中欧间贸易不平衡导致的空箱调运难题,不仅仅体现在海上运输,也同样显现在洲际铁路运输,即中欧集装箱班列上。根据中欧班列的现实运营特点,提出了班列单独调运、班列间合作调运、班列与班轮合作调运三种模式下的中欧班列空箱调运问题,旨在降低运输系统的空箱调运总成本。同时,研究了需求不确定下三种模式的空箱调运优化问题。具体研究内容如下:（1）针对班列单独调运优化问题,考虑了海陆联运方式以及可折叠集装箱使用情况,构建了“仅使用标准集装箱”、“仅使用可折叠集装箱”、“同时使用标准集装箱与可折叠集装箱”三种情形下的中欧班列空箱调运优化模型,通过CPLEX求解,分析了不同影响因素对总成本的影响。结果表明:通过海运调回一部分空箱能够极大地降低总成本。可折叠集装箱在特定情境中使用确实能够极大地降低班列公司的调运成本。（2）针对班列间合作下的空箱优化问题,构建了基于空箱互租、线路共享合作形式下的多周期空箱调运动态优化模型,将其转化为多个单周期的静态优化问题进行求解,设计带有贪婪策略的混合遗传算法获取多周期优化问题的近似最优解。通过算例分析得出:第一,班列间合作模式下的空箱调运成本低于单独调运模式下的空箱调运成本。第二,班列公司通过空箱互租极大地降低了空箱调运总成本。同时,通过空箱互租获得的收入也可对冲一部分空箱调运成本。第三,班列公司之间的合作也能更好地应对需求量、供给量以及单位运输成本变化的影响,使得最终的优化结果要低于班列单独调运下的优化结果。（3）针对班列与班轮合作下的空箱优化问题,在班列间合作的基础上,提出班列与班轮在腹地城市空箱互租、班轮公司在海上运输为班列公司提供较低的订舱价格的合作形式,构建了班列与班轮合作下的多周期空箱调运动态优化模型,将其转化为多个单周期的静态优化问题进行求解,设计带有贪婪策略的混合遗传算法获取多周期优化问题的近似最优解。通过算例验证得出:第一,与班轮公司的合作能够进一步降低参与方的空箱调运总成本。第二,在需求量、供给量以及单位运输成本等参数变化的影响方面,班列公司与班轮公司的合作都会使得最终的优化结果要低于单独调运下的优化结果,并且合作模式下的优化方案受参数变化的影响较小。第三,参与方通过互租能够极大地节省租箱成本,也会减少一部分运输成本和堆存成本。第四,班列公司在海上运输方面由于与班轮合作节省了更多的运输成本。（4）针对空箱需求随机性特点,引入了分布式鲁棒机会约束理论,构建了基于需求不确定性的三种模式空箱调运优化模型。通过拉格朗日等价问题将机会约束转化为易求解的等价形式,进而采用CPLEX和混合遗传算法分别求解不同模式下的空箱调运优化模型,并通过算例验证模型的有效性。结果表明,在需求不确定性的情况下,班列与班轮合作的优化结果仍然要优于班列间合作、班列单独调运的计算结果。三种模式下的总成本都会随着不确定参数的增大而增大。论文的研究成果可以推动中欧班列空箱调运模式的探索及推广,同时为相应的管理人员在运营调度方面提供决策支持。