集装箱班轮轴辐式运输网络设计主要包含选址与配置两个问题,属于班轮公司战略性规划问题,由于其设计周期长导致设计中存在诸多不确定性因素,枢纽港是否正常运行是其中的一项重要不确定性因素。恶劣天气、战争、恐怖袭击等突发事件都将影响枢纽港的正常运营,从而影响班轮运输的中转与货物的准班率,降低收益的同时影响客户对班轮公司的满意度。因此,本文在设计班轮运输网络阶段考虑港口失效风险,提高网络的可靠性,降低港口不确定性对班轮公司的影响。首先,本文对港口失效进行界定分为部分失效与完全失效问题,对部分失效问题引入流量通过函数刻画枢纽港中转能力不足造成的额外成本,确定枢纽港口中转能力受限情形下枢纽选址模型,优化网络支线港配置,平衡网络中集装箱流分配,降低因枢纽港中转能力不足造成货物延迟等问题的影响;对于完全失效问题,提出预先配置备选枢纽的备份策略,引入备选枢纽港变量,构建未受失效事件影响的正常运输成本与失效情形下重置路径成本最小化的整数规划模型,主动应对网络中的潜在风险,避免港口完全失效引起的网络局部瘫痪。根据本文建立模型,设计粒子群结合禁忌搜索的混合式算法,利用粒子群全局搜索能力求得较好的初始解,通过禁忌搜索算法开发邻域对解进行优化。基于亚欧航线进行算例分析,通过实验结果表明,在规划期考虑港口失效风险可有效的降低潜在的集装箱流损失,平衡各枢纽港间的通过流量,比较考虑失效问题与不考虑失效问题的网络运输情况发现,在设计阶段考虑港口失效可减少网络中损失的集装箱流,提高网络的可靠性,最大化降低班轮公司的潜在损失。同时在不同的失效情景下存在部分枢纽港口重复选择,在实际中应加强类似枢纽港口的建设,提高其应对风险能力,从而确保网络的正常运行。