Abstract Cap-and-trade regulation is widely applied as a carbon policy in low-carbon supply chain management. This study investigates production and carbon emission reduction strategies that are based on such regulation in a two-echelon supply chain, which comprises one manufacturer and one retailer. In this supply chain, the manufacturer directly participates in carbon emission reduction while the retailer is indirectly involved in low-carbon promotion. On this basis, we establish single and joint emission reduction models, in which supply chain members may adopt the one-way or two-way cost-sharing contracts. We then analyze the optimal strategy design for supply chain and the appropriate sharing rate contract. We find that the implementation of contracts can increase carbon emission abatement level, product quantity and supply chain profit. The one-way cost-sharing contract is beneficial for supply chain, whereas the two-way cost-sharing contract is also beneficial for supply chain when the sharing rate is in a small range. Under certain conditions, joint emission reduction model is optimal choice for supply chain. Meanwhile, the sharing rate can affect supply chain choice between decentralized and centralized decisions. Then we propose the extended multiple retailers model and find that this model offers better performance. In addition, carbon emission abatement level increases with carbon trading price by numerical study. The government can stimulate supply chain to reduce carbon emission by regulating carbon trading price, and should also pay attention to the impact on supply chain production and profits.

中文翻译：

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总量控制下基于双向成本分担契约的生产和联合减排决策

摘要 限额与交易监管作为低碳供应链管理中的一种碳政策被广泛应用。本研究调查了基于此类监管的两级供应链中的生产和碳减排策略，其中包括一个制造商和一个零售商。在这条供应链中，制造商直接参与碳减排，零售商间接参与低碳推广。在此基础上，我们建立了单一和联合减排模式，供应链成员可以采用单向或双向成本分摊合同。然后我们分析了供应链的最优策略设计和合适的共享率契约。我们发现合同的实施可以提高碳减排水平、产品数量和供应链利润。单向成本分摊契约有利于供应链，而双向成本分摊契约在分摊率较小时也有利于供应链。在一定条件下，联合减排模式是供应链的最优选择。同时，共享率会影响分散和集中决策之间的供应链选择。然后我们提出了扩展的多零售商模型，发现该模型提供了更好的性能。此外，通过数值研究，碳减排水平随着碳交易价格的增加而增加。政府可以通过调节碳交易价格来刺激供应链减少碳排放，同时也应关注对供应链生产和利润的影响。而双向成本分摊合同在分摊率较小的情况下也有利于供应链。在一定条件下，联合减排模式是供应链的最优选择。同时，共享率会影响分散和集中决策之间的供应链选择。然后我们提出了扩展的多零售商模型，发现该模型提供了更好的性能。此外，通过数值研究，碳减排水平随着碳交易价格的增加而增加。政府可以通过调节碳交易价格来刺激供应链减少碳排放，同时也应关注对供应链生产和利润的影响。而双向成本分摊合同在分摊率较小的情况下也有利于供应链。在一定条件下，联合减排模式是供应链的最优选择。同时，共享率会影响分散和集中决策之间的供应链选择。然后我们提出了扩展的多零售商模型，发现该模型提供了更好的性能。此外，通过数值研究，碳减排水平随着碳交易价格的增加而增加。政府可以通过调节碳交易价格来刺激供应链减少碳排放，同时也应关注对供应链生产和利润的影响。联合减排模式是供应链的最优选择。同时，共享率会影响分散和集中决策之间的供应链选择。然后我们提出了扩展的多零售商模型，发现该模型提供了更好的性能。此外，通过数值研究，碳减排水平随着碳交易价格的增加而增加。政府可以通过调节碳交易价格来刺激供应链减少碳排放，同时也应关注对供应链生产和利润的影响。联合减排模式是供应链的最优选择。同时，共享率会影响分散和集中决策之间的供应链选择。然后我们提出了扩展的多零售商模型，发现该模型提供了更好的性能。此外，通过数值研究，碳减排水平随着碳交易价格的增加而增加。政府可以通过调节碳交易价格来刺激供应链减少碳排放，同时也应关注对供应链生产和利润的影响。数值研究表明，碳减排水平随着碳交易价格的增加而增加。政府可以通过调节碳交易价格来刺激供应链减少碳排放，同时也应关注对供应链生产和利润的影响。数值研究表明，碳减排水平随着碳交易价格的增加而增加。政府可以通过调节碳交易价格来刺激供应链减少碳排放，同时也应关注对供应链生产和利润的影响。