Описание проекта

Цель пилотного проекта: создание условий для перехода к дистанционному оперативному мониторингу паводковой ситуации. Предусматривается отработка новой технологии в пилотном режиме на участках рек Томь и Обь с охватом территории 32 населенных пунктов Кузбасса и Томской области, подверженных затоплениям, для последующего масштабирования на территории РФ.
В рамках пилотного проекта предусмотрено создание пилотного программно-аппаратного комплекса сбора данных для дистанционного оперативного мониторинга паводковой ситуации на модельных участках рек Томь и Обь на территории Кемеровской области – Кузбасса и Томской области с разработкой цифровых аналитических и сигнальных сервисов поддержки принятия решений для МЧС России и их последующей интеграции с ведомственными информационными системами МЧС России: АИУС РСЧС, Атлас опасностей и рисков МЧС России.

Для выполнения функций сбора, обработки и хранения мультимодальных данных (данные автоматических станций контроля уровня воды, данные дистанционного зондирования Земли, данные, полученные при помощи БПЛА) при создании и организации функционирования элементов системы дистанционного оперативного мониторинга паводковой ситуации, пилотным проектом предусмотрено создание цифровой межрегиональной лаборатории сбора, хранения и обработки мультимодальных данных дистанционного мониторинга, обеспечивающей интеграцию и обработку потоков данных для их последующей передачи на соответствующие уровни управления. В рамках функционирования указанной цифровой межрегиональной лаборатории в период реализации пилотного проекта предусмотрена разработка цифровых сигнальных и аналитических сервисов поддержки принятия решения для МЧС России, позволяющих осуществлять оперативный дистанционный контроль паводковой ситуации в режиме реального времени.
Кроме того, в рамках пилотного проекта предусмотрена впервые в РФ апробация новых методов прогнозирования паводковой ситуации на основе применения мультимодальных данных (данные автоматических станций контроля уровня воды, данные дистанционного зондирования Земли, данные, полученные при помощи БПЛА) с использованием технологий математического моделирования. Планируется провести научно-технологический эксперимент для оценки возможностей применения мультимодальных данных дистанционного мониторинга для геоинформационного и математического моделирования и прогнозирования паводков, верификацию и валидацию результатов их применения на примере реки Томь.
Программа эксперимента включает проведение следующих работ:
- верификацию модели трансформации паводка на основе данных наблюдений постов Росгидромета с использованием мультимодальных данных, сбор и обработка которых организованы в рамках пилотного проекта;
- моделирование в границах модельных участков с использованием различных моделей и сравнение результатов моделирования;
- разработку приближенных моделей трансформации половодья между модельными участками с учетом боковой приточности, на основе вероятностных моделей Буракова, одномерных гидродинамических моделей и др., позволяющих прогнозировать уровни на верхних границах модельных участков с заблаговременностью 1-3 суток.

В результате выполнения научно-технологического эксперимента будет сформирована результирующая матрица готовых зон затопления для градаций максимальных расходов на основной реке и ее притоках, выдающая вариант расчета по оперативным данным наблюдений.

Пилотный проект был поддержан на совместном совещании Правительства Кузбасса, Администрации Томской области и МЧС России. По итогам рассмотрения пакета документов по пилотному проекту, было получено официальное письмо поддержки от МЧС России.
Предусматривается совместная реализация пилотного проекта Правительством Кузбасса, Администрацией Томской области и МЧС России при участии и координации Минцифры России.
Научно-технологическими координаторами пилотного проекта являются:
- Центр НТИ "Новые производственные технологии" СПбПУ (команда проф. А.И. Боровкова)
- ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр информационных и вычислительных технологий» (команда проф. В.П. Потапова, Кемеровский филиал ФИЦ ИВТ);
- Институт водных и экологических проблем Сибирского отделения РАН (команда проф. А.В. Пузанова);
- Национальный исследовательский Томский государственный университет.
Таким образом, в реализации пилотного проекта будет задействован научно-технологический потенциал СПбПУ, Сибирского отделения РАН и ведущих научных коллективов Кузбасса и Томской области.
Необходимо отметить, что предусмотренное к установке в рамках пилотного проекта оборудование автоматического контроля уровня воды - отечественного производства, в России имеются производители такого современного оборудования.
В рамках проекта впервые будет применен системный комплекс современных цифровых технологий для организации контроля и прогнозирования паводковой ситуации: интернет вещей (включая цифровые датчики контроля уровня воды и данные ДЗЗ), искусственный интеллект и технология цифровых двойников, которая впервые в мировой практике будет применена к решению указанных задач. Таким образом, проект обладает высоким потенциалом масштабирования не только на территории РФ, но и в рамках обмена опытом и научно-технологического сотрудничества на мировом уровне.

Необходимо отметить, что разработчиком предусмотренной проектом технологии цифровых двойников, за счет которой проект имеет инновационный потенциал мирового уровня, является отечественная команда - Центр НТИ "Новые производственные технологии" Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, под руководством проректора СПбПУ профессора А.И. Боровкова.

Пульс