Охраной Байкала займется искусственный интеллект

Режим работы ГЭС прямо зависит от уровня воды в Байкале. Фото © En+ Group

En+ Group и компания Aerostate заключили соглашение о создании программы, которая позволит повысить точность долгосрочных прогнозов уровня Байкала на основе больших данных и машинного обучения. Новая модель цифрового прогнозирования ENvision позволит улучшить управление водными ресурсами озера и снизить антропогенное влияние на экосистему Байкала, от чего выиграют все – не только энергетики, но и местные жители и природа региона.

En+ Group – крупный производитель алюминия и электроэнергии, его ключевыми активами являются гидроэлектростанции Ангаро-Енисейского каскада в Сибири, которые снабжают регион чистой возобновляемой энергией. Среди этих ГЭС – три станции на единственной вытекающей из Байкала реке Ангара.

Группа реализует комплексную программу защиты озера. Ранее En+ Group провела научную экспедицию по изучению влияния человека на экосистему озера. Исследование включило в себя самый детальный на сегодняшний день анализ количественного содержания пластика и микропластика в озере, который является индикатором антропогенного влияния. Проект ENvision должен стать новой частью этой программы.

Трудности прогнозирования

Несмотря на то, что исследования Байкала ведутся уже многие десятилетия, до сих пор нет четко выстроенной модели, описывающей, как меняется уровень воды в озере. Ранее предполагалось, что периоды маловодья сменяются периодами половодья, но наблюдения за поведением акватории в последние 10–15 лет показали, что это не так. Между тем отсутствие качественного долговременного прогноза приточности Байкала является одним из факторов, затрудняющих принятие эффективных управленческих решений.

Уровень воды оказывает непосредственное влияние на экосистему, работу водозаборов и других коммунальных служб ниже по Ангаре, сельское хозяйство, электроэнергетику, навигацию. При этом существующая система прогнозирования не может дать точный ответ, как этот уровень будет колебаться в перспективе нескольких недель и месяцев. Определить погоду на сутки и неделю вперед можно вполне точно, но когда речь заходит о большем горизонте – месяц, полгода, год, – вероятность ошибки резко увеличивается. Это связано с особенностями применяемой сейчас модели: продолжительные прогнозы формируются на основе так называемого наиболее вероятного сценария, выявляя корреляции текущей погоды с имеющейся исторической статистикой. Спрогнозировать отклонения от средних значений с достаточной точностью эта модель не позволяет.

Отсутствие точных долгосрочных расчетов помимо прочего не позволяет подготовиться к потенциальным катаклизмам. Это показало недавнее наводнение в Тулуне: повышение уровня воды не было спрогнозировано, в результате ни население, ни специальные службы не смогли заранее подготовиться к удару стихии.

Самое глубокое озеро на планете изучается многие десятилетия, но его поведение во многом  по-прежнему остается загадкой. Фото © En+ Group

В проекте ENvision будет реализован новый подход к прогнозированию приточности Байкала. На основе всего объема имеющихся исторических данных компьютерная математическая модель с помощью методов машинного обучения и алгоритмизации процессов, происходящих с озером, создаст новую модель определения потенциального уровня акватории. При этом будут учитываться таяние снега, скорость течения в реках, поведение ветров.

На изучение факторов, влияющих на приточность Байкала, En+ Group и Aerostate отводят 17 месяцев. Разработанный алгоритм позволит прогнозировать приточность озера на срок от 6 до 18 месяцев. В дальнейшем En+ Group сможет самостоятельно пользоваться программным обеспечением, добавляя в него новые свежие вводные и получая прогноз.

Если система покажет качественно лучшие показатели, чем применяемая сейчас, она будет передана органам государственной власти, ответственным за установление пропускного режима гидроэлектростанций региона. Более точный прогноз позволит оптимизировать гидрологическое использование водных ресурсов с учетом нужд местных сообществ и с целью минимизации воздействия на окружающую среду, отмечают в En+ Group.

«Обновленная модель также станет эффективным инструментом для местных властей, ответственных за обеспечение сообществ ниже по течению реки (Ангары. – «НГ») достаточным объемом питьевой воды, условий навигации и торговли, при этом снижая риски подтоплений, – говорится в сообщении группы. – Более точное прогнозирование притоков может стать важным источником аналитических данных для предотвращения наводнений, подобных тому, что произошло в Иркутской области этим летом».

Байкал под защитой

«En+ Group – крупнейшая компания, работающая в регионе Байкала. Потому его охрана – ключевой элемент нашей стратегии, как операционной, так и в области устойчивого развития, – пояснил генеральный директор En+ Group Владимир Кирюхин. – Проект прогнозирования приточности озера – часть нашей программы защиты Байкала, которую компания реализует с 2011-го с целью более ответственного использования ресурсов озера. Мы планируем ее расширить и в ближайшие несколько месяцев объявить о партнерстве с исследовательским институтом, который проведет первый в истории анализ влияния уровня воды на экосистему озера».

Партнер En+ Group по проекту ENvision – компания Aerostate – резидент кластера космических технологий «Сколково», имеющая значительный опыт в области геофизики и анализа данных. Среди ее клиентов – «Яндекс», Bosch, Cisco. Одна из широко используемых разработок, созданных основателем компании Дмитрием Соломенцевым, – технология meteum, которая используется погодным сервисом «Яндекс. Погода». Кроме того, компания выполняла кейсы для нескольких муниципалитетов, в том числе в Германии.

«Подобный проект – это возможность применить нашу экспертизу в очень прикладной задаче. У проекта значительный потенциал: с его помощью можно будет улучшить качество жизни людей и сохранить природные богатства», – оценил ENvision директор по развитию Aerostate Евгений Ганьшин.

Основываясь на результатах научного исследования и проекта прогнозирования En+ Group, как сообщает пресс-служба группы, намерена вступить в диалог с местными компаниями, органами власти и НКО для разработки плана действий для обеспечения устойчивого управления озером и минимизации влияния на его экосистему.