随着全球气候变暖,北极海冰面积不断缩减,北极东北航线全面通航成为可能。北极东北航线将成为新的集装箱运输航线,打造成亚欧经贸合作新走廊。面对未来海运格局的演变,对亚欧集装箱北极东北航线运输模式选择及设计优化成为关键。为更好的实现开发利用北极,推动航运企业北极东北航线集装箱运输常态化,深入研究北极东北航线的集装箱航线设计优化问题。本文在北极东北航线集装箱航运成本估算与北极东北航线集装箱运营结构选择设计的基础上,以航次均天利润最大化为目标,综合考虑航次收益与航次效率,构建北极东北航线环绕模式集装箱航线三阶段优化模型,设计改进的嵌套启发式算法求解,并运用亚欧航运案例模拟验证。为实现北极东北航线环绕模式集装箱航线设计优化,本文的研究重点及创新性成果为:(1)对特定的亚欧集装箱航线成本构成综合分析,论述北极东北航线的航运成本构成及特点。结果显示,北极东北航线能有效减低航运成本,航次燃油费用降幅显著,具备经济性优势及发展前景。(2)针对性的构建北极东北航线基本港模式与核心港模式选择模型。其中,集装箱航线运营模式受港口间货流分布影响,由于核心港模式额外增加大量转运成本,环绕基本港模式经济性显著。(3)对选定的航线模式构建北极东北航线环绕模式优化模型,设计出改进的嵌套启发式算法求解。其中,优化模型考虑航运效率,以航次均天利润为目标。结果显示,航次均天利润呈现先增后减的趋势,优化结果符合一定的经济学原理。通过应用北极东北航线实验案例验证。所得设计优化结果显示,模型及求解算法,有效的完成了北极东北航线环绕模式集装箱航线设计优化问题,提供了一种求解大规划航运优化问题的思路,为港航企业参与北极东北航线集装箱运输提供了参考。