Design and challenges of an autonomous ship alarm monitoring system for enhanced maritime safety

• Autorzy: Bouanani Oumaima , Sandabad Sara , Allal Abdelmoula Ait , Ech-Chhibat Moulay El Houssine

Identyfikatory

DOI

10.35784/iapgos.6884

Warianty tytułu

PL

Projekt i wyzwania autonomicznego systemu monitorowania alarmów na statku dla zwiększenia bezpieczeństwa morskiego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Maritime transportation holds the largest share of global trade, but the rising operational costs-particularly those associated with human resources-pose significant challenges to the industry. Coupled with this, the shortage of skilled seafarers and the prevalence of humanerror, which accounts for 59.1% of maritime accidents, threaten the sector's sustainability. The shift towards autonomous ships presents a promising alternativefor enhancing operational efficiency and safety while reducing reliance on onboard human crews. Autonomous vessels, controlled remotely by shore-based engineers, require robust systems for effective and safe operation. One critical component of such systems is the autonomous ship alarm monitoring system, essential for managing the complex array of alarms that ensure the safety and functionality of ship operations. This paper examines the challenges posed by the increasing complexity of ship control systems and the necessity of enhanced automation. Through an in-situ study across various merchant ships, the criticality and response time of alarms were evaluated, leadingto a structured approach for engineer responsibilities and response strategies. The findings contribute to a proposed concept for an efficient, autonomous alarm management system, addressing both technicaland operational needsto support maritime sustainability.

PL

Transport morski stanowi największy udział w handlu światowym, jednak rosnące koszty operacyjne –zwłaszcza te związane z zasobami ludzkimi –stwarzają poważne wyzwania dla branży. Dodatkowo, niedobór wykwalifikowanych marynarzy oraz powszechność błędów ludzkich,które odpowiadająza 59,1% wypadków morskich, zagrażają trwałości sektora. Przejście na statki autonomiczne stanowi obiecującą alternatywę,która może zwiększyć efektywność operacyjną i bezpieczeństwo przy jednoczesnym zmniejszeniu zależności od załóg pokładowych. Statki autonomiczne, sterowane zdalnie przez inżynierów z lądu, wymagają solidnych systemów zapewniających ich skuteczne i bezpieczne działanie. Jednym z kluczowych elementów takich systemów jest autonomiczny system monitorowania alarmów, niezbędny do zarządzania złożoną siecią sygnałów alarmowych gwarantujących bezpieczeństwo i funkcjonalność operacji statku. Niniejszy artykuł analizuje wyzwania wynikające z rosnącej złożoności systemów sterowania statkami oraz konieczność zwiększenia poziomu automatyzacji. Na podstawie badań in-situ prowadzonych na różnych statkach handlowych oceniono krytyczność i czas reakcji na alarmy, co pozwoliło na opracowanie podejścia strukturalnego do obowiązków inżyniera oraz strategii reakcji. Wyniki te przyczyniają się do propozycji koncepcji wydajnego, autonomicznego systemu zarządzania alarmami, odpowiadającego zarówno na potrzeby techniczne, jak i operacyjne, wspierając tym samym zrównoważony rozwój sektora morskiego.

Słowa kluczowe

EN

autonomous ship; alarms monitoring system; maritime safety; remote operation

PL

statek autonomiczny; system monitorowania alarmów; bezpieczeństwo na morzu; zdalna obsługa

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
• Rocznik: 2025
• Tom: T. 15, nr 2
• Strony: 70--76
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., wykr.

Twórcy

autor

Bouanani Oumaima

• Mohammedia Hassan II Universityin Casablanca, ENSET Mohammedia, Laboratory of Modeling and Simulation of Intelligent Industrial Systems, Casablanca, Morocco

• https://orcid.org/0009-0006-0839-2282+

autor

Sandabad Sara

• Mohammedia Hassan II Universityin Casablanca, ENSET Mohammedia, Laboratory of Modeling and Simulation of Intelligent Industrial Systems, Casablanca, Morocco
• Higher Institute of Maritime Studies, Casablanca, Morocco

• https://orcid.org/0000-0002-0813-6178+

autor

Allal Abdelmoula Ait

• Mohammedia Hassan II Universityin Casablanca, ENSET Mohammedia, Laboratory of Modeling and Simulation of Intelligent Industrial Systems, Casablanca, Morocco

• https://orcid.org/0000-0002-1399-8581+

autor

Ech-Chhibat Moulay El Houssine

• Mohammedia Hassan II Universityin Casablanca, ENSET Mohammedia, Laboratory of Modeling and Simulation of Intelligent Industrial Systems, Casablanca, Morocco

• https://orcid.org/0000-0002-1979-0634+

Bibliografia

• [1] Ait Allal A., et al.: Implementation of 5G Communication Network for a Safe Operation of Autonomous and Conventional Ships. International Journal of Engineering Research in Africa 51, 2020, 229–248 [https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/JERA.51.229].
• [2] Allal A. A., et al.: Task Human Reliability Analysis for a Safe Operation of Autonomous Ship. 2nd International Conference on System Reliability and Safety – ICSRS. 2017 [10.1109/ICSRS.2017.8272800
• [3] Dagkinis I.  K., et al.: Modelling of the Availability for the Ship Integrated Control System Sensors. Cleaner Logistics and Supply Chain 9, 2023, 100119 [https://doi.org/10.1016/j.clsc.2023.100119].
• [4] EMSA. Annual Overview of Marine Casualties and Incidents. European Maritime Safety Agency, 2023.
• [5] Kang Y.-J., et al.: Hierarchical Level Fault Detection and Diagnosis of Ship Engine Systems. Expert Systems with Applications 213, 2023, 118814 [https://doi.org/10.1016/j.eswa.2022.118814].
• [6] Qi L., et al.: Design and Implementation of a New Type of Marine Engine Room Alarm Monitoring System. IEEE 4th Advanced Information Technology, Electronic and Automation Control Conference – IAEAC. IEEE, 2019 [https://doi.org/10.1109/IAEAC47372.2019.8997841].
• [7] Ruddianto R., et al.: The Experiment Practical Design of Marine Auxiliary Engine Monitoring and Control System. Indonesian Journal of Electronics, Electromedical Engineering, and Medical Informatics 3(4), 2021, 148–155 [https://doi.org/10.35882/ijeeemi.v3i4.4]. 
• [8] Sakhi F. E., et al.: Determination of Merchant Ships That Most Likely to and Be Autonomously Operated. 1st International Conference on Smart Systems Data Science – ICSSD. IEEE, 2019 [https://doi.org/10.1109/ICSSD47982.2019.9003055].
• [9] Størkersen K.  V.: Safety Management in Remotely Controlled Vessel Operations. Marine Policy [https://doi.org/10.1016/j.marpol.2021.104349].
• [10] Tawiah I., et al.: Marine Engine Room Alarm Monitoring System. International Journal of Advanced Computer Science and Applications 9(6), 2018 [https://doi.org/10.14569/IJACSA.2018.090659].
• [11] Xue T., et al.: Ship Power System Modeling and Monitoring Alarm Interface Design. The 2022 International Conference on Electrical, Control and Information Technology – ECITech 2022. VDE, 2022.
• [12] Yang X., et al.: A Framework to Identify Failure Scenarios in the Control Mode Transition Process for Autonomous Ships with Dynamic Autonomy. Ocean & Coastal Management 249, 2024, 107003 [https://doi.org/10.1016/j.ocecoaman.2023.107003].