船舶能效管理系统标准现状及需求探讨

船舶能效管理系统市场情况

船舶能效管理系统是目前对船端信号源感知最为庞杂的系统，其感知需求涉及航行通导系统、机舱监测系统、燃油及液位系统、轴功率测量系统等。此外，国内外从事船舶能效管理相关系统和产品开发的厂家有数十家，各厂家在功能架构和实现基础设计方面均不相同。因此，如何合理界定船舶能效管理系统功能水平和属性，形成标准化的设计与选型方案，对于规范系统设备研发与应用、指导船东选用符合自身管理需求的产品至关重要。

表 国内外主要船舶能效管理系统

船舶能效管理系统功能架构

通过对以上市场主流产品进行功能拆解分析，可以看出当前船舶能效管理系统应具备基础功能和高级功能。其中 基础功能包括：

1.对船舶航行状态、能耗状况数据的自动采集和在线监测；

2.对船舶能耗、能效及排放量等进行分析、评估和预测。

高级功能包括 ：

1.结合航线特点、燃油油耗、经济效益等评估结果，提供基于不同目标的航速优化方案；

2.根据初始装载及船舶最佳航态进行分析，提供基于纵倾优化的最佳配载方案。

可以看出，当前主流的船舶能效管理系统，其应具有的核心模块包括船舶能效监测系统、船舶能效计算与评估软件、基于能效的航速优化系统、船舶纵倾优化系统。综合考虑船舶能效管理功能应用场景，系统通常具备实时性、可靠性、智能化等特点。实际研发应用过程中，普遍采用标准化、模块化思路，基于用户需求通过标准接口组建完整系统，以满足当前用户对产品的多样化需求以及产品自身生态体系的建设。

船舶能效管理系统标准现状与存在问题

标准是科研生产、运营管理的主要技术依据，是产品要求的重要表现形式，结合近年来船舶能效管理系统的研发和示范应用情况，经梳理，围绕船舶能效管理，现有标准主要涉及船舶能效监测、船舶能效分析与评估两方面。

目前，在船舶、工业过程与自动化、机械与工业设备、能源基础与管理、交通运输、电力等领域，国内外已形成一批的能效监测相关标准，这些标准中有关能效监测方法、能效数据采集、能效监测系统开发、数据格式、数据传输等要求可为船舶能效监测系统的研发和选型应用提供一定的参考和借鉴作用。其中ISO 15550:2016《内燃机 发动机功率的确定和测量方法 一般要求》、ISO 3046-1:2002《往复式内燃机性能第1部分：功率、燃料消耗和机油消耗的标定及试验方法 通用发动机的附加要求》等系列标准对船舶最大耗能单元——主机的能效数据测定具有较强指导作用。

但是，考虑到船舶能效综合管理的发展需求，除主机外还应考虑包括锅炉在内的船舶关键耗能设备能效数据以及海况、洋流、船舶纵倾等环境参数的监测，以实现船舶能效最大化的目的。而现有船舶能效监测相关标准主要面向船舶主动力装置燃油消耗状况的监测，另外标准中有关数据采集周期等要求也难以满足船舶能效实时在线监控、分析与评估和辅助决策的要求。

在船舶能效分析与评估方面，ISO 15016《船舶和海上技术　通过分析测速试航数据以确定速度和功率性能的评估导则》、GB/T 30008-2013《节能型船舶能效设计指数基准线值》、GB/T 30009-2013《船舶能效设计指数计算方法》、GB/T 30010-2013《船舶能效设计指数验证方法》等标准，规定了船舶能效设计指数基线值、计算方法、计算公式、参数选择和取值、能效设计指数的验证等相关要求，提供了有关船舶能耗分析与评估的基本依据和方法。

但是，现有船舶能效分析与评估标准主要针对船舶设计和试航阶段，对于船舶营运过程中能耗评估所涉及的全船、系统、主要耗能设备等不同层次能耗实时分析与评估，船舶能效及排放指标实时计算，能耗分布实时分析，能效指标对比分析等要求尚无相关规定；能效分析模型的建立等关键技术应用亦缺少标准化方案，亟需补充完善。

船舶能效管理系统标准需求分析

为形成对船舶能效管理系统研发与应用的配套支撑能力，建议结合国内外相关产品研发和应用经验，从船舶能效监测、计算评估、模型构建、优化决策、测试与验证等方面开展相关标准研究与制定。

船舶能效监测系统标准应主要对能效参数监测要求、信息采集设备、信号技术参数、数据质量管理、数据格式转换、数据共享、对外数据交互网络等功能和性能要求进行规定。

船舶能效计算与评估标准应主要对全船和关键耗能设备能耗分析和计算模型、能耗实时分布计算、能效趋势预测、能耗知识库模型、能耗评价指标选取和权重、重点能效指标基线（阈值）确定以及能效计算与评估软件开发等要求进行规定。

针对船舶航速优化和纵倾优化等建模要求，船舶能效优化与分析模型标准应主要对模型架构、核心功能、评价周期支持、评价结果等要求进行规定。

结语

船舶能效管理是船舶营运管理的重要环节，传统的管理手段大多靠人工统计和分析，随着信息化、网络化、智能化技术的引入，加之国际社会对船舶能耗的要求往往均带有强制性色彩，船舶能效管理系统相关产品技术迭代迅速，市场需求快速增长，根据目前市场主流产品应用情况，其在降低油耗方面具有相当可观的经济效益与市场推广前景。

通过标准规范指导产品研发与应用，可有效加快产品的研发、升级、推广应用和产业化进程，建议船舶行业加快开展船舶能效管理系统标准研究工作，并以此为基础，指导相关系统和产品实现模块化、标准化研制与应用。同时，应注重在系统研发与应用过程中反馈、收集相关运行数据来对标准进行持续更新完善，实现标准和技术协同推进。

供稿 | 李恒

图片 | 网络

编辑 | 刘凯茜