2
2.8 Проект 8/2.1.1.8 Развитие специальных и региональных компонент ЕСИМО
(ААНИИ, ВНИИГМИ-МЦД, ГОИН, ДВНИГМИ, ЦКБ ГМП, Камчатское УГМС и Сахалинское УГМС Росгидромета,
2.8.1 Ожидаемый результат по проекту
1-я очередь системы «Цунами» и проектные материалы по ее развитию. Программы информационного обеспечения морской деятельности для Арктического региона. Технологии управления данными в Центре ЕСИМО по Арктическому региону, включая опытные технологии информационного обеспечения операций на Северном морском пути. Материалы по уточнению функциональных подсистем и проблемно-ориентированных модулей ЕСИМО с учетом особенностей морской деятельности в Арктическом регионе
2.8.2 Содержание и характеристика полученных результатов
Работы по проекту проводились в следующих направлениях:
— анализ обследования прибрежной и морской подвижной сетей наблюдения за обстановкой, а также дистанционных средств наблюдений в арктическом регионе;
— обобщение результатов анализа обследований и подготовка планов и материалов к разработке технико-экономического обоснования (ТЭО) на адаптацию модуля наблюдений ЕСИМО к региональной специфике получения информации об обстановке в арктических морях;
— разработка концепции внедрения и адаптации базовых компонент ЕСИМО в региональных центрах;
— проведение испытаний и опытная эксплуатация телеметрического регистратора цунами (ТРЦ);
— разработка технологии функционирования системы предупреждения о цунами (СПЦ) на базе решений, полученных на 1-м этапе выполнения работ по ЕСИМО.
Во ВНИИГМИ-МЦД разработана «Концепция внедрения базовых компонент ЕСИМО в региональных центрах» с учетом результатов ее обсуждения на семинаре в г.Обнинске 23-25 июля 2003г.
Испытания базовых компонент ЕСИМО, разработанных на первом этапе работ по ЕСИМО, показали, что они имеют достаточно высокий уровень и качество разработки и их широкое применение в проблемно-ориентированных технологиях системы может сыграть существенную роль в организации регионального и локального информационного обеспечения морской деятельности.
При разработке «Концепции…» были рассмотрены концептуальные положения по развитию средств ЕСИМО посредством расширения использования базовых компонент системы на проблемно-ориентированном уровне для различных аспектов информационного обеспечения.
В «Концепции…» показаны фрагменты комплексного информационного обеспечения (КИО) морской деятельности в применении к информационному обслуживанию регионального уровня:
— основными элементами КИО на региональном уровне являются: получение и распространение (циркулярно и по запросу) заданной совокупности обобщенной информации о состоянии морской среды и морской деятельности в регионе (море) в соответствии с назначенными показателями комплексного мониторинга обстановки в Мировом океане; интеграция и представление комплексной информации об обстановке в регионе для обеспечения потребностей в ходе масштабных и долгосрочных мероприятий хозяйственного, оборонного, научного и другого назначения.
— информационной основой комплексного информационного обеспечения морской деятельности является СРБД ЕСИМО, показатели и направления развития которой должны быть тесно увязаны с функциональными и региональными информационными потребностями;
— каждая из составляющих КИО на региональном уровне реализуется посредством комбинации, адаптации к региону и практического использования существующих и развиваемых базовых и проблемно-ориентированных элементов системы.
На базе подходов к КИО предложены основные решения по развитию региональной деятельности в ЕСИМО. Были рассмотрены две технические схемы построения регионально-ориентированного комплекта средств и ресурсов ЕСИМО (РК ЕСИМО), которые различаются по реализации ключевого элемента – компоновке и размещению ядра ЕСИМО — модуля интеграции.
