285 прочтений

Федеральный проект по созданию основанной на больших данных системы комплексного управления водными ресурсами крупнейшего в России и третьего по величине в мире – Обь-Иртышского речного бассейна

Центр НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии» в качестве технологического координатора и исполнителя проекта участвует в разработке уникального федерального проекта по созданию основанной на больших данных системы комплексного управления водными ресурсами крупнейшего в России и третьего по величине в мире – Обь-Иртышского речного бассейна.

Проект был инициирован губернатором Кузбасса Сергеем Цивилевым в марте 2019 года, в его реализацию вовлечены 12 регионов Западной Сибири и Урала (Кемеровская область-Кузбасс, Томская, Новосибирская, Омская, Челябинская, Свердловская, Курганская, Тюменская области, ХМАО-Югра, ЯНАО, Алтайский край, Республика Алтай). Он направлен на оздоровление Обь-Иртышского бассейна и его основных рек – Обь, Иртыш, Томь, Тобол, Миасс и Тура.

Цифровое моделирование экосистемы главных сибирских рек позволит выявить основные факторы, критически влияющие на уровень техногенной нагрузки, определить пути решения проблем, связанных с накопленным экологическим ущербом, и перейти к системной реализации мер по оздоровлению водных объектов.

В рамках масштабного проекта, аналогов которому в мире пока нет, ставится грандиозная технологическая и управленческая задача: с применением технологии цифровых двойников (Digital Twins) и больших данных (Big Data) создать комплексную систему управления водными ресурсами, которая станет инструментом поддержки принятия решений для федеральных и региональных органов власти, а также промышленных предприятий – водопользователей.

Единое платформенное решение позволит в оперативном режиме фиксировать нарушения природоохранного законодательства, выявлять и точно определять источники загрязнения, оценивать размер нанесенного ущерба и определять состав мер, направленных на оздоровление и значительное снижение в дальнейшем антропогенной нагрузки на водные объекты. Проект предполагает разработку нового типа оборудования мирового уровня в соответствии с изменением технологических процессов базовых промышленных предприятий.

В сферу ответственности специалистов Центра компетенций НТИ СПбПУ войдут следующие этапы разработки:

  • Создание «цифровой тени» (Digital Shadow) речного бассейна с применением создаваемой в рамках проекта системы сбора и обработки мультимодальной потоковой информации на основе принципов интернета вещей (например, данные современных гидропостов – наземных измерительных комплексов с автоматическим поступлением информации в систему в режиме онлайн, данные дистанционного зондирования Земли и мониторинга при помощи беспилотных летательных аппаратов); формирование базы данных и базы знаний по динамическому состоянию рек и определение зон благополучия, критических зон и зон бедствия.
  • Создание «умного» цифрового двойника (Smart Digital Twin) речного бассейна как техноприродного объекта с определением критических факторов техногенной нагрузки. Формирование матрицы критических параметров и ограничений позволит перейти к предсказательному цифровому моделированию состояния водного объекта.

В результате проекта предполагается создание удобной и наглядной цифровой системы управления водными объектами Обь-Иртышского бассейна, обладающей высокой степенью адекватности водным объектам и включающей интеллектуальные цифровые сервисы с различными функциональными возможностями и интерфейсами:

  • международный интерфейс – система отслеживания влияния на состояние водных объектов каждой из стран, оперативного обнаружения и факторного анализа загрязнений, их эффективной локализации и контроля восстановления состояния объекта;
  • федеральный интерфейс – система долгосрочного планирования мероприятий по сохранению и оздоровлению водных объектов, предполагающая привязку к системе разрешительных документов, штрафов и санкций к цифровой модели объекта;
  • региональный интерфейс – управленческий интерфейс для реализации регионального экологического стандарта;
  • интерфейс природопользователей – управленческий интерфейс с данными конкретных природопользователей, ориентированный на их технологические процессы и мониторинг их влияния на водный объект;
  • общественный интерфейс – открытый сервис информирования населения об экологическом состоянии системы рек в режиме онлайн.

Проект «Цифровой Обь-Иртышский бассейн» планируется к реализации в рамках национальных проектов Российской Федерации «Экология», «Наука», «Образование», «Международная кооперация и экспорт» и национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации». Проект поддержан Министерством природных ресурсов и экологии РФ, Министерством цифрового развития, связи и массовых коммуникаций РФ, Федеральной службой по надзору в сфере природопользования, Аналитическим центром при Правительстве РФ и Администрацией Президента Российской Федерации. Организовано взаимодействие с рабочими группами Национальной технологической инициативы, в числе которых – «Технет» (передовые производственные технологии), на реализацию дорожной карты которой направлена деятельность Центра компетенций НТИ СПбПУ, а также «Маринет» и «Аэронет».

