1.1研究的目的及意义

随着全球经济的快速推进，航运业近年来迅猛发展，船舶运载量大幅提升，船舶日益大型化，功率不断增加，船舶所造成的温室气体排放问题也随之加剧。80%以上的货物是通过海运运输，海运占运输部门CO₂排放量的30%以上，约占人类CO₂排放量的3%至4%（2007年到 2012年间，航运业排放的平均CO₂量大约占全球平均排放CO₂量的3.1%，其中2012年，全球航运业CO₂排放量约为9.49亿t，占全球CO₂排放总量的2.2％），而且排放量在迅速增长。如果不采取措施，到2050年，由于全球经济的预期增长和相关的运输需求，航运业年CO₂排放量将增加150%-250%，占届时全球范围内允许CO₂排放量的12%-18%^[1]。不仅是在国际水域航行的海船，内河船舶同样面临着巨大的节能减排压力。我国的内河航道资源非常丰富，高等级内河航道以及相应的主要沿河沿江港口遍及了全国20余个省区市，航道连接了56个50万以上人口的大城市^[2]。为了节能减排，交通运输部制定了《“十二五”水运节能减排总体推进实施方案》，指出，“十二五”期间，考察内河水运节能减排的“内河营运船舶单位运输周转量能耗”和“单位运输周转量CO₂排放”2个指标，分别下降14%以上和15%以上^[3]。因此，减少船舶CO₂的排放对于减少全球温室气体排放具有重要意义。

对于船舶来说，提升能效水平是实现节能减排的重要方法之一。要想提高船舶能效，就要对影响船舶能效的数据进行采集分析，利用数据采集技术采集相关的能效数据是评估一艘船舶具体能效水平的基础，进而才能对船舶能效进行正确的评估。而一套完整的船舶能效监测系统可以对船舶的能效相关数据进行采集，进而对能效数据进行分析，并以此提高船舶的能效水平。因此，船舶能效监测系统对提高船舶能效水平具有重要意义。

国内外已有对以柴油机作为主推进动力的船舶进行过船舶能效监测系统的设计，但是目前还没有以电力推进船舶为对象，设计电力推进船舶的能效监测系统。因此，设计一套内河电力推进船舶的能效监测系统对提升船舶能效，实现节能减排，发展绿色航运具有重要意义。

1.2国内外研究现状分析

1.2.1 船舶能效管理

船舶能效管理，是对船舶能源消耗、能源利用效率和排放进行严格的控制和管理。它对航运公司监控船舶CO₂等温室气体的排放提出了量化要求，并要求从计划、实施，到监控、自我评估，建立完善一整套提高船舶营运效率的管理机制。目前，关于船舶能效和温室气体减排的强制性国际立法仅有关于“船舶能效规则”的《MARPOL公约》附则VI修正案，其他有关导则、指南等均为建议性质。该修正案已于2013年1月生效，适用于所有400 GT及上的船舶，在船舶设计能效、能效管理、能效技术合作与转让等方面提出了强制性要求^[4]。按照“新船能效设计指数”（EEDI）和“船舶能效管理计划”（SEEMP）两项标准，2015年至2019年间新造船舶的能效将提高10%，2020至2024年间新造船舶提高20%，2024年至2028年间新造船舶提高30%^[5]。

1.2.2 船舶能效监测

船舶能效监测对于分析船舶能效状况，提高船舶能效水平具有重要意义。

国内方面：2005年中远集装箱运输有限公司联合上海海事大学开发了中远集运燃油监控系统并在旗下部分船舶上推广应用。该系统实现了船舶油耗的实时采集和异常油耗数据的监测与处理。