КОНЦЕПЦИЯ ЦИФРОВОГО ДВОЙНИКА УПРАВЛЕНИЯ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕМ НА ОРОСИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Выполнен анализ современных вызовов по использованию водных ресурсов в орошаемом земледелии в условиях растущего населения, развивающегося производства, изменения климата и охарактеризовано состояние управления водопользованием в отечественном мелиоративном водохозяйственном комплексе. Обоснована перспектива применения технологий цифрового двойника в качестве эффективного подхода к оптимизации управления водопользованием на межхозяйственной оросительной системе. Представлена концепция модели цифрового двойника управления, как основы для использования в практике службы эксплуатации мелиоративного водохозяйственного комплекса. Цель создания модели цифрового двойника управления водопользованием – обеспечение эффективного и устойчивого системного водопользования на основе оптимизации распределения и потребления, повышения продуктивности сельскохозяйственных земель, снижения отрицательного влияния на агроландшафт. Задачи: моделирование процессов водопользования; оптимизация; мониторинг состояния системы управления в режиме реального времени; анализ воздействия внешних факторов; прогнозирование; поддержка принятия решений и генерация альтернативных сценариев управления водопользованием; оценка эффективности; разработка алгоритмов; анализ чувствительности и определение критических факторов; интеграция с другими системами. Предложена структура модели цифрового двойника процесса управления водопользованием межхозяйственных оросительных систем.

Об авторах

Л. В Кирейчева

ФНЦ ВНИИГиМ имени А.Н. Костякова

доктор технических наук, профессор Москва, Россия

Д. А Рогачев

ФНЦ ВНИИГиМ имени А.Н. Костякова

Email: rogachev.soft@gmail.com
кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник Москва, Россия

М. М Хисматуллин

Управление «Приволжскмелиоводхоз»