Предусмотренный проектом «Цифровой Обь-Иртышский бассейн» принцип комплексного управления водными ресурсами реализуется в Российской Федерации в соответствии с целью №6.5 утвержденных Генеральной Ассамблеей ООН в 2015 году «Целей в области устойчивого развития» («Преобразование нашего мира: повестка дня в области устойчивого развития на период до 2030 года»): «К 2030 году обеспечить комплексное управление водными ресурсами на всех уровнях, в том числе при необходимости на основе трансграничного сотрудничества». Необходимо отметить, что 22 апреля 2020 года СПбПУ занял 37-ю позицию в мировом рейтинге влияния вузов на процесс реализации Целей устойчивого развития.

Научно-технологическими координаторами и разработчиками проекта являются Институт вычислительных технологий и Институт водных и экологических проблем Сибирского отделения Российской академии наук и Центр компетенций НТИ СПбПУ. В качестве основного технологического партнера выступает Государственная корпорация «Ростех».

Проект станет серьезным шагом к построению на новом качественном уровне комплексной системы управления водными ресурсами, и затем может быть масштабирован и тиражирован на другие водные объекты как в России, так и в других странах.

Хронология запуска проекта

  • 16 мая 2019 года концепция проекта «Цифровой Обь-Иртышский бассейн», в разработке которой приняли участие представители научного сообщества 5 приобских регионов (Кузбасса, Челябинской области, Тюменской области, ХМАО-Югры и ЯНАО) была представлена и поддержана на заседании Научного совета РАН по глобальным экологическим проблемам. В решении Научного совета была отмечена необходимость разработки нового федерального проекта в рамках национального проекта «Экология».
  • 24-26 июня 2019 года Инициатива нового федерального проекта «Цифровой Обь-Иртышский бассейн» подробно рассмотрена на Всероссийском водном конгрессе, необходимость поддержки Правительством Российской Федерации этой системной инициативы была отмечена в резолюции Конгресса.
  • 8 июля 2019 года в рамках Международной промышленной выставки ИННОПРОМ-2019 состоялась конференция «Арктическая платформа Урала», на которой доклады по проекту представили заместитель губернатора Кемеровской области – Кузбасса по экономическому развитию Константин Венгер и главный научный сотрудник Кемеровского филиала Института вычислительных технологий Сибирского отделения РАН Юрий Манаков. По итогам ИННОПРОМа-2019 Правительства Свердловской и Курганской областей подписали с Правительством Кузбасса планы совместных мероприятий по реализации проекта.

  • 12 июля 2019 распоряжением Губернатора Кузбасса № 75-рг создан Координационный совет по реализации проекта. Организована детальная проработка проекта с участием всех технологических координаторов и партнеров.
  • 16 июля 2019 года в рамках программы образовательного интенсива «Остров 10-22» состоялась экспертная сессия по проекту с участием заместителя министра природных ресурсов и экологии РФ Е.В. Пановой. Принято решение о создании Экспертного совета по реализации проекта при Минприроды России. Экспертный совет создан приказом Минприроды России от 13.03.2020 № 127, в его состав вошли представители федеральных органов власти, приобских регионов – участников проекта, научно-технологические координаторы и технологические партнеры проекта.

  • 29 августа 2019 года проект представлен на пленарном заседании Петербургского цифрового форума «Прорывные цифровые технологии для стратегических отраслей развития» с участием первого заместителя руководителя Администрации Президента РФ С.В. Кириенко. В резолюцию форума включены рекомендации Правительству РФ, в числе которых: включение проекта в состав мероприятий национальных проектов и национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации», разработка и организация комплекса мер государственной поддержки проекта, использование проектных решений в качестве опыта цифровой трансформации стратегических отраслей экономики и перехода на комплексное управление природными ресурсами на основе данных, который необходимо рекомендовать к распространению и масштабированию при реализации других проектов на территории Российской Федерации.

  • 15 ноября 2019 года в Аналитическом центре при Правительстве РФ состоялось экспертное обсуждение проекта, участниками которого стали руководители Координационного совета по реализации проекта, научно-технологические координаторы, представители инициативной и экспертной группы проекта, а также представители заинтересованных федеральных органов власти. Руководитель рабочей группы по цифровизации государственного управления АНО «Цифровая экономика» Олег Фомичев отметил, что проект согласуется с задачами федерального проекта «Цифровое государственное управление» и реформы контрольно-надзорной деятельности, поэтому обоснованно рассматривается вариант включения мероприятий по его реализации в состав мероприятий федерального проекта. Также проект поддержали советник министра природных ресурсов и экологии РФ Вячеслав Харламов, начальник Кемеровского ЦГМС – филиала ФГБУ «Западно-Сибирское УГМС» Раиса Бузунова, представители Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций РФ.

