<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">gumrf</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarova</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2309-5180</issn><issn pub-type="epub">2500-0551</issn><publisher><publisher-name>ФГБОУ ВО «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21821/2309-5180-2022-14-2-248-256</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">gumrf-196</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ЭКСПЛУАТАЦИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА, ВОДНЫЕ ПУТИ СООБЩЕНИЯ И ГИДРОГРАФИЯ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>OPERATION OF WATER TRANSPORT, WATERWAYS AND HYDROGRAPHY</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>ОЦЕНКА ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО РИСКА ДЛЯ МОРСКИХ АВТОНОМНЫХ СУДОВ</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>OPERATIONAL RISK ASSESSMENT FOR MARINE AUTONOMOUS VESSELS</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Гамс</surname><given-names>А. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Gams</surname><given-names>A. V.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">gams@msun.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Акмайкин</surname><given-names>Д. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Akmaykin</surname><given-names>D. A.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">akmaykin@msun.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Ильченко</surname><given-names>А. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ilchenko</surname><given-names>A. A.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">ilchenko@msun.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>МГУ им. адм. Г. И. Невельского</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Maritime State University named after admiral G. I. Nevelskoy</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2022</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>28</day><month>06</month><year>2022</year></pub-date><volume>14</volume><issue>2</issue><fpage>248</fpage><lpage>256</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Гамс А.В., Акмайкин Д.А., Ильченко А.А., 2022</copyright-statement><copyright-year>2022</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Гамс А.В., Акмайкин Д.А., Ильченко А.А.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Gams A.V., Akmaykin D.A., Ilchenko A.A.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://journal.gumrf.ru/jour/article/view/196">https://journal.gumrf.ru/jour/article/view/196</self-uri><abstract><p>Темой исследования является вопрос оценки безопасности применения судов автономного типа и подходящих критериев режима эксплуатации, имеющий статус приоритетного, так как в настоящее время большое количество прототипов таких судов планируется к спуску на воду. Отмечается, что классификационные общества определяют правила классификации и постройки данного типа судов. В статье предлагается использовать метод анализа видов и последствий отказов, хорошо зарекомендовавший себя в аэрокосмической промышленности во второй половине прошлого века. Для этого используется концепция приоритета риска, взятая из анализа рейтингов возникновений и последствий отказов. Все параметры для определения приоритета риска получены в ходе анализа аварий различных типов судов, в том числе безэкипажных. Рассмотрен рейтинг возникновения режима отказа в автономном судовождении, рейтинг критичных последствий режима отказов и рейтинг обнаружения режима отказа для автономных судов. Каждый их указанных видов рейтинга включает десять уровней. Оценка уровней отказов состоит изчетырех этапов. Первоначально необходимо осуществить определение потенциальных режимов отказа. Затем проводится оценка параметров концепции приоритета риска и вида отказа. Для каждого эксплуатационного режима работы, а именно: ручного управления, дистанционного или автономного управления осуществляется расчет сценария концепции приоритета риска. Выполнен анализ результатов расчета, сформулированы предложения для каждого из трех эксплуатационных режимов и даны рекомендации корректирующих действий. Полученные результаты показывают, что в одинаковых условиях диапазон уровня риска варьируется в зависимости от эксплуатационных режимов автономного судна. Результаты представлены в таблице выбора корректирующих действий и графически для визуальной оценки и направленности опасности. Предложенный подход позволяет выбрать наиболее безопасный для данного уровня риска режим эксплуатации, а также спрогнозировать необходимые корректирующие действия.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The topic of the study is the issue of assessing the safety of the use of autonomous type vessels and suitable criteria for the mode of operation, which has a priority status, since currently a large number of prototypes of such vessels are planned to be launched. It is noted that classification societies determine the rules of classification and construction of this type of vessels. Using the method of analyzing the types and consequences of failures, which is well-established in the aerospace industry in the second half of the last century, is suggested in the paper. For this purpose, the concept of risk priority taken from the analysis of the ratings of the failures occurrence and consequences is used. All parameters for determining the priority of risk are obtained during the analysis of accidents of the various types of vessels, including those, which are without crew. The rating of the failure mode occurrence in autonomous navigation, the rating of the failure mode critical consequences