در این مقاله با هدف بهبود درآمد و برنامه ریزی عملیات اپراتورهای راه آهن و با در نظر گرفتن رقابت بین بخش ریلی و جاده ای برای حمل بار، یک مدل برنامه ریزی چند سطحی ارائه شده است. در این مدل، اپراتور ریلی تصمیم گیر سطح اول، بخش جاده ای و صاحبان کالا به ترتیب در سطح دوم و سوم تصمیم گیری قرار دارند. بنابراین مدل سلسله مراتبی سه سطحی شامل سه تصمیم گیر مستقل، بخش ریلی، بخش جاده ای و صاحبان کالا است. در مدل ارائه شده هدف بخش های ریلی و جاده ای بیشینه نمودن سود و هدف صاحبان کالا انتخاب کم هزینه ترین شیوه حمل ونقل است. برای حل مدل، بر اساس شرایط کان-تاکر و استفاده از روابط اولیه-دوگان چند قضیه اثبات می شود که به کمک آنها مدل سه سطحی به یک مدل تک سطحی خطی تبدیل می گردد. اعتبار مدل ارائه شده بوسیله دو مسئله آزمایشی مورد ارزیابی قرار گرفته است.
