Синергетический эффект при создании и развитии единого информационного пространства Арктической зоны развития Российской Федерации

Несмотря на многообразие государственных информационных и аналитических автоматизированных систем управления (АС, АСУ, ГИС, ФГИС, ГАС, ГАСУ) и им подобных федерального, регионального и корпоративного уровня для управления отраслевой инфраструктурой индустриальных, природно-ресурсных и социально-культурных хозяйственных комплексов, они могут быть реализованы на типовых методологических, технологических, технических и программных решениях. При этом используемые в них адекватные пространственные модели объектов (совокупности объектов, инфраструктуры), как правило, на одной и той же территории включают объекты прочих отраслей, в управлении которыми на тех или иных этапах их жизненного цикла заинтересованы другие министерства, ведомства, регионы, госкорпорации, частные компании. Поэтому при описании с высокой точностью и детальностью объектов магистрального и распределительного электросетевого комплекса, железных дорог, автодорог, природно-ресурсных комплексов можно попутно сформировать модели для других отраслевых задач и функций, предметных областей управления инфраструктурой, к примеру для территориального планирования, контроля строительства объектов, управления войсками, развития региональной (межрегиональной) транспортно-логистической сети, развития ЖКХ и благоустройства территорий, проверки выполнения бюджетных заданий и соблюдения тарифной политики, сохранения объектов исторического наследия, ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций и пр.

Такой подход можно и нужно применить при реализации Стратегии развития Арктической зоны РФ и обеспечения национальной безопасности на период до 2020 года (далее - Стратегия). Комплексный характер задач, предлагаемых к реализации в Стратегии, охватывает вопросы создания информационно-коммуникационной среды, инфраструктуры жизнеобеспечения для управления обороной и охраной границ, освоения природных ресурсов, восстановления и сохранения экологии русской Арктики, эффективного решения транспортно-логистических проблем. При реализации такого единого комплексного проекта можно достичь синергетического эффекта.

Инфокоммуникационная составляющая может быть реализована на основе частно-государственного партнерства в строительстве и эксплуатации российской трансарктической волоконно-оптической кабельной системы. Это стратегический проект, в результате реализации которого наша страна получает огромный и конкурентоспособный ресурс для пропуска глобального евроазиатского трафика и создания российской магистральной сети связи с рекордно низким временем задержки, высокой надежностью, грамотной наземной, в том числе беспроводной, широкополосной сетевой структурой и с выходом на ключевые арктические и дальневосточные точки присоединения в России, Японии, Китае, Южной Корее.

Ресурсы и технические характеристики такой российской трансарктической волоконно-оптической кабельной системы могут стать основой для формирования глобальной волоконно-оптической сети связи и центров обработки данных, расположенных на арктическом побережье и используемых, к примеру, для стран БРИКС как технологическая основа безопасного и независимого от разного рода санкций Интернета и сети передачи данных.

Государственная комиссия по вопросам развития Арктики, которая курирует Государственную программу (далее - Госпрограмма) "Социально-экономическое развитие Арктической зоны Российской Федерации на период до 2025 года" (22 мероприятия, более 190 млрд рублей, публикация 31 августа 2017 года), поддержала новый методологический подход освоения и развития российской Арктики, который предусматривает развитие опорных зон развития (ОЗР) в Арктической зоне Российской Федерации (АЗРФ), как это закреплено в протоколе комиссии №1 от 9 марта 2016 г.

В перечень мероприятий создания ОЗР в рамках Госпрограммы Минэкономразвития (по поручению правительства от 29 июня 2016 года №РД-П16-39ПР) были включены такие работы, как определение ключевых направлений развития ОЗР, механизмов поддержки деятельности в местах размещения ОЗР и финансово-экономическое обоснование решений. В Госпрограмме сформирована взаимоувязанная совокупность подпрограмм, среди которых наиболее интересными в плане реализации поставленных целей и задач является подпрограмма №1 "Формирование ОЗР, обеспечение их функционирования, создание условий для ускоренного социально-экономического развития АЗР РФ" и подпрограмма №2 "Развитие Северного морского пути и обеспечение судоходства в Арктике".

