随着IMO等国际组织提出更加严格的船舶排放标准，船舶能效运营指数成为衡量船舶排放的关键指标。劳氏船级社在2016年出台的《智能船舶入级指导》对智能船舶首次做了准确的定义。中国船级社于2019年发布了《智能船舶规范2020》，对船舶智能能效提出了明确技术规范。
　　本文以某8063TEU大型集装箱船为目标船，根据EEOI定义，通过建模与仿真的方法，采用欧洲中期天气预报中心海况数据，建立能效运营指数相关船舶动力学模型及运动学模型，通过仿真分析，得出EEOI相关影响因素的影响度，针对降速航行对船舶营运能效指数及燃油消耗优化，本文主要工作如下：
　　（1）通航环境阻力分析。根据船舶EEOI的定义，推导EEOI航段拓展计算公式，根据欧洲中期天气预报中心海况数据对船舶目标航线的海况数据进行预处理，对船舶受通航阻力进行分析及建模。
　　（2）船舶能效的动力学模型建模。建立目标船舶推进系统数学模型，基于模块化建模方法分别对主机、调速器、螺旋桨、机桨匹配进行仿真建模，确定主机转速、功率、油耗量等推进系统关键参数的数学关系，进行仿真实验，验证了模型具有较高的仿真精度。
　　（3）船舶能效仿真运动学建模。基于MMG船舶运动学建模思想建立了目标船水平面三自由度运动模型，采用间接控制法对进行船舶航向控制，设计了船舶航向PID控制器，并采用模糊自适应算法对PID控制器进行优化，船舶回转和操纵仿真实验结果表明，该运动模型具有较好的精度及控制效果。
　　（4）结合前文搭建的目标船推进系统—船舶运动—通航环境联合仿真模型，搭建目标船EEOI计算模块，基于LOS导航算法将目标航线进行航段划分及追踪。通过船舶不同航线、不同转速下的仿真实验结果分析，表明合理的航线规划可提高船舶能效水平，降低能量耗散。采用控制变量法对目标船能效影响因素进行分析，表明航速为特定航线能效优化的关键因素。利用遗传算法基于各航段海况数据针对航速优化求解，目标船采用优化后航速完成目标航线EEOI值和燃油消耗量与高速航行相比分别降低30.5%和18.9%，与低速航行相比分别降低5.9%和4.2%。