本文总结国内外船舶冰区航行运动建模的研究现状,结合《STCW公约》马尼拉修正案针对极地水域航行船舶的船长和高级船员的培训提出的指导性建议,和挪威船级社提出的航海模拟器的新认证标准,阐述研究船舶在随机冰作用下运动建模这一课题的必要性。本文综合分析了海冰的物理性质和力学性质,并在分析破冰船破冰过程的基础上进行了船舶在随机冰区航行时的受力分析,基于日本MMG分离模型思想建立了船舶在随机冰作用下的三自由度运动数学模型。建模过程中,分别计算裸船体、螺旋桨及舵叶的水动力和力矩；同时考虑船舶所受到的随机海冰的干扰,最终建立随机冰作用下船舶运动方程组。为检验模型的正确性,本文利用C++编程语言对所建立的数学模型进行了仿真,采用四阶龙哥-库塔积分方法求解运动方程组,实现了实时显示船舶的运动位置和状态。本文以破冰船AHTS/IB Tor Viking Ⅱ为例,进行了直航试验和旋回试验,通过仿真测试结果可知,所建模型是正确和合理的。本文建立的随机冰作用下船舶运动数学模型,在冰区航行船舶操纵性预报中的应用,不仅为冰区船舶安全航行提供决策；而且为完善航海模拟器中的船舶冰区航行操纵数学模型打下基础,具有一定的实际应用价值。