  • 15 ноября 2019 года Правительством Кузбасса подписано четырехстороннее соглашение с тремя научно-технологическими координаторами проекта: Институтом водных и экологических проблем Сибирского отделения РАН, Институтом вычислительных технологий Сибирского отделения РАН, Центром компетенций НТИ «Новые производственные технологии» СПбПУ. Кроме того, определены основные технологические партнеры проекта: ГК «Ростех», ГК «Сканэкс», НИИПЭ, Госрыбцентр, Российская ассоциация водоснабжения и водоотведения.
  • 20 ноября 2019 года Заместителем Председателя Правительства Российской Федерации А.В. Гордеевым было подписано поручение № АГ-П10-10073 Минприроды России, Минобрнауки России и Минкомсвязи России совместно с Правительством Кузбасса и заинтересованными федеральными органами власти проработать предложения по созданию отдельного федерального проекта «Цифровой Обь-Иртышский бассейн» в рамках национального проекта «Экология». В рамках исполнения этого поручения Правительством Кузбасса разработан и направлен в Минприроды России паспорт нового федерального проекта.
  • 1–5 декабря 2019 года межрегиональная команда проекта приняла участие в работе «Зимнего Острова» в г. Сочи, и представила опыт организации межрегионального научно-технологического сотрудничества при реализации проектов федерального и международного значения.
  • 6 декабря 2019 года проект представлен на форуме «Глобальное технологическое лидерство» в Сочи и получил высокую оценку экспертов федерального уровня.

  • 23 января 2020 года проект получил поддержку на совещании в Администрации Президента Российской Федерации, организованном Управлением Президента РФ по развитию информационно-коммуникационных технологий и инфраструктуры связи.
  • 12 марта 2020 года состоялось заседание экспертной группы в Аналитическом центре при Правительстве Российской Федерации, на котором представители Минкомсвязи России поддержали проект и выразили готовность рассмотрения заявки на его финансирование в рамках национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации».
  • 12 марта 2020 года инициатива создания нового федерального проекта «Цифровой Обь-Иртышский бассейн» была поддержана на заседании Научно-технического совета Росприроднадзора.
  • 13 марта 2020 года состоялось заседание Экспертного совета по реализации проекта при Министерстве природных ресурсов и экологии Российской Федерации. Сопредседатели Экспертного совета – заместитель министра природных ресурсов и экологии РФ Елена Панова и губернатор Кузбасса Сергей Цивилев – представили результаты работы по инициированию и разработке проекта. В числе этих результатов: разработка технологической концепции и архитектуры проекта, определение основных научно-технологических координаторов и партнеров проекта, подготовка паспорта нового федерального проекта (в соответствии с поручением заместителя Председателя Правительства РФ А.В. Гордеева от 20.11.2019 года). По итогам обсуждения было принято решение о вынесении на рассмотрение проектного комитета национального проекта «Экология» вопроса о подготовке к утверждению нового федерального проекта «Цифровой Обь-Иртышский бассейн».

  • 24 апреля 2020 года состоялось посвященное реализации федерального проекта рабочее онлайн-совещание, участие в котором приняли руководитель Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромета) Игорь Шумаков, сотрудники Росгидромета и подведомственных организаций; директор Департамента государственной политики и регулирования в области гидрометеорологии, изучения Арктики, Антарктики и Мирового океана Минприроды России Сергей Хрущев; Член Комитета Совета Федерации Федерального Собрания Российской Федерации по федеративному устройству, региональной политике, местному самоуправлению и делам Севера, представитель Кемеровской области-Кузбасса Дмитрий Кузьмин; представители Правительства Кузбасса и участники команды проекта «Цифровой Обь-Иртышский бассейн». На совещании подробно обсуждалась роль технологии цифровых двойников в решении задачи перехода на комплексное управление водными ресурсами при реализации проекта «Цифровой Обь-Иртышский бассейн». Как было отмечено по итогам совещания, ставка на создание цифрового двойника речного бассейна как техно-природного объекта является чрезвычайно перспективной и может стать основой формирования значимых технологических преимуществ Российской Федерации в создании современных систем управления рациональным использованием и сохранением природных ресурсов.

Инициатор и координатор проекта:

Научно-технологические координаторы проекта:

Основной технологический партнер проекта:

Научно-технологические партнеры проекта:

Основные публикации о проекте в СМИ: