Статьи

Мировое потребление пресной воды неуклонно растет. Каждый год человечество расходует около 4,3 триллионов кубометров воды. Дефицит водных ресурсов является проблемой мирового масштаба, затрагивающей миллиарды людей и угрожая устойчивому развитию государств. В условиях климатических изменений, быстрого роста населения и неэффективного использования природных богатств, чистая вода становится не только ограниченным ресурсом, но и источником социальных конфликтов. Большая часть стран Средней Азии решают проблемы с нехваткой воды с помощью различных методов: от применения новейших способов орошения в сельском хозяйстве до создания компьютерных моделей, помогающих производить анализ водных запасов и составлять прогнозы водопотребления. Оптимизация водопользования, внедрение инновационных технологий водоснабжения и очистки сточных вод становятся необходимыми мерами для решения проблемы истощения водных ресурсов. Устойчивые практики сельского хозяйства, такие как капельное орошение, могут существенно сократить потребление воды, в то время как просвещение населения относительно бережливого использования данного ресурса поможет становлению культуры водопотребления. Международное сотрудничество также играет ключевую роль в управлении водными ресурсами. Обмен опытом, совместные проекты и программы могут способствовать созданию устойчивых систем водоснабжения. В статье приведен анализ текущей ситуации, которая касается мирового водопользования с уклоном в сторону Азиатских стран, в частности, Узбекистана. Также проведен комплексный анализ, демонстрирующий инновационные технологии и передовые методики, такие как AOP, ZLD, Geobank, Datamine и цифровые двойники созданные для повышения эффективности водопользования и минимизации пагубного воздействия на окружающую среду. Эти решения позволяют улучшить мониторинг и контроль водных ресурсов, обеспечивая баланс между экономическим развитием и экологической ответственностью.

Начиная с 2023 года команда «РОСМИМ» занимается просветительской и образовательной деятельностью, популяризируя имитационное моделирование для всех желающих, преимущественно обучая данному методу исследований школьников и студентов. Помимо теоретической базы, которая преподносится в уникальной форме с применением авторской методики, авторы проекта демонстрируют практические кейсы и разрабатывают учебные модели для знакомства с инструментарием. Описанная в данной работе агентная модель «Эпидемия» дает возможность учащимся на практике исследовать, как распространяются инфекционные болезни, и оценивать результативность различных подходов к их контролю. В модели действуют 5 видов агентов: люди, города, самолеты, заболевание и вакцина. Целью создания такого «симулятора эпидемии» является обучение созданию имитационных моделей школьников и студентов, демонстрация различных сценариев развития чрезвычайных ситуаций, а также демонстрация возможностей ПО AnyLogic. Используя разработанную авторским коллективом модель, студенты овладевают умениями анализа комплексных систем, работы с агент-ориентированным моделированием и принятия решений в ситуациях непредсказуемости. Модель представляет собой симулятор, который позволяет не только наблюдать за развитием событий при различных сценариях распространения инфекции, но и активно принимать решения в режиме реального времени: пользователь может закрывать аэропорты и вводить карантин в отдельных городах, запускать разработку вакцины. В зависимости от выбранной стратегии и скорости реагирования возможны различные исходы - от масштабного распространения вируса с тяжелыми последствиями для населения до успешной вакцинации и эффективного применения ограничительных мер, минимизирующих ущерб. Такой подход обеспечивает более глубокое понимание потенциальных последствий и эффективности принимаемых решений. По итогам симуляции за счет визуализации статистических данных по ключевым агентам модель дает полную картину событий, которые произошли при принятии пользователем тех или иных решений в момент симуляции. Благодаря такому интерактивному подходу учебный материал усваивается эффективнее, а возможность проведения компьютерных экспериментов и анализа их итогов улучшает уровень практической подготовки.

Президент России в своем послании Федеральному собранию в 2024 году дал Указание придерживаться преемственности и полноценного сотрудничества образовательных организаций и работодателей, а именно согласованности действий трехуровневой системы при подготовке кадров. Руководство ЦЭМИ РАН реализуя указ, инициировало и поддержало проект молодых ученых «РОСМИМ», вместе с этим было подписано 3 трехсторонних соглашения с ВУЗом (ГАУГН) и московскими школами: «Школа на проспекте Вернадского», школа №2087 «Открытие», школа №1538, тем самым соединив - НИИ, ВУЗ и школы. Идет полноценная работа со школьниками и специалисты института курируют 4 междисциплинарных исследовательских проекта. Российская Мастерская Инновационного Моделирования (РОСМИМ) - это общеобразовательный и просветительский проект, направленный на популяризацию компьютерного и имитационного моделирования среди молодежи. Проект инициирован в рамках нацпроектов «Кадры» и «Молодежь и дети», выполняется при содействии ведущих научных институтов и государственных структур. За два года слушателями данных курсов стали более 800 школьников и студентов, из них более 200 создали первые имитационные модели, а 25 стали выпускниками школы «РОСМИМ». Также юные исследователи представили свои проекты общественности, опубликовали научные статьи и стали соавторами книги молодых ученых ЦЭМИ РАН - «Программно-аналитические решения и концепции имитационных моделей молодых ученых ЦЭМИ РАН для государственного администрирования социально-экономических процессов», а некоторые учащиеся стали победителями престижных конкурсов. За два года существования проекта было проведено множество апдейтов: внедрили новые методики, усовершенствовали схему обучения, создали 4 учебные модели: «Московский метрополитен», «Солнечная система», «Ракета», «Эпидемия». Отдельные элементы проекта прошли успешную апробацию в государственных органах, включая, Счетную Палату РФ, Правительство Кемеровской области, Министерство жилищно-коммунального хозяйства Республики Узбекистан, Высшую школу государственного аудита МГУ им. М. В. Ломоносова, а также Финансовый университет при Правительстве РФ. Также авторы проекта стали финалистами всероссийских конкурсов и победителями в номинации для молодых ученых «Научные достижения в области информатизации образования».