成品油占据了我国目前能源消费结构中的较大比重,高效可靠灵活的成品油物流网络对保障民生,提高能源安全水平,促进经济发展具有重要作用。成品油一次物流指的是油品从炼厂经大区油库到省区油库的配送过程,该过程中存在的供需不确定性、配送方式多样性等因素,增加了一次物流数学模型的建立与求解难度。另外,一次物流网络系统组成节点众多,任一节点的变化均会对系统运行产生影响,目前尚缺乏一次物流可靠性定量评价方法,以及系统状态变化时物流网络灵活运行方法。基于上述问题,本研究对成品油一次物流配送优化方案,以及可靠性评价与灵活运行方法展开研究。首先,研究供需不确定性下的成品油一次物流配送方案优化,将新建管道规划引入到一次物流配送优化模型中,考虑供需不确定性,提出了一个两阶段随机规划模型。该模型以研究周期内的总成本最低为目标,同时决策管道规划方案和一次物流配送方案,实现提高成品油一次物流运行效率、降低配送成本的目的。其次,为了将一次物流网络中炼厂、大区油库和省区油库之间的议价,及由议价所导致的配送计划调整考虑在配送方案制定中,建立了考虑成品油一次物流利润分配公平性的模型。该模型以成品油一次物流网络中各单元的利润公平分配为目标,对算例进行研究,将公平性模型求解结果与利润最大模型的求解结果作对比,分析得出考虑公平性以后的配送方案可使省区油库的利润分配更加均衡。之后,在所建立的成品油一次物流配送优化模型的基础上,提出了一种评价成品油一次物流配送网络可靠性的方法。该方法包括三个部分,第一部分建立了用于模拟成品油一次物流配送网络的数学模型,第二部分提出了配送网络可靠性评价指标,第三部分确定了用于分析配送网络可靠性的多个场景,基于这三部分内容,组成了可靠性评价方法。在算例验证中,采用蒙特卡罗方法模拟成品油一次物流运行并实施全局可靠性分析,实现了一次物流网络中节点关键程度的定量分析。最后,为了实现一次物流配送网络在遇到不正常工况时,能快速恢复其满足下游客户需求的能力,对成品油一次物流灵活性展开研究。提出了一种在成品油一次物流网络面对需求端变化或供应中断时,能够决策应采取何种措施以满足客户需求,并对配送方案进行优化的方法,以提升一次物流的灵活性,更好地保障油品运输。