随着社会经济的不断发展,物流需求越来越复杂,形式上呈现出网络化特征,表现为供应链网络一体化中的物流整合,内容上呈现出多样化特性,表现为固定和随机需求,静态和动态需求。物流需求的复杂性对物流供给服务提出了新的挑战,为了在形式和内容上满足物流需求,应建立与之匹配的物流供给服务网络,使其能及时响应、准确适应物流需求的变化。本文以物流需求与供给为研究视角,以超网络理论、匹配度思想为主要研究依据,结合物流的本质特征,研究流线超网络中需求网络与供给网络的特征与特性,构建了多商品固定需求和多目标固定需求流线超网络优化模型、随机供需流线超网络优化模型及多周期需求流线超网络优化模型。通过优化不同需求特征下流线超网络,解决了物流供给与物流需求的匹配问题,提升了物流服务效率和服务水平,满足了日趋复杂的物流需求。首先,研究了流线超网络理论。从物流需求及供给的角度出发,分析了流线超网络中需求网络和供给网络构成要素,依据物流需求网络特征和供给网络的特性,研究了不同流线超网络的类型。另外,介绍了经典变分不等式及随机变分不等式的定义,分析了变分不等式与其他问题直接的转换关系,研究了变分不等式的几类投影算法,针对随机变分不等式设计了改进随机投影预测算法,并证明其全局收敛性。其次,研究了多商品固定需求流线超网络优化问题。基于固定需求,分析了多商品流通的流线超网络结构,构建了物流需求和供给的费用连续函数,该函数反应了不同商品在不同物流阶段的物流费用。然后,以多商品供需费用匹配最大化为目标建立了优化模型,将模型转换为变分不等式问题,并证明其等价性和解的存在唯一性。最后以煤炭流线超网络为例,采用修正投影算法求解,揭示了物流基础设施能力和商品之间的关系影响供需匹配程度。再次,研究了多目标固定需求流线超网络优化问题。基于固定需求,考虑到物流服务中费用和时间同等重要性,构建了物流费用和时间成本的连续函数,建立了物流供需费用匹配最大和供需时间成本匹配最大的双目标优化模型,将模型转换为相应的变分不等式,证明其等价性和解的存着唯一性,最后以城乡物流流线超网络为例,采用修止投影算法对模型进行求解,算例分析得到物流供给能力和时间等待及滞留是影响供需匹配的较大因素,同时由计算数据表明实行共同配送可以提高物流供需时间成本的匹配程度。进而,研究了随机供需特征流线超网络优化问题。基于终端客户对商品随机需求,构建了物流随机需求网络并分析了其特征,基于物流基础设施的供给能力不确定因素及物流活动会造成商品损失的影响,构建了不确定物流供给网络并分析了其特性。综上研究,建立了随机供需特征的流线超网络优化模型,进一步证明随机优化模型为凸优化模型,将其转换为等价的变分不等式问题,设计改进随机投影预测算法,通过新鲜农产品流线超网络算例对模型进行验证和分析,揭示了针对具体物流需求应提供特定的物流服务,才能避免商品在物流服务中带来损失的结论。最后,研究了多周期需求流线超网络优化问题。考虑到多周期网络中物流线路与物流链之间及物流链与物流序对之间的复杂关系,分析了多周期需求网络和多周期供给网络的特征,建立了多周期物流供需广义费用匹配最大化目标的优化模型,以汽车销售流线超网络为例,求解出了每个周期的供需匹配程度,并根据每个周期的物流需求,给出了针对性的物流供给方案。