在国际贸易中,大宗干散货物主要依靠水路进行运输。随着全球大宗干散货物贸易量的增长,船舶大型化的趋势也越来越明显,巴西淡水河谷公司投入运营的第一艘40万吨级“Valemax”号铁矿石散货船标志着新一轮散货船大型化进程的到来。然而,船舶大型化发展却逐渐受到航道水深或港口通过能力的制约,导致散货运输中干支线多级运输方式的兴起,即大宗散货在运输过程中需要经过多次中转才能到达目的港。此外,低碳运输也逐渐引起重视,很多国家已经开始对航运碳排放实施碳税政策,航运企业对船舶运输过程中碳排放成本进行计量也是具有前瞻性的表现。本文在此背景下,对国际大宗干散货物水路运输市场贸易现状、运输航线和港口、主要船型进行了介绍,并且研究了航运碳成本量化方法,在此基础上,建立了一个考虑碳成本的大宗干散货物多级运输网络混合整数线性规划模型,模型主要以航道水深和港口通过能力为限制条件,解决大宗散货在水路运输中转次数和港口的选择,以及在航线上的船舶配置问题。在实证分析部分,本文选取澳大利亚德黑兰港到我国内河港武汉港的铁矿石水路运输进行实证分析。研究结果表明,江海直达运输的成本最低,当宁波港年通过能力满足年货运量需求时,中转港选择宁波港,且在每个航段上配置满足航道水深和港口挂靠能力限制的最大型船舶,同时论证了在模型中考虑碳成本强化了散货船舶的规模经济效应。