随着道路交通拥挤和环境污染问题日益突出,公铁联运以其运量大、成本低、安全性高、低碳环保等优势,受到世界各国的青睐。尽管我国铁路集装箱运输起步较早,但是发展缓慢,已远远落后于欧美等发达国家。目前,我国铁路集装箱货运量仅占铁路总货运量的5.4%,远低于发达国家的水平(30%～40%);在港口集装箱集疏运体系中,铁路运输所占比重只有2%左右。因此,制定合理有效的发展策略促进我国公铁联运快速发展,无论对于降低社会物流成本,还是优化我国综合交通运输体系结构,均具有重大意义。本文在深入分析既有研究的基础上,首先以基于全过程的公铁联运广义费用函数为基础,采用随机效用理论构建了公铁联运竞争力模型,用于分析现状中各影响因素对公铁联运竞争力的影响。其次选择与全球关注的热点问题“温室效应”息息相关的内部化碳排放成本策略作为研究对象,采用竞争力模型量化分析碳排放成本内部化后对公铁联运竞争力的提升效果。最后选择欧洲国家在发展多式联运初期行之有效的补贴政策作为研究对象,构建双层规划模型量化分析补贴政策对公铁联运发展的促进效果。本文主要工作及结论如下:(1)基于三级站点的铁路集装箱运输网络上班列的组织形式,对集装箱公铁联运和公路直达全过程的作业流程进行分析。并将全过程运输时间和费用按各作业环节进行细分,从而构建了基于全过程的公铁联运和公路直达广义费用函数。通过对两者广义费用结构的分析发现,不同货运距离和接驳距离组合下,公铁联运广义费用中运输费用占比在43.1%～60%之间,而公路直达广义费用中运输费用占比高达78.6%～89.4%,这说明公路直达是高费用、高时效性的运输方式。(2)基于公路直达和公铁联运的广义费用函数,采用随机效用理论构建了公铁联运竞争力模型,用于分析公路直达基本运价、公铁联运接驳费率、铁路运价、时间价值、班列旅行速度、班列编成箱数、每日到达的发送箱数和绕行系数对公铁联运竞争力的影响。考虑到各影响因素的量纲和取值范围不同,采用弹性系数分析法进一步分析各影响因素对公铁联运竞争力的影响程度。研究表明,不同的货运距离和接驳距离组合下,同一影响因素对公铁联运竞争力的影响程度也不一样。货运距离较小,接驳距离较大时,公路直达基本运价、公路接驳费率和时间价值这三类影响因素的弹性系数绝对值大于1(富有弹性),且表现出“货运距离越小,弹性系数绝对值越大”的变化趋势。因此在货运距离较小时,公铁联运竞争力更容易受这三类因素的影响。公铁联运系统内部的影响因素(除接驳费率以外)基本都缺乏弹性(弹性系数绝对值在0～1之间),说明公铁联运是一个较复杂的系统,改善某一个影响因素对公铁联运竞争力的提升效果不明显。要想达到较好的效果,必须从系统角度出发,优化各作业环节。(3)考虑到公铁联运全过程各环节涉及不同的运输和装卸设备,构造了基于半生命周期的公铁联运全过程碳排放测算模型。该模型能够全面地反映公铁联运各环节的碳排放量大小。采用碳排放的社会成本将该模型测算的碳排放量转化为碳排放成本后,分析碳排放成本内部化后对公铁联运竞争力的影响。另外,对目前碳定价水平促进公铁联运发展的效果进行定量分析。研究表明,采用能够真实反映碳排放负外部性的“碳排放的社会成本”(约为1500元/tCO2e),将碳排放成本内部化后,不同货运距离和接驳距离组合下,公铁联运分担率的提升值在7.8%～11%之间。由于目前世界各国的碳定价水平远低于碳排放的社会成本,而我国碳定价水平(不足40元/tCO2e)又低于世界平均水平,从而导致内部化碳排放成本策略对提升我国公铁联运的竞争力几乎没有效果。(4)分别基于补贴承运人和补贴托运人的政策,构建了能够反映政府部门、铁路公司和托运人三者间相互作用机理的双层规划模型,分别是补贴承运人(SCM)的模型和补贴托运人(SSM)的模型,并设计了遗传算法与连续平均算法相结合的混合遗传算法,用于求解本文的双层规划模型。研究表明,基于单个OD对,采用离散选择模型(如Logit)对公铁联运补贴政策的研究,可能会高估补贴政策的效果。与既有研究中公铁联运分担率随补贴额度的增加呈“指数”增长的变化趋势不同,本文SSM模型中,随着补贴额度的增加,公铁联运分担率的增长趋势比较平缓。当补贴额度由0增加到0.145元/tkm时,既有研究和本文SSM模型中公铁联运分担率分别上升71.6%和30%。原因有两方面:一方面,本文是基于公铁联运网络来研究补贴政策的影响,涉及多个OD对。不同OD对的货运距离和接驳距离有所不同,对补贴政策的反应也不一样。因此多个OD对的补贴政策效果综合后,可能就没有单个OD对那么明显。另一方面,补贴政策对公铁联运竞争力的影响效果,并不是降低公铁联运广义费用后,托运人一次简单的方式选择,而是政府部门、铁路公司和托运人三者间相互作用达到的一种平衡状态。作用过程中铁路公司的班列定价策略会抑制补贴政策的效果。