Описание проекта

Разработка единой информационно-расчётной системы (ЕИРС), предназначенной для автоматизации гидрологических исследований и инженерных расчётов, выполняемых для нужд водозависимых отраслей экономики. Система объединяет в единой программной среде инструменты для сбора, обработки, анализа и прогнозирования гидрологических данных, а также для выполнения прикладных расчётов, необходимых при проектировании, эксплуатации и управлении водными объектами.

Водозависимые отрасли — сельское хозяйство, гидроэнергетика, водоснабжение, судоходство, рыбное хозяйство — ежедневно нуждаются в оперативных и достоверных гидрологических данных. Сегодня эти данные зачастую разрознены: результаты полевых изысканий хранятся в одних форматах, статистическая обработка ведётся в электронных таблицах, прогнозы рассчитываются в специализированных программах, а проектные расчёты выполняются в инженерных пакетах. Такая разобщённость приводит к дублированию работы, ошибкам при переносе данных и замедлению принятия решений. ЕИРС решает эту проблему, объединяя все этапы гидрологического исследования в едином вычислительном контуре.

Идея проекта: Разработка единой информационно-расчётной системы для автоматизации гидрологических исследований и расчётов для водозависимых отраслей экономики

Связь с НПТЛ

Проект соотносится с технологическим направлением НПТЛ — обеспечение продовольственной безопасности.

Вода является ключевым ресурсом для сельского хозяйства: орошение, водоподготовка, управление мелиоративными системами напрямую зависят от точности гидрологических прогнозов и расчётов. Своевременная и достоверная информация о стоке рек, уровнях воды, влагозапасах в почве и вероятности засушливых или паводковых периодов позволяет аграрному сектору планировать посевные кампании, оптимизировать водопотребление и снижать потери урожая.

ЕИРС обеспечивает информационную основу для принятия решений в сфере продовольственной безопасности: от оценки водных ресурсов для орошаемого земледелия до прогнозирования опасных гидрологических явлений, угрожающих сельскохозяйственным угодьям. Система также создаёт предпосылки для интеграции с платформами точного земледелия и системами поддержки агротехнологических решений.

Цель проекта

Разработка единой информационно-расчётной системы для автоматизации гидрологических исследований и расчётов для водозависимых отраслей экономики. Система должна обеспечить полный цикл работы с гидрологическими данными: от ввода и первичной обработки до статистического анализа, прогнозирования и подготовки проектных расчётов.

Задачи проекта

1. Анализ существующих отечественных программ. Провести обзор и сравнительную оценку уже разработанных в России программных продуктов для гидрологических расчётов. Выявить их функциональные возможности, ограничения, степень интеграции между собой и соответствие современным требованиям водозависимых отраслей. Определить пробелы, которые должна восполнить разрабатываемая система.

2. Проектирование архитектуры платформы. Спроектировать архитектуру ЕИРС как модульной платформы. Предусмотреть ядро системы, обеспечивающее хранение и обмен данными между модулями, единую базу данных гидрологической информации, а также интерфейсы для подключения внешних источников данных (спутниковые наблюдения, данные гидропостов, метеостанций). Архитектура должна допускать поэтапное расширение функциональности без переработки ядра.

3. Разработка модулей. Создать специализированные модули, каждый из которых отвечает за отдельное направление гидрологических исследований и расчётов:

• Модуль геодезии — обработка данных нивелирования, привязка гидрологических постов, работа с координатной основой, построение цифровых моделей рельефа.
• Модуль гидрологии суши — расчёт характеристик речного стока, уровневого режима, русловых процессов, водохранилищных балансов.
• Модуль статистики — статистическая обработка рядов наблюдений, оценка обеспеченности, расчёт эмпирических и теоретических кривых распределения, проверка гипотез, корреляционный и регрессионный анализ.
• Модуль гидропрогнозов — краткосрочное и долгосрочное прогнозирование стока, уровней воды и опасных гидрологических явлений на основе статистических, детерминированных и гибридных моделей.
• Дополнительные модули — по мере развития системы: водохозяйственные балансы, расчёт испарения и влагозапасов, оценка антропогенного воздействия на сток.

4. Реализация вычислительного аппарата. Разработать и программно реализовать вычислительное ядро системы, обеспечивающее выполнение всех расчётов, предусмотренных модулями. Обеспечить корректность вычислений, воспроизводимость результатов, документирование алгоритмов и возможность верификации расчётов независимыми методами.

Ожидаемые результаты

Продукт будет разработан и протестирован, и впоследствии внедрён в профессиональную деятельность. Ожидается, что ЕИРС обеспечит:

• сокращение времени выполнения гидрологических расчётов за счёт автоматизации и устранения ручных операций;
• повышение точности и сопоставимости результатов благодаря единым алгоритмам и централизованному хранению данных;
• возможность комплексного анализа — от полевых измерений до прогноза и проектных расчётов — в рамках одной системы;
• формирование единого информационного пространства для специалистов водозависимых отраслей, проектных и научных организаций.

В дальнейшем предполагается развитие системы, расширение состава модулей и интеграция с внешними информационными платформами.

На страницу проекта