全球气候变暖和温室气体排放一直倍受关注,船舶作为温室气体排放大户近年来面临来自公众和航运界的巨大压力。船舶能效水平不仅与船舶设备条件、装载情况有关,而且受到通航环境的影响。通航环境包括风浪流深等各种水文气象要素,但是各种因素对船舶影响的知识内容分散,缺乏共享性与继承性,而且由于其影响机理复杂,关于通航环境对船舶影响的系统性研究一直较为缺乏。本文从内河通航环境与船舶本身两个方面,分析了内河船舶能效研究的特点,并对能效管理效果的评价工具EEOI进行研究。开展能效研究数据需求分析,提出了与船舶能效相关、需要获取的静态信息与动态信息,阐述各个因素的影响模式,在此基础上设计数据采集方案,对不同的数据感知方式与手段进行比较分析,完成传感器的选型与安装工作。通过对ZigBee、AIS和GPRS三种船岸通信方式进行对比研究,实现船舶能效系统船岸通讯体系的设计,并从数据库系统、数据库管理系统两个层次进行数据库分析,进行了船舶能效系统数据库的概念设计、逻辑设计和物理设计。在分析伴流、推力减额、流速影响的基础上,提出主机转速与航速的关系问题及其解决方法,开展了如何利用回归的方法主机油耗与外界条件的关系研究,介绍回归分析工具及其在内河船舶能效研究中的用法,并将船舶能效优化方法化归为求有约束非线性规划最优解的问题。应用测试表明,本文设计的内河船舶能效研究系统平台在数据采集、传输方面具有较高的精确度和可靠度,提出的能效分析与优化方法能够满足能效研究需求。