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分析了我国棉花物流运输现状，从联合运输的角度出发，以棉花供应点到需求点联合运输总费用最小和总时间最短为目标，构造了联合运输网络中的棉花物流运输路径模型。采用了多阶段启发式算法，通过改进的Martins算法找出非劣路径集合，依据运输方式转换兼容性与剔除无效路径，进行运输方式分配，运用模拟实例验证了该启发式算法的有效性，解决了联合运输的棉花物流运输路径选择问题。