Рис. 60. Общая технологическая схема регионального обеспечения по типу «профилизация СРБД» ЕСИМО
Рис. 61. Общая технологическая схема регионального обеспечения по типу “сегментирования СРБД” ЕСИМО
В «Концепции…» предлагается обязательный состав информационных ресурсов и источников данных для РК ЕСИМО, а также этапность в организации регионального информационного обеспечения
В ААНИИ был проведен анализ обследования прибрежной и морской подвижной сетей наблюдения за обстановкой, а также дистанционных средств наблюдений в арктическом регионе. Для адекватной оценки результатов анализа привлекались исследования основных направлений деятельности в Арктике (трасса Северного морского пути – СМП, разработка нефтегазовых месторождений на арктическом шельфе, кросс-полярные авиаперевозки), а также систем телекоммуникаций (радиосвязь, наземные линии связи, спутниковые системы связи, в том числе мобильной), исследовались возможности существующих телекоммуникационных сетей применительно к развертыванию телекоммуникационной платформы ЕСИМО в регионах, в первую очередь в СЗФО (рис. 62).
Рис. 62. Общая ценность недр и центры освоения и развития Арктического региона в
первом десятилетии XXI века (по данным ЦСР «Северо-Запад»)
Из 13 морей, омывающих берега России, пять – Баренцево, Карское, Лаптевых, Восточно-Сибирское, Чукотское – арктические; три – Берингово, Охотское и Японское – дальневосточные. Белое море по своим климатическим характеристикам схоже с арктическими морями.
Арктические моря составляют единую транспортную магистраль – Северный морской путь, который является основным средством обеспечения жизнедеятельности громадного пространства. Сюда входят Северный Урал, Ямало-Ненецкий НО, Таймыр, Якутия, Чукотка (рис. 63).
Роль СМП как национальной транспортной коммуникации заключается в том, что этот путь является важнейшей частью инфраструктуры экономического комплекса Крайнего Севера и связующим звеном между российским Дальним Востоком и западными районами страны. СМП объединяет в единую транспортную сеть крупнейшие речные артерии Сибири. Для некоторых районов арктической зоны – Чукотки, островов арктических морей и ряда населенных пунктов побережья Таймырского (Долгано-Ненецкого) автономного округа – морской транспорт является единственным средством перевозок грузов и жизнеобеспечения населения.
Рис. 63. Карта-схема Северного морского пути
В результате нерегулируемого перехода к рынку в 90-х гг. транспортная система Севера оказалась востребованной на уровне 25 – 30% ее потенциала. Звенья СМП и хозяйствующие субъекты, трансформировавшиеся в различные формы собственности, пока не объединены единой экономической и транспортной политикой и соответствующей программой. Арктические порты по-прежнему являются самым слабым звеном на СМП. Модернизация технического оборудования портов после 1990г. не производится.
Навигационно-гидрографическое обеспечение находится на грани выживания, и его состояние не гарантирует безопасность мореплавания на всех трассах СМП. Гидрографический флот фактически прекратил систематические промерные работы. Аварийно-спасательная служба свернута. Продолжает оставаться нерешенной острая проблема организации и осуществления завоза социально значимых грузов на Север.
На уровне хозяйствующих субъектов в Арктической зоне развивается только та транспортная инфраструктура, которая необходима для обеспечения их коммерческой деятельности. Недостаточные объемы грузов, перевозимых по трассе СМП в настоящее время, не обеспечивают рентабельную эксплуатацию ледокольного флота.
При этом в целом деятельность новых хозяйствующих субъектов в Арктике оценивается как начало экономического и транспортного роста на СМП.
Геополитическая ситуация и вероятные изменения ледовой обстановки сейчас складываются весьма благоприятно. По существу, логика мировой геополитической конъюнктуры ныне такова, что СМП, вне зависимости от того, успеет ли Россия отреагировать на этот вызов или нет, станет в ближайшее время одним из популярных маршрутов.
В то же время, Россия может быть просто оттеснена от активной жизнедеятельности на Севере и, в лучшем случае, будет выполнять роль навигатора Севморпути, а не монопольного обладателя трассы.
Без СМП, как уже отмечалось, немыслимо дальнейшее освоение природных ресурсов Севера, в основном месторождений углеводородного сырья. Большое внимание сейчас уделяется трем ресурсным зонам:
— нефтяные месторождения Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции;
— газоконденсатные месторождения полуострова Ямал и нефтяные в районе Обской губы;
— нефтяные и газоконденсатные месторождения шельфа Баренцева моря.
Сейчас в регионе разведанные запасы оцениваются в следующих цифрах: 62,5 трлн. кубометров газа, 9 млрд. тонн нефти (шельф), на берегу – 3,5 млрд. тонн нефти. Все вместе это составляет 25–30% мировых запасов углеводородов.
С 18 по 20 июня 1937 года экипаж советских летчиков во главе с Валерием Чкаловым совершил первый авиаперелет через Северный полюс – из Москвы в американский Портленд. Однако понадобилось еще 64 года, прежде чем полеты по кросс-полярным трассам из Северной Америки в Азию стали регулярными. Но на самом деле активная реализация идеи «Северного Воздушного моста» заняла всего 8 лет – впервые об использовании трасс для кратчайших перелетов из Америки в Азию заговорили в 1993 году (рис. 64). В феврале 2001 года проект «Северный воздушный мост» был запущен в эксплуатацию. Тогда же, в феврале 2001 года Россия открыла свое воздушное пространство для кросс-полярных перелетов пассажирских авиалайнеров. До этого было выполнено несколько пробных рейсов через Северный полюс, согласованных с правительством России.
Рис. 64. Транспортные трассы через Северный полюс
К настоящему времени по трассам «Полар 1, 2, 3, 4» прошло более 2000 регулярных рейсов, что с одной стороны доказывает его перспективность и полезность, а с другой – является явно недостаточным для выхода на проектные ориентиры. Сейчас главным является продвижение проекта кросс-полярных трасс в первую очередь на федеральном и мировом уровне. Этому препятствуют две основные проблемы
Первая – необходимость переоснащения центров организации воздушного движения (ОВД) для обслуживания воздушного движения в небе Арктики современным диспетчерским оборудованием и цифровыми системами связи для создания надежной и устойчивой зоны связи между ними.
Вторая – развитие метеорологического обеспечения, что особенно важно при полетах в сложных, часто меняющихся погодных условиях Арктики.
Телекоммуникации являются важным элементом системы ГМО. Развитию системы связи в Арктике, всегда придавалось особое значение. И связано это было не только с необходимостью своевременного сбора данных наблюдений от сети полярных станций, обслуживанием средствами связи навигации на трассе Северного морского пути. Связь обеспечивала безопасность труда работников полярных станций.
В эпоху ГУСМП была создана система арктических радиометцентров, которые собирали данные наблюдений с сети полярных станций и диспетчерские сводки с судов на трассе СМП, а также обеспечивали доведение информационной продукции ГМО до потребителей – Штабов морских операций, ледоколов и судов.
Альтернативой действующей системе является построение автоматизированной системы сбора на основе новых технологий передачи данных, что позволит сократить сроки поступления информации, повысить ее достоверность и одновременно снизить совокупные затраты, связанные с ее доставкой.
Задачу построения автоматизированной системы сбора можно решить с использованием спутниковых или наземных каналов связи, либо с их разумным сочетанием (рис. 65).
Построение собственной телекоммуникационной платформы для РК ЕСИМО с характеристиками, удовлетворяющими требованиям модуля интеграции ЕСИМО, требует весьма высоких начальных затрат. Поэтому сразу же требуется знать – имеются ли уже действующих и доступные системы телекоммуникаций с необходимым качеством обслуживания, каковы условия аренды каналов, какое качество обслуживания.
Рис. 65. Территория обслуживания российского сегмента МСС Глобалстар
С этой целью было проведено исследование возможностей операторов телекоммуникационных сетей (рис. 66).
Рис. 66. Магистральная первичная сеть ОАО «Ростелеком»
В изучении Арктики значительную роль занимает созданная в 30-50 гг. сеть гидрометеорологических станций, охватывающая громадную площадь. В значительной мере труды ученых об Арктике основаны на данных полярных станций, на которых велись регулярные наблюдения в течение круглого года на протяжении десятков лет. К 1987 г. вдоль трассы СМП было развернуто 120 полярных станций (рис. 67).
В течение последнего десятилетия арктическая наблюдательская сеть существенно уменьшилась, что наряду с сокращением национальных экспедиционных исследований прервало климатические ряды наблюдений. Большинство станций выводились из эксплуатации не планомерно, а из-за невозможности снабжения, пожаров, отсутствия специалистов.
В результате стационарная сеть гидрометеорологических наблюдений уменьшилась почти втрое – cо 120 станций в конце 80-х гг. до 47 полярных станций в 2002 г. (из них только на 45% станций ведутся уровенные наблюдения). В 1935 г. в Арктике работали 10 аэрологических станций, а в 2002 – всего 5 (рис. 68). На акватории Баренцева и Белого морей в настоящее время действуют тоже 45 ГМС, из них только 25 % ведут наблюдения за уровнем моря.
Рис. 67. Морская наблюдательная система Арктики в конце 80-х гг. ХХ в.
(по В.А. Романцеву, ААНИИ)
Рис. 68. Морская прибрежная сеть наблюдений в Арктике в 2002 году
Исследования, выполненные дрейфующими станциями «Северный Полюс», высокоширотными воздушными экспедициями «Север», морскими экспедициями, поддержанные береговой сетью полярных научных станций, в настоящее время являются основой всех наших знаний о природной среде высоких широт Арктики.
С 1991г. в России были прерваны непрерывные круглогодичные наблюдения за состоянием океана в Арктическом бассейне и на акватории арктических морей. В июле 1991 г. завершила свою работу дрейфующая станция «СП-31» (непрерывные работы СП велись с 1952г.). Только в нынешнем, 2003 году, была возобновлена работа дрейфующих станций – «СП-1/32» ведет наблюдения в приполюсном районе, данные о ее дрейфе доступны на сайте ААНИИ (https://www.aari.nw.ru/clgmi/np32/).
В мае 1993 года в арктических морях работали последние научные летные отряды ВВЭ «Север» (рис. 69).
1948-1972 лето 1973-1993 зима
1994-2003 лето 1994-2003 зима
Рис. 69. Положение российских океанографических станций, выполненных в Арктическом бассейне
и арктических морях в различные временные периоды (отдельно приведено положение зимних
океанографических станций за период с 1994 по 2003 г.)
За последние 10 лет российских исследований только две комплексные экспедиции на борту НЭС « Академик Федоров» (1998, 2000) по программам «Арктика-1998» и «Арктика-2000» работали в Арктическом бассейне СЛО. В последнее десятилетие высокоширотные рейсы в Арктику регулярно осуществляли российские атомные ледоколы, однако они не проводили каких либо серьезных наблюдений в течение этих плаваний.
Гидрометеорологическое обеспечение значительно сократилось как по объему, так и по качеству ледовых и метеорологических прогнозов. Свернута программа развития космических и авиационных средств. В последние годы не производится оперативная авиационная разведка льда.
В то же время, с учетом стабилизации экономической ситуации в стране и активизации морской деятельности в Арктике, представляется актуальной и практически возможной подготовка к вводу в эксплуатацию второй очереди системы «Север» как основы Арктического РК ЕСИМО.
