全球气候变暖为北极资源开发带来了机遇,北极航线的商业性试航也逐年增加。北极航线的开发将对世界海运贸易格局和海上运输网络产生重大影响。然而,北极航线通航环境复杂,影响通航安全的因素尚未完全掌握,一旦发生海上突发事件将导致巨大的人命和财产损失。因此,对北极航线通航环境进行分析与评价,研究如何实现北极航线海上突发事件的有效救助、航线环境的保护和治理、应急预案体系的完善等,对北极航线的开发利用具有重要的理论与现实意义。本文建立了基于模糊、灰色评价指标的北极航线通航环境灰云聚类评价模型,得出目前东北航线通航环境处在可以通航但不安全状态的评价结果。分析对比了集装箱船、油船和散货船在北极航线与我国传统海运航线的经济性,结合目前苏伊士运河航线与北极东北航线设计了中欧集装箱海运的班轮航线,考虑了未来征收航海碳税对北极航线经济性的影响,并对关键因素进行了灵敏度分析。构建了北极航线海上突发事件应急响应的复杂网络,通过分析得到相关国家的救助强度、对北极航线各海域救助强度的差异性。基于公共物品博弈及演化博弈理论建立北极航线环境治理公共物品复杂网络的演化博弈模型,发现提高长远收益并选择适合的投资回报增益系数将促进博弈合作。建立北极航线海上突发事件应急预案复杂网络演化模型,分析了各层次预案的影响力及非北极国家参与预案制定对预案体系结构的影响,研究发现少数权威预案对预案网络影响较大,在一定优先概率内非北极国家的参与可使预案体系更加稳定。研究成果不仅丰富和拓展了北极航线的相关理论研究,也可为北极航线设计、海上救助及环境治理合作、应急预案体系的建立与完善等相关决策提供理论参考。