and the failure mode detection rating for autonomous vessels are considered. Each of these types of rating includes ten levels. The assessment of failure levels consists of four stages. Initially, it is necessary to identify potential failure modes. Then the parameters of the risk priority concept and the type of failure are evaluated. For each operational mode of operation, namely manual control, remote or autonomous control, the risk priority concept scenario is calculated. The analysis of the calculation results is carried out and proposals are formulated and recommendations of corrective actions are given. The results obtained have shown that under the same conditions, the range of the risk level varies depending on the operating modes of an autonomous vessel. The results are presented in the table of the choice of corrective actions and given graphically for visual assessment and direction of danger. The proposed approach makes it possible to choose the most safe mode of operation for this level of risk, as well as to predict the necessary corrective actions.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>морские надводные суда</kwd><kwd>безэкипажное судно</kwd><kwd>оценка риска</kwd><kwd>режимы работы безэкипажных судов</kwd><kwd>режимы управления</kwd><kwd>концепция приоритета риска</kwd><kwd>режим эксплуатации</kwd><kwd>последствия отказов</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>sea surface vessels</kwd><kwd>unmanned vessel</kwd><kwd>risk assessment</kwd><kwd>operating modes of unmanned vessels</kwd><kwd>control modes</kwd><kwd>risk priority concept</kwd><kwd>operating mode</kwd><kwd>consequences of failures</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">IMO Takes First Stepsto Address Autonomous Ships [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.imo.org/en/MediaCentre/PressBriefings/Pages/08-MSC-99-MASS-scoping.aspx (дата обращения: 07.02.2022).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">IMO Takes First Stepsto Address Autonomous Ships [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.imo.org/en/MediaCentre/PressBriefings/Pages/08-MSC-99-MASS-scoping.aspx (дата обращения: 07.02.2022).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зайцев А. И. Беспилотные технологии на водном транспорте - реальность и перспективы / А. И. Зайцев, В. В. Каретников, А. А. Сикарев // Морская радиоэлектроника. -2017. - № 3(61). - С. 6-9.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Зайцев А. И. Беспилотные технологии на водном транспорте - реальность и перспективы / А. И. Зайцев, В. В. Каретников, А. А. Сикарев // Морская радиоэлектроника. -2017. - № 3(61). - С. 6-9.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Дмитриев В. И. Методы обеспечения безопасности мореплавания при внедрении беспилотных технологий / В. И. Дмитриев, В. В. Каретников // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2017. - Т. 9. - № 6. - С. 1149-1158. DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-6-1149-1158.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Дмитриев В. И. Методы обеспечения безопасности мореплавания при внедрении беспилотных технологий / В. И. Дмитриев, В. В. Каретников // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2017. - Т. 9. - № 6. - С. 1149-1158. DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-6-1149-1158.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Porathe T. Remote Monitoring and Control of Unmanned Vessels-The MUNIN Shore Control Centre / T. Porathe // Proceedings of the 13th International Conference on Computer Applications and Information Technology in the Maritime Industries (COMPIT ‘14). - 2014. - Pp. 460-467.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Porathe T. Remote Monitoring and Control of Unmanned Vessels-The MUNIN Shore Control Centre / T. Porathe // Proceedings of the 13th International Conference on Computer Applications and Information Technology in the Maritime Industries (COMPIT ‘14). - 2014. - Pp. 460-467.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гамс А. В. Координация поисково-спасательных операций с помощью безэкипажных судов / А. В. Гамс// Всероссийские научные чтения имени академика А. Д. Сахарова: сб. ст. Всеросс. науч.-практ. конф. - Петрозаводск: МЦНП «Новая наука», 2021. - С. 224-228.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Гамс А. В. Координация поисково-спасательных операций с помощью безэкипажных судов / А. В. Гамс// Всероссийские научные чтения имени академика А. Д. Сахарова: сб. ст. Всеросс. науч.-практ. конф. - Петрозаводск: МЦНП «Новая наука», 2021. - С. 224-228.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Medhaug S. D. Future of Autonomous Shipping from an Administration Point of View / S. D. Medhaug // Proceedings of the 18th International Conference on Computer and IT Applications in the Maritime Industries (COMPIT’19). - Hamburg: Technische Universität Hamburg-Harburg, 2019. - Pp. 94-103.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Medhaug S. D. Future of Autonomous Shipping from an Administration Point of View / S. D. Medhaug // Proceedings of the 18th International Conference on Computer and IT Applications in the Maritime Industries (COMPIT’19). - Hamburg: Technische Universität Hamburg-Harburg, 2019. - Pp. 94-103.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Каменев М. С. Методика по оценке потерь мощности радиосигнала Bluetooth при прохождении сигнала сквозь судовые металлические переборки / М. С. Каменев, Д. А. Акмайкин, А. В. Гамс // Эксплуатация морского транспорта. - 2021. - № 4 (101). -С. 75-80.