doi: 10.52899/24141437_2026_01_41
UDK: 629.5

Engineering Principles for Integrating Internet of Things in Marine Vessel Structure and Process Systems

Логинова А. А., Логинова Е. А.
Article language:
Citation Link: Loginova EA, Loginova AA. Engineering Principles for Integrating Internet of Things in Marine Vessel Structure and Process Systems. Transactions of the Saint Petersburg State Marine Technical University. 2026;5(1):41–52. DOI: https://doi.org/10.52899/24141437_2026_01_41 EDN: BPYRDI

Annotation

Актуальность. Цифровая трансформация морской отрасли, обусловленная необходимостью повышения конкурентоспособности, безопасности и экологической устойчивости, делает внедрение Интернета вещей (IoT) стратегическим императивом. Современное судно генерирует огромные массивы данных от тысяч датчиков, контроль которых традиционными методами неэффективен. IoT формирует распределённую сеть устройств, создавая непрерывный контур мониторинга и управления системами судна. Это позволяет перейти от реактивного и планового технического обслуживания к предиктивному, прогнозируя отказы и оптимизируя межсервисные интервалы. Актуальность темы обусловлена растущим давлением со стороны международных регуляторов (IMO, MARPOL) по снижению выбросов парниковых газов и ужесточением требований к безопасности мореплавания. Кроме того, в условиях экономической нестабильности и высоких цен на топливные ресурсы IoT-решения способствуют значительной экономии операционных расходов за счёт оптимизации режимов работы энергетической установки и логистических процессов. Таким образом, исследование архитектурных принципов, направлений применения и экономического эффекта IoT чрезвычайно актуально для судовладельцев, судостроителей и операторов морского транспорта. Цель. Провести комплексный анализ возможностей, архитектурных решений, экономической эффективности и ключевых проблем внедрения технологий IoT на морских судах. Методы. В исследовании применялись методы системного анализа и синтеза для проектирования многоуровневой архитектуры IoT. Использовалось сравнительное моделирование экономических показателей (TBM vs PdM). Для оценки эффективности осуществлялся анализ конкретных примеров внедрения IoT от ведущих игроков рынка (Wärtsilä, Kongsberg, Rolls-Royce). Проводился обзор современных научных публикаций и технической документации. Результаты. Определена и детализирована многоуровневая архитектура судовой IoT-системы, адаптированная к условиям морской среды. Выявлены и количественно оценены ключевые экономические эффекты: снижение затрат на техническое обслуживание оборудования на 10–20%, уменьшение расхода топлива на 5–15% и сокращение количества аварийных остановок на 30–50%. Систематизированы основные направления применения IoT: прогнозное техническое обслуживание, достижение энергетической эффективности и топливной экономии, повышение навигационной безопасности, мониторинг грузов и обеспечение безопасности экипажа. Выявлены системные ограничения, такие как дороговизна спутниковой связи, киберугрозы и сложность интеграции с устаревшим флотом. Заключение. Внедрение технологий IoT на морских судах — экономически обоснованное и технологически достижимое направление цифровой трансформации отрасли. Разработанная архитектура позволяет эффективно собирать, обрабатывать и анализировать данные, трансформируя их в управляющие воздействия и бизнес-инсайты. Несмотря на существующие вызовы, связанные со связью, безопасностью и интеграцией, потенциал IoT для повышения уровня операционной эффективности, безопасности и экологичности морских перевозок является значительным и определяющим будущее отрасли. Дальнейшее развитие связано с интеграцией IoT с цифровыми двойниками, искусственным интеллектом и концепцией автономного судовождения. Keywords: Internet of Things; smart ship; maritime fleet; predictive maintenance; energy efficiency; cybersecurity; edge computing; digital twin; Internet of Things architecture; economic impact.

Bibliography

1. Chen H, Wen Y, Huang Y, et al. Edge Computing Enabling Internet of Ships: A Survey on Architectures, Emerging Applications, and Challenges. IEEE Internet of Things Journal. 2025;12(2):1509–1529. doi: 10.1109/JIOT.2024.3491162.
2. Hwang H, Joe I. An IoT-based Cloud Data Platform with Multi-Region Fog Cloud for Worldwide Ship Multi-Service. Preprints (undetermined journal). 2023. doi: 10.20944/preprints202309.0427.v1.
3. O’Dwyer R. STQ ferry engines to benefit from AI predictive maintenance. Smart Maritime Network (online), 21 Sep. 2021 – [cited 2025 Nov. 25]. Available from: https://smartmaritimenetwork.com/2021/09/21/stq-ferryengines-to-benefit-from-ai-predictive-maintenance/
4. O’Dwyer R. Smart Ship Hub to integrate with Kongsberg Digital vessel data platform // Smart Maritime Network (online), 23 Aug. 2024. – [cited 2025 Nov. 25]. Available from: https://smartmaritimenetwork. com/2024/08/23/smart-ship-hub-to-integrate-with-kongsberg-digitalvessel-data-platform/
5. International Maritime Organization. IMO to develop global strategy for maritime digitalization (press release, 18 Mar. 2025). – [cited 2025 Nov. 25]. Available from: https://www.imo.org/en/mediacentre/ pressbriefings/pages/imo-global-strategy-maritime-digitalization.aspx
6. ISA. ISA/IEC 62443 Series of Standards: The World’s Only ConsensusBased Automation and Control Systems Cybersecurity Standards – Developed by the International Society of Automation (ISA website, 2024). – [cited 2025 Nov. 25]. Available from: https://www.isa.org/standards-and-publications/ isa-standards/isa-iec-62443-series-of-standards
7. Russian VSAT and IoT market on ships. SeaNews. 2022, 14 Feb. – [cited 2025 Nov. 25]. Available from: https://seanews.ru/2022/02/14/ru-rossiiskiirynok-vsat-i-iot-na-morskih-sudah/