近年来,随着北极海冰的日渐消融以及“冰上丝绸之路”建设的逐步推进,各大航运公司争相试航北极航线,以期收集航运数据,促进北极航运活动向规模化、常态化进行转变。但是,由于受到北极航线中海冰的影响,北极航运呈现出不确定状态。为了便于北极航运的运营决策,探究不同冰情对北极航运的影响,本文在考虑航线海况条件的基础上,以航次成本最小化为目标,以船舶安全、船舶运营时间为约束,建立不同冰情影响下的北极船舶航速优化模型。由于在航速优化模型中引入了受干扰力影响的静水航速模型,使得与航速有关的NLP问题在求解时的子问题增加,同时北极航运与冰区通航有严格的时间窗约束,因此依照北极航线的航速优化模型特性,构建离散时间元法。通过时间窗离散,将子问题赋予时间路径内进行求解,在确保准确的同时提升求解效率。通过对算例的优化结果分析发现:在冰区航段中,由于破冰船的引入,静水航速由于冰阻力的减小而呈现出先增加再减小再增加的趋势,冰区成本由于冰区燃油成本的降低与破冰船费用的增加而呈现出先加速再平缓再加速的增长趋势;在航次全程中,除冰区航段外的静水航速随冰密集度的增加而增加;航次总成本由于非冰区航段的静水航速增加以及冰区成本的增加,总体呈现出先加速再平缓再加速的增长趋势。通过与传统航线航次成本进行对比发现,北极航线的经济性随冰密集度的增加而降低,但在可通航期内仍优于传统航线。由此可以得出结论:受海冰影响,北极航线在远东-西欧货物运输中具有不稳定性,但在可通航期内,北极航线的经济性更高。因此,为推进北极航运建设,应以现有航线网络为基础,将北极航线作为传统航线的季节性补充,以充分利用北极航线在远东-西欧货物运输中低成本、短航程、短航时的特点。模型及结果可以为航运公司经略北极提供参考。