下工作:
　　(1)对煤炭贸易运输复杂网络的演化机理进行了系统化分析。基于能源流理论和时空理论和系统分析法，首先剖析了煤炭贸易运输复杂网络的构成要素和演化特征，分析了网络的一般性特征和复杂性特征以及网络随时间变化的时空演变特征。接着，从区域经济演化、城市体系发展、煤炭资源流动三个方面分析了煤炭贸易运输复杂网络的形成机理。最后深入探讨了煤炭贸易运输复杂网络的内在和外在演化机制。
　　(2)对世界煤炭贸易运输复杂网络演化问题进行了实证分析。基于复杂网络理论及研究方法、运输经济理论、时空理论，从实证视角分别以世界煤炭贸易运输复杂网络和世界煤炭进口运输竞争网络为研究对象，以国家为节点，选取20年时间跨度的历史数据，分析了煤炭贸易运输复杂网络的演化特征，包括全局尺度下的网络整体结构演化特征和中观尺度下的节点功能演化特征，揭示了煤炭贸易运输复杂网络的演化特点和规律。
　　(3)对中国国内煤炭贸易运输复杂网络演化问题进行了演化模型构建和实证分析。本章基于复杂网络理论和空间分析法，从理论与实证相结合的角度探讨中国国内煤炭贸易运输复杂网络的演化机制。首先，提出了一种考虑了中国煤炭价格因素的中国煤炭贸易运输复杂网络演化模型，并与实际数据对比，验证模型的有效性;进而，通过调节模型参数对模型进行灵敏度分析，观察不同参数下中国国内煤炭贸易运输复杂网络的演化趋势，以期为中国煤炭运输政策提供有益参考。接着，根据1997-2016年中国各地区之间煤炭调入和调出量数据，从实证的角度进一步分析了中国国内煤炭贸易运输复杂网络演化规律和特征。
　　(4)对煤炭贸易运输复杂网络进行了优化分析。本章根据前面章节对世界及中国国内煤炭贸易运输复杂网络演化特点的分析，提出了煤炭贸易运输复杂网络的优化目标和优化策略。接着，基于模型优化法，以中国国内煤炭贸易运输复杂网络为例设计了网络优化方案，提出了轴辐式中国国内煤炭贸易运输复杂网络结构，并建立了轴辐式煤炭贸易运输复杂网络优化模型，模型可以得出枢纽节点数量、地理位置、运输最优线路、煤炭需求企业对不同枢纽物流节点的煤炭订单量分配等优化结果。应用精英策略非支配排序的遗传算法求解，通过多个算例计算和多种算法对比求解，验证了所提模型的有效性和精英策略非支配排序的遗传算法对该模型求解的优越性，最后根据优化结果提出了轴辐式煤炭贸易运输复杂网络的建设路径。