Первый этап Госпрограммы (2015-2017) предполагает разработку подходов и формирование основных концептуальных положений создания и функционирования ОЗР. Второй этап Госпрограммы (2018-2020) включает реализацию пилотных проектов ОЗР на основе создания "…Единой защищенной информационно-телекоммуникационной системы (транспортного комплекса АЗРФ)…" и далее - создание "…межрегиональной арктической системы сбора, обработки и доведения информации на всем пространстве Арктики, …обеспечение экологического морского надзора и модернизацию гидрометеорологической сети наблюдения…".

Третий этап (2021-2025) реализации Госпрограммы, по сути дела, - выполнение комплекса организационно-технических мероприятий по реализации ОЗР как таковых с запроектированной функциональностью, в том числе и с реализацией непростых функций по мониторингу состояния внешней среды, прогнозированию и моделированию чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.

Наряду с такими основополагающими документами, определяющими общие направления развития, следует учитывать также и отраслевые (государственные и корпоративные) требования по охране и обороне границ, разведке, добыче и переработке углеводородного сырья, транспорту и логистике, сохранению экологического состояния в нынешнем периоде быстрых изменений климата и, как следствие, по мониторингу состояния внешней среды, моделированию и прогнозированию, с максимальной детальностью описания, анализа, верификации и оценки событий и чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, включая сложные модели с расчетными задачами по разливу нефти.

Планируется также создание Системы освещения обстановки (СОО) в Арктике, один из главных заказчиков которой - Министерство обороны РФ выдвигает серьезные требования к вычислительным ресурсам в рамках центров обработки данных (ЦОД).

ССО должна обеспечить непрерывные процессы сбора, обработки, формирования и обеспечения доступности данных, моделей объектов, событий и обстановки (из соответствующих баз данных), интегрированной и прочей информации о морской (надводной и подводной), воздушной и радиоэлектронной обстановке, а также обстановке в космическом пространстве в контролируемых районах.

Представляется вполне очевидным, что весьма значительным будет информационный обмен СОО с прочими ведомственными и отраслевыми информационными, информационно-аналитическими автоматизированными системами и соответствующими ресурсами, такими как:

• Система освещения обстановки Военно-морского флота;
• Федеральная система разведки и контроля воздушного пространства РФ;
• Системы контроля космического пространства Войск ВКО;
• АС обеспечения цифровой картографической информацией ВМФ;
• АС технического контроля за надводной обстановкой пограничных органов ФСБ России;
• Единая территориально-распределенная информационная система дистанционного зондирования "Роскосмоса";
• Существующая и перспективные системы космического наблюдения в Арктике;
• Комплексная интегрированная информационная система МоРе Минтранса России;
• Ктраслевая система мониторинга водных биологических ресурсов, наблюдения и контроля за деятельностью промысловых судов Росрыболовства;
• Система оперативного управления МЧС России и система связи МЧС России;
• Единая государственная система информации об обстановке в Мировом океане (ЕСИМО) Росгидромета;
• Автоматизированная ледово-информационная система для Арктики (система "Север") Росгидромета;
• АСУ и системы связи Вооруженных сил РФ;
• Интегрированная система связи и передачи данных РФ;
• Единая система навигационно-временного обеспечения РФ;
• Единая система организации воздушного движения РФ;
• Федеральная система мониторинга природных ресурсов, стратегически важных и (или) опасных объектов РФ.

При этом СОО строится как автоматизированная система управления с соответствующими подсистемами, которые решают функциональные задачи отраслевой АС, и реализует функциональные сервисы и приложения рабочих мест пользователей по схеме 24/7/365.

