“双碳”背景下考虑需求不确定的多式联运网络设计优化

来源：交通运输系统工程与信息杂志2025年第6期北京时间：

作者：黄瑞, 赵旭, 王婧贇

单位：大连海事大学，交通运输工程学院，辽宁大连116026

摘要：在“双碳”目标持续推进与运输需求不确定性加剧背景下，研究多式联运网络设计优化问题。首先，构建以优化策略制定者为上层领导者，以托运人为下层跟随者的双层双目标优化模型，上层协同制定通过能力投资、低碳投资与补贴策略，实现总收益最大化与碳排放量最小化；下层基于广义运输成本求解用户均衡下的网络货流分配结果。接着，引入实物期权理论，采用几何布朗运动描述运输需求波动的随机过程，量化延迟优化的期权价值，确定优化策略的最优实施时机。针对模型特点，设计嵌套Frank-Wolfe的基于分解的多目标进化算法(MOEA/D)求解确定性模型，并结合最小二乘蒙特卡洛模拟识别优化策略实施时机。以西部陆海新通道沿线区域为例进行实证分析，结果表明：所提方法可统筹经济、低碳与运营效率等目标，实现单位运输成本降低16.58%，网络碳排放总量减少27.11%及总收益稳健增长5.41%；在需求不确定环境下，延期实施优化策略能够带来额外的期权价值，案例中，延期至第3期实施可使预期收益提升4.70%，碳排放总量降低5.03%。

关键词：综合运输,网络设计优化,双层双目标优化模型,多式联运网络,MOEA/D算法,实物期权

基金资助：国家社会科学基金应急管理体系建设研究专项(20VYJ024)；国家社会科学基金项目重大研究专项项目(18VHQ005)。