随着“一带一路”、“交通强国”等国家战略的提出,“公转水”、“公转铁”和“散改集”等政策的推行,我国交通运输行业越发重视发展多式联运,强化集装箱运输的系统化应用,这一趋势为集装箱和多式联运的发展提供了良好的产业政策和市场环境,也促使内河集装箱铁水联运业务蓬勃发展。研究内河集装箱多式联运系统优化和协同策略,不仅可以推动内河综合运输业务自身的变革,推进内河多式联运组织的优化与标准的建立,还可以实现内河运输与陆路运输、内河与海运等多种运输方式的协同合作,实现集装箱在联运网络上的高效移动与系统优化。本文综合运用系统工程理论与方法、不确定规划方法、排队论、博弈论等基础理论,通过定性分析与定量计算相结合的方式,研究了内河集装箱多式联运的网络优化、货流分配、运输方案优化及组织协同四个方面的问题。(1)界定内河集装箱多式联运系统。提出了内河集装箱多式联运系统内涵,并将其表达为“内河内部干线转运”和“内河外部支线分流”两个层面的系统构成,同时将轴辐式网络与其结合,给出了内河集装箱轴辐式多式联运网络框架,基于网络的边和节点的拓扑结构抽象原则,构建了多模式分层次立体化的拓扑结构模型。(2)研究整个内河集装箱联运系统的网络优化问题。利用不确定分布方法刻画了联运网络的多维不确定性,构建了基于不确定规划的双目标优化模型,推导出了期望值目标函数和机会约束的确定性等价形式;再结合Epsilon约束方法和文化基因算法,设计了混合智能算法;然后通过长江干线联运网络实例和TR网络数据对模型和算法进行了验证,结合灵敏度分析,探讨了集装化系数和转运节点数量对最优时间和成本目标值的影响,结果表明集装化系数越小,集装化程度越高,单位运输时间所需要的运输成本越低,因此提高内河多式联运的集装化程度,有助于联运系统的降本增效。(3)研究集装箱在内河外部集疏过程中所形成的支线分流网络的货流分配问题。通过综合考虑分流枢纽、内河枢纽节点和运输通道的三重容量限制,利用minmax决策准则构建了混合整数非线性规划模型,再引入线性化技术将原模型转化为线性规划模型;并在分枝定界法的基础上采用切割平面方法,设计了分枝切割法进行求解;接着,以长江沿线集装箱集运分流网络为算例进行研究,通过灵敏度分析,探讨了不同容量限制对最优目标值和货流分配网络演化过程的影响,结果表明随着水路直运通道容量值的增加,内河在货流分配方案中承担的运输量越多,越能大幅度降低总运输费用,因此提高内河的通行能力,有助于实现集装箱多式联运供求总量均衡、联运网络货源配置最优。(4)研究集装箱在内河干线运输过程中所产生的过闸拥堵、船舶通过时间长、运输效率低等运输方案优化问题。应用M/M/c排队论,描述了船舶在内河的过闸排队过程,采用两阶段建模思想分别建立了双目标路径优化模型和运输模式选择模型;并针对路径优化模型,利用改进的分枝定界算法进行求解,针对模式选择模型,利用时间成本对比分析法,进而得到优化的联运方案;再以长江干线的三峡枢纽港作为案例,结合灵敏度分析,探讨了排队等待时间对联运方案的影响,结果表明在内河干线运输过程中,可以通过多运输模式的选择降低船舶等待时间;最后,对翻坝联运、水水过驳模式与传统水运做了相关指标对比分析,结果表明这两种模式均能够减少船舶待闸时间,因此通过提高升船机数量及载运量,加强翻坝公路、铁路通道的建设,有助于提高内河干线转运效率。(5)研究非对称信息下的内河集装箱多式联运组织协同策略问题。围绕内河集装箱多式联运经营人和各承运人之间的协同关系,构建了基于期望和熵决策准则的不确定双层规划模型;再针对信息对称和信息不对称两种情况,设计了两步优化算法,以此分别获得了最优激励合同的清晰表达式;结合算例分析,探讨了非对称信息对内河集装箱多式联运合同设计和收益分配的影响,结果表明激励系数随风险规避水平增加而降低,信息价值随风险规避水平增加而增加,多式联运经营人(MTO)获取信息的意愿也随风险规避水平增加而变得强烈。因此,在非对称信息条件下,MTO作为联运服务集成商及联运方案决策者,通过引入最优合同机制,对组织整体收益进行合理分配,是优化内河多式联运组织协同的较佳策略。论文图57幅,表38个,参考文献162篇。