远洋集装箱运输系统是世界范围内集装箱运输的主要手段,为了应对班轮市场的竞争,提高自身的竞争力,班轮公司需要对其集装箱运输系统进行合理的优化和设计以满足市场的要求,从而获得更大的利润。因此,对集装箱运输系统的研究一直是业界的热点。集装箱运输系统优化问题主要分为三个方面:航线网络设计,船队规模设计以及船舶舱位分配。这三个问题互相影响又互相制约,需要在一个框架模型内同时优化这三个问题。除此之外,还有两个重要的外在因素会影响集装箱运输系统优化问题。第一个影响因素是需求的季节性波动,另一个是货主的有限理性选择行为。班轮公司需要调整航线网络方案及航线配船以适应货运需求的变化,同时还需要根据货主的有限理性选择行为优化船舶舱位分配方案。基于货主的有限理性选择行为与需求波动性,本文重新定义了组成集装箱运输系统优化问题的三个子问题:航线网络集设计问题,考虑航线网络变化的船队规模设计问题以及考虑货运需求满足率的舱位分配问题。其次,基于三个新问题建立集装箱运输系统优化双层模型,其中上层模型求解航线网络集和船队规模,下层模型优化船舶舱位分配方案。为求解集装箱运输系统优化模型,本文基于遗传算法设计了一种遗传线性规划混合算法。该算法通过遗传算法搜索最优航线网络集,通过线性规划求解最优舱位分配方案。最后,本文以远东-欧洲航线为例,计算集装箱运输系统优化模型,验证算法和模型的有效性和准确性。计算结果表明,本文提出的优化模型能够根据需求的季节性波动调整运输方案,并在考虑货主有限理性选择行为的基础上,优化集装箱运输系统,在保证提供稳定运输服务的同时,提高班轮公司的收益。