本发明公开了一种适用于冰区航行集装箱船的艏部结构优化设计方法，包括以下步骤，骨架形式确定、结构布置可行域确认、海冰条件确定、确定最优结构布置和尺寸、船‑冰碰撞有限元仿真分析、不同结构尺寸下的碰撞仿真分析，训练碰撞仿真分析的代理模型、基于代理模型的结构尺寸优化。所述骨架形式确定用于确定集装箱船艏部结构的骨架形式，所述结构布置可行域确认用于确定艏部骨材间距的可行域，所述海冰条件确定用于确定船舶冰级和超规范的冰区航行场景，所述确定最优结构布置和尺寸用于确定艏部横骨架或纵骨架下的骨材间距及结构尺寸。本发明可针对性地提高集装箱船抗冰设计的结构安全性，也可用于对冰区航行集装箱船结构设计深度优化。