Väitös konetekniikan alalta, M.Sc. Meriam Chaal

Turvallisuuden edistäminen autonomisessa merenkulussa nykyaikaisilla vaara-analyysimenetelmillä: järjestelmäteoreettinen lähestymistapa

Merenkulkuala on kehittymässä kohti autonomista laivaliikennettä, vähentäen ihmisten osallistumista ja parantaen turvallisuutta ja tehokkuutta. Tämä siirtymä voi kuitenkin tuoda mukanaan uusia turvallisuushaasteita. Tämän vuoksi tämä väitöskirja pyrkii edistämään autonomisen aluksen turvallisuutta ehdottamalla sopivia riskinarviointimenetelmiä näiden uusien turvallisuushaasteiden tunnistamiseksi ja käsittelemiseksi.
Tässä väitöskirjassa analysoidaan aluksi autonomisten aluksien turvallisuutta koskevaa kirjallisuutta ja sen kehitystä. Analyysin tuloksena kartoitetaan lisätutkimusta vaativat alueet ja tunnistetaan riskinarviointimenetelmät, joita voidaan soveltaa autonomisiin aluksiin. Keskeisenä painopisteenä on STPA (System Theoretic Process Analysis) -menetelmä, joka osoittautui tehokkaaksi monimutkaisten järjestelmien mallintamisessa, niiden vuorovaikutusten ymmärtämisessä ja mahdollisten vaarojen analysoinnissa. Väitöskirjatyössä STPA menetelmää jatkokehitetään edelleen todennäköisyyspohjaisella riskien mallinnustyökalulla (Bayesian Network), mahdollistaen sen integroinnin merenkulkualan käyttämään riskinarviointiprosessiin.
Lisäksi tässä väitöskirjassa kuvataan merenkulun operatiivisen järjestelmän ja autonomisen aluksen navigointijärjestelmän hierarkkisia ohjausrakenteita. Tämä tutkimus paljastaa tarpeen selventää keskeisiä turvallisuusvastuita eri merenkulun sidosryhmien välillä varmistaaksemme sujuvan siirtymisen kohti autonomiaa. Lisäksi todettiin, että ihmisten sopeutumiskykyä on huolellisesti jäljiteltävä, jos perinteistä navigointivarustusta yhdistetään autonomisiin järjestelmiin.
Yhteenvetona voidaan todeta, että tämä väitöskirja toimii teknisenä kompassina, joka ohjaa merenkulkualaa kohti parannettua turvallisuutta autonomisen laivaliikenteen aikakaudella. Tämä tutkimus pyrkii edistämään järjestelmäteoreettista riskinarviointikäytäntöä merenkulkualalla, ottaen huomioon muuttuvan sääntely-ympäristön ja kehittyvien järjestelmien monimutkaisuuden.

Tohtoriopiskelija: Meriam Chaal

Merijärjestelmien turvallisuuden professori (Dr.) Gerasimos Theotokatos, Strathclyden yliopisto, Glasgow, Skotlanti, Yhdistynyt kuningaskunta

Kustos: Apulaisprofessori Osiris Valdez Banda, Aalto-yliopiston tekniikan korkeakoulu, konetekniikan laitos

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 10 päivää ennen väitöstä): https://aaltodoc.aalto.fi/doc_public/eonly/riiputus/

Tohtoriopiskelijan yhteystiedot: Meriam Chaal, [email protected], +358504320739

Tekniikan korkeakoulujen väitöskirjat: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/49