доктор сельскохозяйственных наук Казань, Республика Татарстан, Россия

Список литературы

  1. Боровков А.И., Рябов Ю.А. Определение, разработка и применение цифровых двойников: подход Центра компетенций НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии» // Цифровая подстанция. 2019. № 12. С. 20–25.
  2. Borovkov A.I., Ryabov Yu.A. Opredelenie, razrabotka i primenenie cifrovyh dvojnikov: podhod Centra kompetencij NTI SPbPU «Novye proizvodstvennye tekhnologii» // Cifrovaya podstanciya. 2019. № 12. S. 20–25.
  3. ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения».
  4. GOST R 57700.37–2021 «Komp’yuternye modeli i modelirovanie. Cifrovye dvojniki izdelij. Obshchie polozheniya».
  5. Дорохов А.С., Павкин Д.Ю., Юрочка С.С. Технология цифровых двойников в сельском хозяйстве: перспективы применения // Агроинженерия. 2023. Т. 25. № 4. С. 14–25. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2023-4-14-25
  6. Dorohov A.S., Pavkin D.Yu., Yurochka S.S. Tekhnologiya cifrovyh dvojnikov v sel’skom hozyajstve: perspektivy primeneniya // Agroinzheneriya. 2023. T. 25. № 4. S. 14–25. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2023-4-14-25
  7. Зверьков М.С., Смелова С.С., Булгакова Т.Г. Создание «цифрового двойника» и ретроспективный анализ динамики состояния гидромелиоративной системы на эксплуатационном этапе ее жизненного цикла с использованием геоинформационных систем // Природообустройство. 2023. № 5. С. 6–12. https://doi.org/10.26897/1997-6011-2023-5-6-12
  8. Zver’kov M.S., Smelova S.S., Bulgakova T.G. Sozdanie «cifrovogo dvojnika» i retrospektivnyj analiz dinamiki sostoyaniya gidromeliorativnoj sistemy na ekspluatacionnom etape ee zhiznennogo cikla s ispol’zovaniem geoinformacionnyh sistem. Prirodoobustrojstvo. 2023. № 5. S. 6–12. https://doi.org/10.26897/1997-6011-2023-5-6-12
  9. Зверьков М.С., Брыль С.В. Нормативные и методические аспекты и пример создания цифрового двойника гидромелиоративной системы с использованием данных дистанционного мониторинга // International Agricultural Journal. 2022. Т. 65. № 3. https://doi.org/10.55186/25876740_2022_6_3_24
  10. Zver’kov M.S., Bryl’ S.V. Normativnye i metodicheskie aspekty i primer sozdaniya cifrovogo dvojnika gidromeliorativnoj sistemy s ispol’zovaniem dannyh distancionnogo monitoringa // International Agricultural Journal. 2022. T. 65. № 3. https://doi.org/10.55186/25876740_2022_6_3_24
  11. Исаева С.Д., Дедова Э.Б., Матвеев А.В. и др. Интеллектуальная система поддержки принятия решений для управления мелиоративно-водохозяйственным комплексом: К 100-летию Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова. М.: Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова, 2024. 204 с. https://doi.org/10.37738/VNIIGIM.2024.19.62.001
  12. Isaeva S.D., Dedova E.B., Matveev A.V. i dr. Intellektual’naya sistema podderzhki prinyatiya reshenij dlya upravleniya meliorativnovodohozyajstvennym kompleksom: K 100-letiyu Vserossijskogo nauchno-issledovatel’skogo instituta gidrotekhniki i melioracii im. A.N. Kostyakova. M.: Vserossijskij nauchnoissledovatel’skij institut gidrotekhniki i melioracii imeni A.N. Kostyakova, 2024. 204 s. https://doi.org/10.37738/VNIIGIM.2024.19.62.001
  13. Кирейчева Л.В., Рогачев Д.А., Юрченко И.Ф., Рогачев А.Ф. Оптимизация распределения ограниченных водных ресурсов методами эволюционно-генетического программирования // Международный сельскохозяйственный журнал. 2024. № 2(398). С. 233–238. https://doi.org/10.55186/25876740_2024_67_2_233
  14. Kirejcheva L.V., Rogachev D.A., Yurchenko I.F., Rogachev A.F. Optimizaciya raspredeleniya ogranichennyh vodnyh resursov metodami evolyucionno-geneticheskogo programmirovaniya // Mezhdunarodnyj sel’skohozyajstvennyj zhurnal. 2024. № 2(398). S. 233–238. https://doi.org/10.55186/25876740_2024_67_2_233
  15. Мелиорация земель. Методика оценки дистанционными методами технического и экологического состояния: ГОСТ Р 70611-2022. М.: Росстандарт. [Электронный ресурс]. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200195123 (дата обращения: 18.09.2023).
  16. Melioraciya zemel’. Metodika ocenki distancionnymi metodami tekhnicheskogo i ekologicheskogo sostoyaniya: GOST R 70611-2022. M.: Rosstandart. [Elektronnyj resurs]. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200195123 (data obrashcheniya: 18.09.2023).