Необходимость и особенности разработки и реализации второй очереди системы «Север» можно охарактеризовать следующими обстоятельствами:
— первая очередь системы позволила решить только часть задач по информационному обеспечению различных видов деятельности в Арктике;
— за прошедший период произошли радикальные изменения государственного устройства, экономики, законодательной и нормативно-правовой базы;
— расширился круг субъектов, заинтересованных в развитии системы «Север» и способных принять долевое участие в финансировании проекта, изменились требования потенциальных абонентов;
— появились новые технологии получения первичной информации, в частности, существенно расширились возможности спутниковых наблюдений, разработаны технические и программные средства, позволяющие автоматизировать сеть наземных наблюдений;
— бурное развитие переживают информационные технологии, что обеспечивает достижение качественно нового уровня технологий обработки и анализа информации;
— не менее бурное развитие переживают телекоммуникационные технологии, что позволяет существенно оптимизировать структуру системы и снизить издержки на ее поддержание.
В рамках работ первого этапа ЕСИМО были получены результаты, дающие существенный стимул для развития двух подсистем системы «Север»:
— обработки информации, анализа и прогноза;
— передачи и распространения информации.
Кроме ВНИИГМИ-МЦД и ААНИИ в работах также участвовали другие организации Северо-Западного региона: Северо-Западное, Северное и Мурманское УГМС, ГУНИО МО и др. Были выполнены следующие работы:
— проведена инвентаризация информационных ресурсов министерств и ведомств-участников ЕСИМО;
— заложены основы телекоммуникационной платформы ЕСИМО;
— создан ряд электронных справочных пособий по гидрологическому и ледовому режимам морей России;
— разработан ряд новых методов прогнозов и новых технологий обработки информации,
— консолидированы информационно-технологические ресурсы по обеспечению гидрометеорологической и другой информацией федеральных и хозяйственных структур;
— разработаны предложения и реализованы проектные решения по средствам измерений и оборудования, испытаны прототипы ряда приборных комплексов.
В ЦКБ ГМП (с соисполнителями – ДВНИГМИ, ГОИН, Сахалинский ГМЦ, Камчатское УГМС и др.) были продолжены работы по разработке технологии функционирования СПЦ с учетом результатов испытаний и опытной эксплуатации телеметрического регистратора цунами. В соответствии с ожидаемыми результатами раздел отчета по цунами включает:
— программу работ (первоочередных мероприятий) по научно-техническому развитию системы предупреждения о цунами (СПЦ) на 2-м этапе создания ЕСИМО;
— результаты испытаний (акты, протоколы) телеметрического регистратора цунами (ТРЦ) в Камчатском УГМС;
— технологию функционирования СПЦ на базе решений полученных на 1-м этапе создания ЕСИМО;
Программа работ включает мероприятия по научно-техническому развитию сейсмической и гидрофизической (уровневой) подсистем СПЦ, территориальных центров СПЦ, системы связи и т.п. Указываются конкретные исполнители мероприятий, приводятся оперативные оценки стоимости работ. Программа разрабатывается с учетом материалов Сахалинского и Камчатского УГМС, Геофизической службы РАН.
По испытаниям ТРЦ в Камчатском УГМС приводятся акты и протоколы испытаний, отражающие функционирование погружного и берегового блоков ТРЦ, а также программного обеспечения для обработки данных, обнаружения и идентификации волн цунами и расчета их характеристик. На основе анализа результатов испытаний ТРЦ приводятся рекомендации по доработке ТРЦ для последующего оснащения или наблюдательной сети СПЦ. Работы по доработке ТРЦ по результатам испытаний включаются в план работ на 2004 год по разделу «Цунами» проекта 8.
Технология функционирования СПЦ на базе решений, полученных на 1-м этапе создания ЕСИМО, излагается в соответствии с понятием «технологии», приведенном в системном проекте и глоссарии ЕСИМО, в соответствии с которым «технология – это совокупность взаимосвязанных ручных и машинных операций по обработке информации на всех этапах ее прохождения между техническими средствами и службами центра данных с целью получения результатов обработки в форме, удобной для восприятия».
2.8.3 Оценка соответствия полученных результатов
На данном этапе работы по проекту выполнены в полном объеме и в полном соответствии с техническим заданием и календарным планом.
2.8.4 Проблемы и трудности
Нет.