自20世紀90年代中后期以來，集裝箱班輪業(yè)逐漸形成了新世界聯(lián)盟、偉大聯(lián)盟、馬士基海陸聯(lián)盟、CKYHS聯(lián)盟和聯(lián)合聯(lián)盟等多個航運聯(lián)盟。面對市場的急劇變化，加強聯(lián)盟合作已成為各大集裝箱班輪公司應對環(huán)境變化和滿足自身發(fā)展的主要手段。在集裝箱航運聯(lián)盟的運營管理中，聯(lián)盟的班輪運輸網(wǎng)絡設計是其最基本也是最重要的任務之一，但同單個集裝箱航運企業(yè)的運輸網(wǎng)絡設計不同，由于聯(lián)盟成員之間存在利益的差異，聯(lián)盟成員的個體最優(yōu)與聯(lián)盟的整體最優(yōu)之間也存在一定的矛盾，因此符合聯(lián)盟整體最優(yōu)準則的聯(lián)盟運輸網(wǎng)絡的設計方案不一定能為聯(lián)盟所有的成員所接受。這一方面會影響聯(lián)盟成員合作的質(zhì)量，另一方面也會對航運聯(lián)盟的穩(wěn)定性構成危害。為了使聯(lián)盟成員的個體最優(yōu)與聯(lián)盟的整體最優(yōu)保持一致，這要求聯(lián)盟成員間的利益分配機制滿足激勵相容條件，因此設計滿足激勵相容條件的航運聯(lián)盟成員的利益分配機制對聯(lián)盟運輸網(wǎng)絡的優(yōu)化有著至關重要的影響。為此，本書運用混合整數(shù)規(guī)劃、非線性規(guī)劃和逆向規(guī)劃技術對基于激勵相容機制的集裝箱航運聯(lián)盟運輸網(wǎng)絡進行優(yōu)化，在充分考慮集裝箱運輸存在規(guī)模經(jīng)濟效應的前提下，設計了基于激勵相容機制的航運聯(lián)盟成本分配機制，并與其他的成本分攤模式進行比較。具體而言，本書的主要研究包括：
　　（1）分別就不考慮規(guī)模經(jīng)濟效應和考慮規(guī)模經(jīng)濟效應下，對航運聯(lián)盟的整體優(yōu)化進行分析。對于不考慮規(guī)模經(jīng)濟效應時的整體最優(yōu)問題，本書將其總結為一個混合整數(shù)規(guī)劃問題，并運用列生成算法進行求解。對于考慮規(guī)模經(jīng)濟效應時的整體最優(yōu)問題，本書將其總結為一個具有線性約束，目標函數(shù)為凹函數(shù)的非線性優(yōu)化問題，并在討論最優(yōu)解的KKT條件的基礎上，設計了“需求路徑算法”對其進行求解。
　　（2）從線性規(guī)劃的逆優(yōu)化、混合整數(shù)規(guī)劃的逆優(yōu)化、具有線性約束的可分離的凸規(guī)劃的逆優(yōu)化、最短路問題的逆優(yōu)化以及最小費用流問題的逆優(yōu)化這五類問題入手，討論了各類逆向優(yōu)化問題的算法。
　　（3）運用逆優(yōu)化技術，就不考慮規(guī)模經(jīng)濟效應和考慮規(guī)模經(jīng)濟效應時，分別設計滿足激勵相容機制的航運聯(lián)盟的成本分配模式。此外，還提出了按各成員的運量進行分配，按各成員的周轉量進行分配，以整體問題的對偶變量為基礎的對偶分配解進行分配，按Shapley值為基礎進行分配等其他多種成本分攤模式，并討論了各種成本分攤模式下聯(lián)盟的穩(wěn)定性。
　　（4）運用實物期權博弈理論建立了航運市場隨機波動情況下航運聯(lián)盟各成員的船舶投資決策模型，得出了各成員之間同質(zhì)競爭和差異化競爭時船舶的最優(yōu)投資準則，并在此基礎上給出了各成員在運力共享機制下的利益分配模式。
　　（5）將理論研究應用到CKHY聯(lián)盟的歐亞航線網(wǎng)絡中，就不考慮規(guī)模經(jīng)濟效應和考慮規(guī)模經(jīng)濟效應下，討論了各種成本分配模式及其對各聯(lián)盟成員的影響。此外，在考慮運輸需求和投入運量變化的基礎上進行敏感性分析，分析各種成本分配機制下的聯(lián)盟的動態(tài)穩(wěn)定性。
　　本書研究成果對航運企業(yè)戰(zhàn)略聯(lián)盟建立和維持將具有重要的理論和實際價值。