Основой успеха создания и эксплуатации СОО и необходимым условием появления ОЗР является "…формирование единого информационного пространства в Арктической зоне Российской Федерации с учетом природных особенностей"*. По сути дела, речь идет о создании единого информационного пространства (ЕИП) для всего макрорегиона под названием Российская Арктика, которое, в свою очередь, представляет собой совокупность уже известных и планируемых в перспективе ОЗР. Такие ОЗР явно будут представлять собой очаговые и разделенные большими расстояниями агломерации городского типа (совокупность городских агломераций), в рамках границ которых будет размещена отраслевая инфраструктура военного и гражданского назначения.

ЕИП в физическом и логическом выражении должно представлять собой совокупность информационно-телекоммуникационной составляющей в виде взаимоувязанной сети связи и пространственно распределенных вычислительных ресурсов, которые должны отвечать высоким требованиям к качеству работы по функциональным свойствам и характеристикам устойчивости (работы ЕИП) и своевременности (обработки данных и доставки сообщений), а с учетом требований от "военных" в ОЗР Российской Арктики - еще и скрытности. И в данном аспекте рассмотрения физическая и логическая скрытность (как функциональное свойство ЕИП) означает выполнение двух требований к структурным свойствам этой ЕИП - разведзащищенности и кибербезопасности.

Сегодня в Арктической зоне присутствуют две атомные электростанции (АЭС) - Билибинская и Кольская АЭС. С учетом военных и гражданских задач развития ОЗР и низкой стоимости энергетических ресурсов этих АЭС (на собственной территории) вычислительные ресурсы ЕИП ОЗР необходимо размещать в виде аппаратно-программных центров обработки данных на территории этих АЭС или на минимально разрешенном расстоянии от них. С учетом того, что в 2019 году Билибинскую АЭС планируется заменить платформой ледокольного класса с плавучей атомной тепловой электростанцией (ПАТЭС) на борту под названием "Академик Ломоносов", а далее создать еще две ПАТЭС для Таймыра и Чукотки, для обеспечения информационной поддержки функционирования ОЗР имеет смысл создать на территории АЭС (ПАТЭС) некоторое количество центров обработки данных (ЦОД), объединенных в облако, на основе телекоммуникационных ресурсов и пропускной способности "Арктического Потока" с поэтапным резервированием данных, как на уровне ЦОДов ОЗР, так и с подключением ЦОДов из более южных частей России.

С учетом жестких функциональных и увязанных с ними структурных требований к ЕИП невозможны никакие иные решения, кроме прокладки и эксплуатации подводной трансарктической волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) с заданной полосой пропускания и приемлемым временем задержки передачи данных между двумя-тремя ЦОДами в пределах территории стационарных и плавучих АЭС АЗРФ.

Строительство и эксплуатация наземной проводной оптической линии связи по берегу континентальной части российской Арктики от одной ОЗР к другой ОЗР на протяжении от Мурманска до Чукотки и Камчатки - вещь невозможная. Беспроводные решения по передаче трафика между ЦОДами не обеспечат необходимую пропускную способность и время задержки, не говоря уже про надежность, резервируемость и в конечном счете устойчивость и скрытность системы в целом.

Полярная спутниковая группировка также не сможет решить основные задачи и функциональные требования по ЕИП и в лучшем случае окажется востребована только для того, чтобы обеспечить подвижную спутниковую связь и передачу данных на скоростях до 2 Мбит/с для гражданских и военных пользователей всех ОЗР в пределах бескрайних просторов Российской Арктики. Наземные беспроводные системы связи могут обеспечить стационарную и мобильную сотовую связь только в пределах очаговых агломераций городского типа. Мобильная связь четвертого поколения, в данном случае для ОЗР, будет выглядеть как сеть с центром (центрами) коммутации и базовыми станциями, развернутыми по схеме "звезда" с несколькими интервалами, не более чем в 150 км (что еще предстоит экспериментально проверить отдельно для каждой ОЗР).

