集装箱运输具有易于整箱装卸、运输效率高、经济效益好、服务质量优的特点,实现了集约和高效的目标。空集装箱调运是集装箱运输流程中的重要作业环节,其调运效率和合理性影响到整个集装箱运输的运营水平。当前理论界缺乏对区域内空集装箱合作调度的运作模式设计与研究,同时因为集装箱所有权的问题,多方合作的思想也较少应用到空集装箱调度优化的研究中。因此,论文分析了当前的空集装箱管理现状、调运流程及问题出现的原因,并从多方合作的视角来研究空集装箱调运的优化,主要做了以下工作:(1)从船运公司之间相互合作的视角研究空集装箱调运模式的组合与优化。以空集装箱资源共享为前提,描述了船运公司之间相互合作的三种模式:三角运输模式、空集装箱互租模式和空集装箱互换模式,指出了三种模式在现实应用中的优劣势和适用条件。针对三种合作模式组合的决策问题,以最小化整体的集装箱运输成本为目标,构建了带有软时间窗的整数规划模型,并利用分支定界的思想设计求解算法,使得在面对不同情况时为三种合作模式的组合决策提供最优方案。(2)从收货人与船运公司相互合作的视角提出仓库前置化,即收货人参与空集装箱的管理和存储。首先,针对现实场景中船运公司与收货人签订的运输协议以及因集装箱使用权而存在的合作障碍论证了仓库前置化的合理性与可行性;然后以最小化整体的运输成本与存储成本为目标,充分考虑运输费用、堆存限制、停留时间窗等因素构建空集装箱调运优化模型。(3)对上述两种方案进行仿真计算,利用控制变量法对各种可能影响调运方案的因素进行分析。算例结果既验证了所设计算法与编码的有效性,又能为现实运营中各影响因素的决策提供技术支持。通过对发货人数量、收货人数量、内陆仓库数量以及空箱可用数量因素的研究找到船运公司之间在不同场景下的合作策略。而船运公司与收货人在去除制度上的障碍后,从最小化物流成本的角度,收货人参与管理空集装箱非常有利于降低整体的物流成本。