  17. Ольгаренко В.И., Ольгаренко И.В., Дезюра С.Д. и др. Система интегральных показателей оценки эффективности водопользования // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2019. № 1(33). С. 139–152. https://doi.org/10.31774/2222-1816-2019-1-139-152
  18. Ol’garenko V.I., Ol’garenko I.V., Dezyura S.D. i dr. Sistema integral’nyh pokazatelej ocenki effektivnosti vodopol’zovaniya // Nauchnyj zhurnal Rossijskogo NII problem melioracii. 2019. № 1(33). S. 139–152. https://doi.org/10.31774/2222-1816-2019-1-139-152
  19. Ольгаренко В.И., Ольгаренко И.В., Коржов И В., Ольгаренко В.И. Принципы применения информационных технологий при организации и проведении планирования водопользования на оросительных системах // Мелиорация и гидротехника. 2024. Т. 14. № 3. С. 100–115. https://doi.org/10.31774/2712-9357-2024-14-3-100-115
  20. Ol’garenko V.I., Ol’garenko I.V., Korzhov I V., Ol’garenko V.I. Principy primeneniya informacionnyh tekhnologij pri organizacii i provedenii planirovaniya vodopol’zovaniya na orositel’nyh sistemah // Melioraciya i gidrotekhnika. 2024. T. 14. № 3. S. 100–115. https://doi.org/10.31774/2712-9357-2024-14-3-100-115
  21. Прохоров А., Лысачев М. Цифровой двойник. Анализ, тренды, мировой опыт/ Научн. ред. проф. Боровков А. Издание первое, исправленное и дополненное. М.: ООО «АльянсПринт», 2020. 401 с.
  22. Prohorov A., Lysachev M. Cifrovoj dvojnik. Analiz, trendy, mirovoj opyt/ Nauchn. red. prof. Borovkov A. Izdanie pervoe, ispravlennoe i dopolnennoe. M.: OOO «Al’yansPrint», 2020. 401 s.
  23. Рогачев Д.А., Кирейчева Л.В., Юрченко И.Ф., Рогачев А.Ф. Технология управления системным водопользованием с применением методов искусственного интеллекта и моделей – двойников организации // Международный сельскохозяйственный журнал. 2024. № 4(400). С. 404–410. https://doi.org/10.55186/25876740_2024_67_4_404
  24. Rogachev D.A., Kirejcheva L.V., Yurchenko I.F., Rogachev A.F. Tekhnologiya upravleniya sistemnym vodopol’zovaniem s primeneniem metodov iskusstvennogo intellekta i modelej – dvojnikov organizacii // Mezhdunarodnyj sel’skohozyajstvennyj zhurnal. 2024. № 4(400). S. 404–410. https://doi.org/10.55186/25876740_2024_67_4_404
  25. Рогачев Д.А., Юрченко И.Ф., Рогачев А.Ф. Управление системным водораспределением на основе экономикоматематического моделирования и методов искусственного интеллекта // Мелиорация и гидротехника. 2023. Т. 13. № 3. С. 87–106. https://doi.org/10.31774/2712-9357-2023-13-3-87-106.
  26. Rogachev D.A., Yurchenko I.F., Rogachev A.F. Upravlenie sistemnym vodoraspredeleniem na osnove ekonomikomatematicheskogo modelirovaniya i metodov iskusstvennogo intellekta // Melioraciya i gidrotekhnika. 2023. T. 13. № 3. S. 87–106. https://doi.org/10.31774/2712-9357-2023-13-3-87-106
  27. Системы и сооружения мелиоративные. Правила обследования и мониторинга технического состояния: ГОСТ Р 70611-2022. М.: Росстандарт. [Электронный ресурс]. URL: https://docs.cntd.ru/document/1300337598 (дата обращения: 18.09.2023)
  28. Sistemy i sooruzheniya meliorativnye. Pravila obsledovaniya i monitoringa tekhnicheskogo sostoyaniya: GOST R 706112022. M.: Rosstandart. [Elektronnyj resurs]. URL: https:// docs.cntd.ru/document/1300337598 (data obrashcheniya: 18.09.2023)
  29. Тюльпа Д. Применение искусственного интеллекта в промышленности Предпосылки и возможности // САПР и графика. 2020. № 1(279). С. 26–30. EDN: ODSKEP. https://sapr.ru/article/25989.
  30. Tyul’pa D. Primenenie iskusstvennogo intellekta v promyshlennosti Predposylki i vozmozhnosti // SAPR i grafika. 2020. № 1(279). S. 26–30. EDN: ODSKEP. https://sapr.ru/article/25989.
  31. Цифровые двойники в высокотехнологичной промышленности: монография / под ред. А. И. Боровкова. СПб.: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2022. 492 с.
  32. Cifrovye dvojniki v vysokotekhnologichnoj promyshlennosti: monografiya / pod red. A. I. Borovkova. SPb.: POLITEHPRESS, 2022. 492 s.
  33. Щедрин В.Н., Бабичев А.Н., Домашенко Ю.Е. и др. Ресурсы агромелиоративных систем: Научно-практическое издание. М.: Российский научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению агропромышленного комплекса, 2021. 312 с. EDN: JXLZJB.
  34. Shchedrin V.N., Babichev A.N., Domashenko Yu.E. i dr. Resursy agromeliorativnyh sistem: Nauchno-prakticheskoe izdanie. M.: Rossijskij nauchno-issledovatel’skij institut informacii i tekhniko-ekonomicheskih issledovanij po inzhenernotekhnicheskomu obespecheniyu agropromyshlennogo kompleksa, 2021. 312 s. EDN: JXLZJB.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.