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Каменев М. С. Методика по оценке потерь мощности радиосигнала Bluetooth при прохождении сигнала сквозь судовые металлические переборки / М. С. Каменев, Д. А. Акмайкин, А. В. Гамс // Эксплуатация морского транспорта. - 2021. - № 4 (101). -С. 75-80.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Man Y. From desk to field-Human factor issues in remote monitoring and controlling of autonomous unmanned vessels / Y. Man, M. Lundh, T. Porathe, S. MacKinnon // Procedia Manufacturing. - 2015. - Vol. 3. - Pp. 2674-2681. DOI: 10.1016/j.promfg.2015.07.635.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Man Y. From desk to field-Human factor issues in remote monitoring and controlling of autonomous unmanned vessels / Y. Man, M. Lundh, T. Porathe, S. MacKinnon // Procedia Manufacturing. - 2015. - Vol. 3. - Pp. 2674-2681. DOI: 10.1016/j.promfg.2015.07.635.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Hart F. Fail-safe priority-based approach for autonomous intersection management / F. Hart, M. Saraoglu, A. Morozov, K. Janschek // IFAC-PapersOnLine. - 2019. - Vol. 52. - Is. 8. - Pp. 233-238. DOI: 10.1016/j.ifacol.2019.08.076.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Hart F. Fail-safe priority-based approach for autonomous intersection management / F. Hart, M. Saraoglu, A. Morozov, K. Janschek // IFAC-PapersOnLine. - 2019. - Vol. 52. - Is. 8. - Pp. 233-238. DOI: 10.1016/j.ifacol.2019.08.076.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Chang K. H. A novel efficient approach for DFMEA combining 2-tuple and the OWA operator / K. H. Chang, T. C. Wen // Expert Systems with Applications. - 2010. - Vol. 37. - Is. 3. - Pp. 2362-2370. DOI: 10.1016/j.eswa.2009.07.026.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Chang K. H. A novel efficient approach for DFMEA combining 2-tuple and the OWA operator / K. H. Chang, T. C. Wen // Expert Systems with Applications. - 2010. - Vol. 37. - Is. 3. - Pp. 2362-2370. DOI: 10.1016/j.eswa.2009.07.026.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Chang K. H. Evaluate the orderings of risk for failure problems using a more general RPN methodology / K. H. Chang // Microelectronics Reliability. - 2009. - Vol. 49. - Is. 12. - Pp. 1586-1596. DOI: 10.1016/j.microrel.2009.07.057.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Chang K. H. Evaluate the orderings of risk for failure problems using a more general RPN methodology / K. H. Chang // Microelectronics Reliability. - 2009. - Vol. 49. - Is. 12. - Pp. 1586-1596. DOI: 10.1016/j.microrel.2009.07.057.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Zúñiga A. A. Classical failure modes and effects analysis in the context of smart grid cyber-physical systems / A. A. Zúñiga, A. Baleia, J. Fernandes, P. J. D. C. Branco // Energies. - 2020. - Vol. 13. - Is. 5. - Pp. 1215. DOI: 10.3390/en13051215.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zúñiga A. A. Classical failure modes and effects analysis in the context of smart grid cyber-physical systems / A. A. Zúñiga, A. Baleia, J. Fernandes, P. J. D. C. Branco // Energies. - 2020. - Vol. 13. - Is. 5. - Pp. 1215. DOI: 10.3390/en13051215.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Liu S. An improved assessment method for FMEA for a shipboard integrated electric propulsion system using fuzzy logic and DEMATEL theory / S. Liu, X. Guo, L. Zhang // Energies. - 2019. - Vol. 12. - Is. 16. - Pp. 3162. DOI: 10.3390/en12163162.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Liu S. An improved assessment method for FMEA for a shipboard integrated electric propulsion system using fuzzy logic and DEMATEL theory / S. Liu, X. Guo, L. Zhang // Energies. - 2019. - Vol. 12. - Is. 16. - Pp. 3162. DOI: 10.3390/en12163162.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Utne I. B. Risk management of autonomous marine systems and operations / I. B. Utne, A. J. Sørensen, I. Schjølberg // International conference on offshore mechanics and arctic engineering. - American Society of Mechanical Engineers, 2017. - Vol. 57663. - Pp. V03BT02A020. DOI: 10.1115/OMAE2017-61645.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Utne I. B. Risk management of autonomous marine systems and operations / I. B. Utne, A. J. Sørensen, I. Schjølberg // International conference on offshore mechanics and arctic engineering. - American Society of Mechanical Engineers, 2017. - Vol. 57663. - Pp. V03BT02A020. DOI: 10.1115/OMAE2017-61645.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ziajka-Poznańska E. Costs and benefits of autonomous shipping - A literature review / E. Ziajka-Poznańska, J. Montewka // Applied Sciences. - 2021. - Vol. 11. - Is. 10. - Pp. 4553. DOI: 10.3390/app11104553.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ziajka-Poznańska E. Costs and benefits of autonomous shipping - A literature review / E. Ziajka-Poznańska, J. Montewka // Applied Sciences. - 2021. - Vol. 11. - Is. 10. - Pp. 4553. DOI: 10.3390/app11104553.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Liu H. C. Risk evaluation in failure mode and effects analysis with extended VIKOR method under fuzzy environment / H. C. Liu, L. Liu, N. Liu, L. X. Mao // Expert Systems with Applications. - 2012. - Vol. 39. - Is. 17. - Pp. 12926-12934. DOI: 10.1016/j.eswa.2012.05.031.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Liu H. C. Risk evaluation in failure mode and effects analysis with extended VIKOR method under fuzzy environment / H. C. Liu, L. Liu, N. Liu, L. X. Mao // Expert Systems with Applications. - 2012. - Vol. 39. - Is. 17. - Pp. 12926-12934. DOI: 10.1016/j.eswa.2012.05.031.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
