随着世界化石燃料的日益减少,燃油价格的持续飙升,使得作为航运行业主要成本的燃油费用所占比例也在不断提高。另外,大量化石燃料的燃烧,造成CO₂、硫化物等污染物的大量排放,不仅加剧了全球温室效应,也使得很多国家和地区的空气质量日益下降,这不得不引起世界对船舶这一大型能耗设备提出节能减排的强烈要求。节能减排的手段主要分为两大方面,一是从硬件层面,即采用低阻线型、加装减阻附体、采用高效推进装置降低燃油消耗,以及对能耗设备（如船舶主机、锅炉等）的研究,从根源上降低能耗;二是船体能耗管理,通过统计和评估对应能耗情况,提高船舶各能耗设备的能效水平,达到节能减排的效用。传统的管理手段大多靠人工统计和分析,随着信息技术、大数据等技术的引入,能效管理自动化也成为了现今发展的趋势之一,本文正是基于《智能船舶规范（2015）》开发基于管理层面的船舶智能能效管理系统,达到自动监测船舶能耗情况、统计分析评估能效水平、优化建议节能航速、辅助船员管理船舶能效的目的。目前该系统已成功应用于我国“江海直达1”号散货船上。论文主要工作如下:1、根据船舶智能能效管理系统的基本功能需求提出集成系统的总体架构设计,并对总体架构中的硬件部分、软件部分和数据库进行架构设计,同时提出软硬件具体实现方法和船-岸数据同步复制方法。2、分析所采集的数据信号特点,基于系统采集的海量数据,提出原始数据信号异常值滤波处理方法和缺失值补全方法,同时根据采集数据的特征提出航行里程和累计油耗以及各项能效指标的计算方法。3、利用船舶航行过程中采集到的船舶航速、主机转速、瞬时油耗、功率、吃水等数据,从船-机-桨匹配基本原理出发,结合主机万有特性以及实际航行过程中时间、地点带来的环境因素影响,构建了航速模型、功率模型和油耗率模型,并利用BP网络对这三个模型进行数据学习,最终与约束条件一起构建船舶航速优化模型,利用遗传算法进行优化求解节能航速。4、结合目标船“江海直达1”号散货船实际情况,实现了船舶智能能效管理系统在该船上的集成应用,包括合理布置系统硬件,以及传感器的选型安装等。