Таким образом, понятна общая перспективная картина организации связи и передачи данных, а также вычислительных ресурсов для того, чтобы реализовать ЕИП Арктической зоны РФ:

1. Опорная сеть связи строится на российской подводной трансарктической ВОЛС с выходом на острова и континентальную часть ОЗР в точках АЗРФ (с выделением пары волокон на муфте этой ВОЛС в точке присутствия на кабельной станции):
   • Мурманск (с выходом на Кольскую АЭС, г. Полярные Зори, Мурманская обл.) к ЦОДу №1;
   • город Билибино на Чукотке (ЦОД №2);
   • ОЗР в виде населенных пунктов и объектов Вооруженных сил и пограничной охраны, а также разведки и добычи углеводородного сырья и проч. на континентальной части и островах АЗРФ
2. Присоединение к взаимоувязанной сети связи РФ через одну из точек присоединения "Заполярье" ВОЛС трубопровода "Заполярье - Пурпе - Самотлор" или других близких к Заполярью трубопроводов компании "Транснефть".
3. Создание ЦОДов в г. Билибино на ресурсах Билибинской АЭС и в дальнейшем - ПАТЭС "Академик Ломоносов", Кольской АЭС, ПАТЭС на Таймыре и Чукотке. Формирование ЕИП АЗРФ.
4. Поэтапное создание беспроводных сетей сотовой связи поколения 4G+ и будущих поколений для очаговых ОЗР АЗРФ.
5. Формирование новой орбитальной спутниковой группировки или использование возможностей спутников семейства "Гонец" для организации услуг подвижной спутниковой связи с заданными характеристиками в "промежутках" между ОЗР.

Управление обороной, охраной границы, освоением природных ресурсов, постоянный мониторинг состояния внешней среды, моделирование и прогнозирование чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, восстановление экологии в условиях быстрых и значительных климатических изменений возможно только на основе правильно сформированной актуальной и достоверной единой пространственной модели (ЕПМ) Арктической зоны. Иерархия в понятийном аппарате ЕИП и ЕПМ с учетом описания и возможности реализации при жестких требованиях нормативных документов правительства и ведомств представлена на рисунке.

Такая ЕПМ может быть получена за один-два сезона съемки и обработки данных, формирования цифровых моделей рельефа и местности на основе мультиспектральной съемки и воздушного лазерного сканирования, осуществляемого с пилотируемых или беспилотных воздушных носителей, в том числе с дирижаблей.

Технологически новые поколения дирижаблей типа "Атлант" с изменяемой балластировкой (на земле такие аппараты тяжелее воздуха) и грузоподъемностью 1,5 тонны, а в перспективе - 16-60-600 тонн (для решения задач Северного завоза и управления арктической группировкой Министерства обороны) могут применяться и в высоких широтах, без ангаров и причальных команд - с вертикальной посадкой на любой поверхности и с обеспечением плавучести, а также без строительства автомобильных и железных дорог.

Одна из главных задач восстановления экологического состояния континентального российского Севера - утилизация "залежей" нескольких миллионов (по разным оценкам от 9 млн до 11 млн) стальных бочек (как правило, в устьях рек и на побережье, складированных с 1927-го по 1990-е годы). Создавая ЕПМ Арктической зоны, можно и нужно создать и модель "залежей" бочек, провести их районирование, зонирование, определение очередности и способов утилизации.

Объемы данных при первичном описании пространственно-атрибутивных моделей рельефа, местности, объектов (совокупности объектов) таковы, что даже на нынешнем уровне развития требуется вполне осознанная политика в управлении размещением таких объемов данных в вышеупомянутых ЦОДах, особенно с учетом развития отраслевых автоматизированных систем государственных органов исполнительной власти в сфере управления индустриальными инфраструктурными, природно-ресурсными, социально-культурными и прочими хозяйственными комплексами АЗРФ.