Дмитрий Кузьмин: Экология превращается “из аналоговой в цифровую”

Одним из актуальных и интереснейших диалогов предстоящего Невского международного экологического конгресса станет обсуждение процесса цифровизации экосферы. Нейросети, интернет-вещей и цифровые услуги с некоторых пор стали не просто естественной частью жизни современного человека, но и открыли новые возможности для мониторинга, управления устойчивым развитием, прогнозирования и много другого, что позволяет гармонизировать современное человеческое общество и природную среду. О том, насколько эти новые технологии помогают экологизировать Россию в эксклюзивном интервью НИА «Экология» рассказал заместитель председателя Комитета Совета Федерации по федеративному устройству, региональной политике, местному самоуправлению и делам Севера Дмитрий Кузьмин.

– Дмитрий Геннадьевич, на ваш взгляд, цифровизации в экологической сфере – естественный процесс 4-й промышленной революции или результат санкций, технологической изоляции России?

– Да, это, безусловно, естественный процесс. Экология — это одна из тех сфер, которая на наших с вами глазах превращается из аналоговой в цифровую. Контроль за обращением с отходами, учёт количества мусора, реестры недро- и водопользователей, данные о состоянии окружающей среды – всё это переводится в «цифру», потому что только так можно эффективно контролировать экологическую ситуацию.

Цифровая трансформация стала важной частью многих национальных стратегий восстановления после пандемии COVID-19. На данный момент уход иностранных разработчиков с рынка лишь подстегивает отечественные компании вплотную заняться импортозамещением.

– Поговорим о «цифровых двойниках». В нескольких регионах уже реализуются пилотные проекты по «оцифровке» лесного фонда. Например, Иркутской области благодаря этому и другим мерам (цифровизация производственной цепочки в лесной отрасли) наблюдается заметное снижение теневого сектора лесозаготовки. Не кажется ли вам, что сегодня мы запаздываем с внедрением подобных инструментов? Не стоит ли их реализовывать по всей стране?

– Остановлюсь только на одном примере – разрабатываемом по инициативе Губернатора Кузбасса Сергея Цивилева первом цифровом двойнике речного бассейна. Речь идет о проекте «Цифровой Обь-Иртышский бассейн».

Подготовлены к реализации два первых пилотных проекта, нацеленных на дистанционный цифровой контроль загрязнений и паводковой ситуации. Они будут отработаны в Кузбассе, затем технологии планируется масштабировать на территории всей страны.

Проект открывает новые возможности для импортозамещения цифрового оборудования для экомониторинга, применение которого позволит совершить серьезный прорыв не только в области управления водными ресурсами, но и в сфере охраны окружающей среды в целом. При этом, доступ к информации о состоянии водных объектов будет в режиме реального времени и у уполномоченных органов власти – а это залог повышения оперативности и эффективности мер реагирования, и у населения – объективные данные будут в открытом режиме, ведь основная задача – рост экологической безопасности территорий.

Проект предусматривает сбор комплекса так называемых мультимодальных данных – данных, получаемых несколькими способами на регулярной основе – это данные автоматических систем контроля, установленных на водных объектах и на промышленных объектах, являющихся водопользователями, данные дистанционного зондирования Земли из космоса, периодический сбор данных при помощи БПЛА, а также регулярные лабораторные замеры определенных показателей в контрольных точках. Затем предусмотрена обработка, сопоставление и верификация этих данных при помощи методов математического моделирования, и выдача результатов в формате цифровых сигнальных сервисов для уполномоченных органов власти. В режиме реального времени будет поступать сигнал, где именно произошло загрязнение, какими загрязняющими веществами и в какой концентрации, каков предполагаемый источник загрязнения, и в результате возможно будет оперативно принять меры по снижению ущерба и привлечению к ответственности нарушителей природоохранного законодательства. А цифровой двойник речного бассейна позволит выполнить моделирование и прогнозирование ситуации, связанной с распространением загрязнения, выявить наличие рисков для питьевого водоснабжения близлежащих населенных пунктов и принять необходимые меры. Также система обеспечит наглядный контроль принимаемых мер по устранению последствий загрязнения и фактическую динамику показателей водного объекта.

Хочу подчеркнуть, что проект основан на отечественных разработках, не имеющих аналогов в мире: технологии цифровых двойников и их применение в различных отраслевых сферах разрабатывается и апробируется Санкт-Петербургским политехническим университетом Петра Великого – одним из основных технологических координаторов проекта. При реализации проекта в ближайшие годы, наша страна станет мировым лидером по применению таких технологических решений. Это будет первый в мире цифровой двойник речного бассейна, и его использование вскоре, я уверен, станет незаменимым и критически важным для контроля трансграничных загрязнений. По замыслу проекта, впервые апробация этих технологий на международном уровне планируется на примере реки Иртыш – это крупнейший объект совместного водопользования России, Казахстана и Китая.

– В России миллионы водных объектов. В условиях изменения климата – это стратегический ресурс, которого, пожалуй, нет в таком объеме ни у кого другого. Как цифровизация поможет в сохранении и восстановлении экосистем водных объектов, регулировании водных ресурсов и их использовании?

