全球变暖和北极海冰范围的减少使北极水域商业航运的发展更有前景。北极航线的航程较传统航线有较大的缩减,由于北极地区冰区较多的因素,冰水阻力往往是影响船舶燃料消耗和排放的关键因素。北极水域的航运路线包括开放水域和冰区水域,为了确保冰区通航的安全性,穿越北极水域的极地船需要做冰级加固才能有破冰能力。但是,良好破冰能力的船体在开放水域具有较高的阻力,而良好敞水效率的船首可能不具有破冰能力。所以,研究出一条适应敞水与冰区的船首形式是目前有待解决的热门问题。本研究基于情景分析模式,针对东北航线的真实冰况,提取历史真实冰厚数据,得到极地船舶航行冰况频谱表,同时对东北航线上的波浪数据进行采集,得到波浪权重值。然后采用船舶首部构型全参数化设计,引入多目标线性规划思想,采用Linqvist方法计算冰阻力,面元法与边界元方法计算静水阻力与波浪增阻,IACS规范计算抗冰强度,最终构建极地船舶航行多冰况多浪情阻力性能及抗冰性能的船型优化设计系统。最终,本船在保持船抗冰性能的同时,最终优化船型在敞水及冰区的减阻总收益增加。结果表明,本研究所建立的优化设计方法,改变了以往顾此及彼的状态,此方法可广泛应用于不同航线和冰条件下的极地船体型线设计,对极地船舶新船型的开发以及实际营运的节能减排具有参考价值及研究意义。本研究的创新性成果。（1）对特定样本航线的冰厚与海浪数据进行分析处理,分析特定航线下的冰厚与海浪分布,对航线的开放水域和覆冰水域进行路程识别处理。（2）使用全参数化建模方法建立船体模型,达到光顺变形,同时提高变形样本空间。（3）本研究建立一种基于情景分析模型的特定航线上破冰船艏船型优化平台,在保证所需破冰能力的同时,最大限度地降低总阻力以获得较优船艏船型。