Сточные коды: как искусственный интеллект поможет в очистке канализационных стоков

Систему представил руководитель направления энергетики и ЖКХ группы компаний "Цифра" Фанур Сайфульмулюков на демодне индустриального центра компетенций (ИЦК) ЖКХ в АНО "Цифровая экономика". По его словам, она базируется на собственном стеке компании "Цифра индастриал фреймворк" (Zyfra Industrial Framework - ZIF).

"Это комплекс средств разработки, который включает в себя технологию промышленного интернета вещей - это все, что связано со сбором данных, их обработкой, структурированием, хранением, визуализацией. Также мы активно добавляем компоненты машинного обучения, искусственный интеллект. Этот фреймворк зарегистрирован в реестре, является полностью отечественным и принадлежит компании "Цифра". У меня разнородный опыт работы с ЖКХ, и одним из ключевых направлений, на мой взгляд, является защита экологии в ЖКХ - это очистные сооружения и канализация. Решение, которое мы хотим представить, предназначено для автоматизации биологической очистки сточных вод живыми организмами", - рассказал Фанур Сайфульмулюков.

Он напомнил, что типовая структурная схема очистных сооружений и канализации включает четыре базовые ступени - механическую очистку от песка и мусора, блок биологической очистки, систему доочистки сточной воды и блок обеззараживания очищенной воды перед ее сбросом в природный водный объект. Кроме того, важным этапом очистки стоков является обработка осадков, которые образовались в процессе очистки, их тоже нужно правильно обработать и утилизировать, подчеркнул разработчик.

"Основным компонентом биологической очистки является активный ил - это сложный комплекс живых организмов, питающихся загрязнениями, которые мы скидываем, перерабатывающих их в конечном счете в чистый азот и воду, позволяя таким образом сохранять экологию. Активный ил очень капризен к внешним факторам, к тому, какая вода поступает, какой она температуры, насколько правильно мы подаем кислород и управляем его возрастом - от этого очень сильно зависит качество очистки сточных вод", - напомнил Фанур Сайфульмулюков.

"Cам процесс жизни этих микроорганизмов сложен: сложноуправляем, сложнонаблюдаем, не очень предсказуем. И на рынке, по нашей информации, отсутствуют комплексные решения. Конечно, есть международные, но в России таких решений нет", - добавил Фанур Сайфульмулюков.

Как это работает

По его словам, предложенная система будет базироваться на уже работающих в других продуктах "Цифры" решениях, таких как системы управления данными и лабораторной информацией. Машинное обучение и искусственный интеллект будут применяться в четырех модулях - идентификации состояния системы очистки, экспертной системе помощи диспетчеру в диалоговом режиме, оптимизации процессов очистки и анализе неисправностей.

"Основой всего решения будет служить строгая модель - ASM. Эта модель является общественным достоянием, разработана Международной водной ассоциацией. Она свободна к распространению, ее можно брать и конфигурировать. Реализована она в блоке Open Modelica", - рассказал Фанур Сайфульмулюков.

По его словам, до конца года "Цифра" планирует найти якорного заказчика на пилотное внедрение этой системы и подготовить полноценное финансово-экономическое обоснование. "То есть мы рассчитываем за 10 месяцев сформировать минимально жизнеспособный продукт. На это нам надо порядка 200 млн руб. Пилотный проект мы рассчитываем сделать за шесть месяцев и спараллелить его с опытно-промышленной эксплуатацией. И к 2025 г. при наличии реализации критических факторов, которые я указал, мы готовы выходить на рынок. Это большой потенциал для тиражирования. Очистных сооружений в городах с населением от 100 тыс. человек больше 300", - отметил разработчик.

Заместитель директора по развитию направления "Цифровая трансформация отраслей" АНО "Цифровая экономика" Кирилл Киреев предложил включить разработку в портфель проектов ИЦК ЖКХ. "Я думаю, на ближайшем заседании коллег стоит пригласить, заслушать, и если так, то упаковать это в проект", - отметил Кирилл Киреев.

Кто даст денег

Директор по цифровизации и информационным технологиям ПАО "Т Плюс" и глава ИЦК ЖКХ Борис Макевнин сообщил ComNews, что система управления очистными сооружениями, которую предлагает "Цифра", могла бы заинтересовать Минприроды, Российского экологического оператора, компании, занимающиеся повышением качества очистки стоков в России. При этом, по его словам, для "Т Плюс" это была бы непрофильная инвестиция".

"Для нас это бизнес непрофильный, прямого влияния на бизнес мы не видим. Для нас это будет некая сторонняя венчурная инвестиция. Своего венчурного фонда у нас нет. Важно понимать, что у нас высокая стоимость капитала, потому что мы во многом тоже оперируем, как предприятие непрерывного цикла, заемными средствами, и поэтому наши деньги имеют определенную стоимость. Здесь получается очень долгий проект, мы под это не заточены", - отметил Борис Макевнин.

Директор направления "Цифровая трансформация отраслей" АНО "Цифровая экономика" Алексей Сидорюк добавил, что "Цифра" могла бы получить часть финансирования из фонда "Сколково", в котором предусмотрена программа софинансирования новых отраслевых решений.

"Можно часть этой суммы - до 100 млн руб. - взять в фонде "Сколково". На один вложенный частный рубль он выдает один государственный. В этом плане если это будет первое отраслевое внедрение, то такой мерой поддержки можно воспользоваться", - напомнил Алексей Сидорюк.

Зачем рачкам и бактериям искусственный интеллект

Директор Агентства развития коммунальной инфраструктуры Московской области (ГКУ МО "АРКИ") Вадим Каретников сказал ComNews, что в регионе есть потребность в новых технологических решениях для повышения производительности очистных сооружений, однако главным критерием отбора назвал экономическую эффективность проекта.

"В очистных сооружениях самое плохое - это их высокая стоимость. Если у "Цифры" какая-то технология, которая эту стоимость снизит, тогда никого искать не надо - очередь будет стоять за этими системами. А если стоимость такая же, только с искусственным интеллектом, то никому она нужна не будет", - отметил Вадим Каретников.

Он добавил, что перед внедрением в Московской области такую систему должен будет изучить и одобрить научно-технический совет при Министерстве ЖКХ региона.

"У нас есть потребность в такой системе. Но нужно знать параметры - какая производительность этой системы, степень очистки, на какой состав стоков она рассчитана. Побольше бы информации, тогда можно будет понять, можно ли ее обсудить на научно-техническом совете у нас в Министерстве ЖКХ Московской области", - добавил директор ГКУ МО "АРКИ".

При этом он подчеркнул, что уже давно практически все стоки очищаются с помощью биологических технологий. "Всю жизнь этим занимались рачки и бактерии. Ничего нового в этом нет. Зачем там искусственный интеллект, мне непонятно. Это обычный технологический процесс. Задача автоматической системы - чтобы человек ничего не понимал, а оно само работало. И это уже существует и действует", - добавил Вадим Каретников.