– На самом деле, Россия является одним из мировых лидеров по запасам пресной воды. Водные ресурсы – наш стратегический капитал, и конечно же, необходимо создавать условия для их сохранения и сбережения. По сути, необходима современная система управления водными ресурсами, которая обеспечит наглядный контроль их состояния в режиме реального времени, оперативное устранение аварийных ситуаций, связанных с загрязнениями, дистанционный контроль паводковой ситуации, позволяющий минимизировать ущерб. Все это вопросы, от которых критически зависит экологическая безопасность жизни наших граждан уже сейчас. А если думать стратегически, то технологии цифровых двойников позволят выстроить грамотную систему принятия решений по развитию промышленных территорий без ущерба для экосистем – например, на основе моделирования и прогнозирования состояния водного объекта возможно принятие четких решений о выборе разрешенных мест разработки полезных ископаемых, чтобы при этом не происходило критического обмеления рек или повышения уровня их загрязнения, превышающего возможности экосистем к самовосстановлению.

– Цифровизация в системе обращения с отходами в последнее время набирает обороты: устанавливаются датчики, «оцифровываются» свалки, создаются реестры IT-решений, цифровизируются производственно-потребительские цепочки. Какова роль государства в этом процессе?

– Роль государства в этом процессе самая значительная. Ведь именно государство несколько лет назад полностью реформировало «мусорную отрасль» и утвердило Стратегию цифровой трансформации отрасли экологии и природопользования. Показатели реформы обращения с ТКО отражены в нацпроекте «Экология».

Сделано уже очень много, но предстоит сделать еще больше. В частности, на недавнем правительственном часе в Госдуме с участием вице-премьера В.В. Абрамченко была озвучена информация, что сведения об утилизации и захоронении твердых коммунальных отходов, предоставляемые Росприроднадзором, Российским экологическим оператором и региональными операторами, существенно разнятся. Это связано, в том числе, с несовершенством используемых информационных технологий и отсутствием единой государственной системы учета твердых коммунальных отходов. Именно на государстве лежит обязанность «донастроить» эти процессы.

– Какова перспектива применения в России искусственного интеллекта в экологическом прогнозировании (например, климатические модели), экомониторинге, принятии управленческих решений в сфере природопользования и т.д.? Можем ли мы опираться на ИИ в принципе, есть ли собственно российские IT-решения в этом ключе?

– Искусственный интеллект — бесценный помощник для всех специалистов по экологии. Прогнозирование природных катаклизмов, основывающееся на ряде физических законов и сбора наблюдений, стало более точным и быстрым. Задачу, на которую человек тратит дни, суперкомпьютер с ИИ способен выполнить за пару минут.

Одна из главных сфер применения искусственного интеллекта в экологии — мониторинг воздуха. Проблему загрязнения в городах или регионах нельзя решить мгновенно с помощью какого-то одного устройства. Но эту проблему можно изучить, чтобы выстроить планомерную стратегию ее решения. И здесь не обойтись без мониторинга.

Еще в 2016 году ученые из Новосибирского Академгородка занялись разработкой стартапа CityAir — платформы для построения и объединения сетей мониторинга атмосферного воздуха. Проект реализовали в 2018 году, он помогает анализировать и управлять качеством воздуха, рассчитывать траектории выбросов, делать прогнозы, измерять загрязнители и т.д.

Для формирования прогнозов состояния воздушной среды используются данные со станций контроля качества воздуха, которые устанавливаются на промышленных предприятиях, в разных точках города и пригородов. Результаты регулярных сравнительных испытаний показали, что решения компании обеспечивают высокую точность, а значит, могут эффективно дополнять уже существующие сети мониторинга.
Среди решений российских разработчиков есть, например, система оперативного мониторинга природных пожаров «Карта пожаров». Сервис разработан российской компанией «СКАНЭКС» и базируется на технологиях анализа спутниковой информации. Основой технологии является алгоритм автоматического детектирования пожаров по «тепловым» каналам космической съемки с аппаратов дистанционного зондирования Земли.

Дополнительно в соответствии с распоряжением вице-премьера Дмитрия Чернышенко «Сколтех» заключил соглашение с МЧС о взаимодействии в решении пожарной проблемы. Российские специалисты достигли точности в 92% — с помощью ИИ сумели рассчитать географию пожара с точностью до 6,8 км и вектор его распространения.

– Чтобы цифровизировать экологию, нужны специалисты: с одной стороны – экологи, владеющие новыми технологиями, с другой – IT-специалисты, работающие над решениями в экосфере. Достаточно ли у нас тех и других, чтобы обеспечить «цифровой переход», и как обстоят дела с подготовкой подобных специалистов?

– Специалисты в сфере экологии становятся всё более востребованными. Это связано как с кризисными явлениями в окружающей среде, так и с изменениями российского природоохранного законодательства: предприятия нанимают экологов, чтобы улучшить свои экологические показатели и не попадать под штрафные санкции.

Базовые программы даже в наших ведущих ВУЗах, к сожалению, не всегда отвечают запросам времени. Поэтому те экологи, которые хотят настоящего развития в профессии, идут учиться дальше, чтобы развивать свои цифровые компетенции. Например, в Санкт-Петербургском государственном университете открыта программа по повышению квалификации «Цифровые технологии в прикладной экологии».

Сложная ситуация и с подготовкой IT-специалистов. Российские ВУЗы ежегодно выпускают около 82 тысяч программистов. Однако этого явно недостаточно, ведь минимальная потребность отрасли — 200 тысяч. Ситуация усугубляется еще и тем, что выпускники не всегда обладают знаниями и, самое главное, реальным опытом, необходимыми работодателю.

Выход — в сотрудничестве учебных заведений, IT-компаний и предприятий-заказчиков в деле подготовки квалифицированных кадров. Опыт такого сотрудничества уже есть по ряду направлений. Было бы здорово, если бы совместных инициатив правительства, бизнеса и ВУЗов в деле подготовки специалистов для цифровой трансформации экосферы становилось все больше.