صنعت حمل ونقل دریایی، به عنوان ستون فقرات تجارت جهانی، با چالش هایی چون عدم تعادل کانتینرهای خالی، آلودگی زیست محیطی و ناکارآمدی عملیاتی در بنادر مواجه است. این مقاله با تمرکز بر شبکه حمل ونقل کانتینری مبتنی بر ساختار هاب و فیدر، یک مدل ریاضی ترکیبی را برای بهینه سازی همزمان سه هدف اصلی ارائه می دهد: سودآوری اقتصادی، کاهش عدم تعادل کانتینرهای خالی، و ارتقاء پایداری زیست محیطی. در این مدل، نقش کشتی های لاینر و فیدر، مسیرهای دریایی، و بنادر هاب، فیدر و ستلایت با جزئیات بررسی شده اند. برای اعتبارسنجی مدل، یک مطالعه موردی بر مسیر بنادر خاورمیانه و شرق آسیا با استفاده از نرم افزار GAMS انجام شد. نتایج نشان دهنده کاهش قابل توجه در عدم توازن کانتینرهای خالی در طی سه دوره زمانی و نیز بهینه سازی هم زمان پارامترهای اقتصادی و زیست محیطی هستند. تحلیل حساسیت مدل نیز بیانگر نقش کلیدی ظرفیت کشتی در بهبود عملکرد سیستم است، اگرچه این عامل به تنهایی کافی نبوده و نیازمند مدیریت جامع در سطوح مختلف است.