随着全球工业化水平的不断加快,各行业对于化石燃料的消耗也急剧增加,积极应对气候变化已成为全球共识。交通运输业属于能源高度依赖型行业,其产生的温室气体排放量约占全球的四分之一。我国交通运输结构以高碳排放的公路运输为主,推动以公铁联运为主的多式联运高质量发展,加速铁路、水路对公路的替代,是交通运输业实现节能减排的重要途径。因此,本文在借鉴既有研究成果的基础上,采用定量和定性研究相结合的研究方法,创新型的将碳排放成本纳入到货物总成本,通过构建数学模型对公铁联运路径和运输方式选择优化进行了研究,为我国构建绿色低碳运输体系提供了理论指导。论文的主要工作和成果如下:（1）根据文献统计分析了近年来我国公路、铁路运输现状和多式联运发展概况。通过分析可知,目前我国货运仍以公路运输为主,但在运输结构调整下公路占比有所下降,铁路承担的大宗货物运输量显著提高,并且我国在政策方面也积极提倡大宗货物公转铁运输,我国公铁联运方式的发展前景非常广阔。同时,阐述了低碳运输理念,引入碳税理论和运输方式选择理论,分析了碳税对于交通运输模型的影响,合理的碳税征收将更有利于交通运输业实现节能减排,并比较分析了公路运输和铁路运输的碳排放强度。（2）建立了考虑碳排放的公铁联运路径优化模型,该模型以公铁联运过程中货物的总运输成本最小为整体优化目标,并引入三角模糊变量,考虑了碳排放总量限制、运到时间限制、相邻节点间只能选择一种运输方式等约束条件。通过模糊期望法将三角模糊数转化为确定值进行求解,并设计算例验证模型的正确性。研究结果表明,将公路货物转移至铁路运输,可以降低运输成本,减少碳排放量,并为后文提供了启示。（3）建立了考虑碳排放的公铁联运运输方式选择优化模型,并设计了粒子群算法对优化模型进行求解。模型以公铁联运网络中所有货流产生的运输和转运成本、碳排放成本、以及超出货物运到时间限制产生的运输时效成本最小化为优化目标,考虑了碳排放总量限制、枢纽节点服务能力限制、货流运到时限等约束条件。研究和设计了粒子群算法的编码形式和算法流程,通过算例求解获得了公铁联运网络货流转移合理方案。计算结果表明,在充分考虑碳税成本的情况下,若将公路网的部分货流转移到铁路网运输,公铁联运网络总运输成本明显下降,碳排放总量与未转移前相比下降了超过30%,组织公铁联运,可以有效压缩运输成本和减少碳排放量。通过上述研究可知,在碳减排任务日益严峻的形势下,将公路部分货流转移至铁路运输,开展公铁联运有利于减少公铁联运网络的总运输成本和碳排放量。本文的研究成果对于交通运输业实现节能减排具有重要意义,为实现低碳运输提供了思路。