国际贸易发展的不平衡,使得以集装箱为主要运输方式的海运集装箱空箱供需矛盾日益加剧,而空箱调运成本占据航运公司总成本的较大比重,且随着航运界对低碳绿色航运(主要考虑航运碳、硫排放等)的重视,如何设计海运集装箱空箱调运系统,优化空箱调运成本方案,进而降低调运成本,减少环境污染等,是目前航运公司和学术界亟待解决的重要课题。本文基于航运公司空箱调运成本的角度,采用定性分析与定量计算相结合的方法进行研究。针对海运集装箱空箱调运相关问题进行详细介绍,通过分析空箱调运产生的原因、内涵及常用的调运策略,进而明确本文研究的意义;通过空箱调运成本的定性阐述,包括调运成本的构成、影响因素、成本控制措施及航运碳和硫排放与空箱调运的关系,深入了解空箱调运各项成本,为定量模型的构建奠定基础;基于空箱调运过程中各环节产生的成本及是否考虑航运碳、硫排放的影响,本文同时考虑调运航线上多艘船舶、多个挂靠港等情况,构建了考虑环境成本(航运碳、硫排放成本)在内的国际海运集装箱空箱调运优化模型,模型主要包括空箱的海上运输成本、租箱成本、装卸成本、存储成本及环境成本(航运碳、硫排放成本)等。通过中、日、韩国际航线的算例分析对模型验证,采用优化软件求解,并与不考虑环境成本是的结果进行对比分析,结果显示考虑环境成本时的空箱总调运成本显著增加约75%,但实际参与调运的船舶数量减少;通过分析模型各参数变化对总调运成本的敏感性,结果显示空箱运输成本变化对总调运成本敏感性并不十分显著,航运碳、硫排放相关指标的变化对空箱调运总成本影响十分显著,研究结果对航运公司合理安排海运空箱调运路线、确定空箱调运量,制定调运策略等具有一定的指导意义。