ФГБНУ «ФНЦ ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова» и ФГБУ «Управление «Приволжскмелиоводхоз» представили цифровой двойник оросительных систем на выставке AGRAVIA

Федеральный научный центр гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова совместно с ФГБУ «Управление «Приволжскмелиоводхоз» приняли участие в международной агропромышленной выставке AGRAVIA (agravia.org), где представили научную разработку «Цифровой двойник технического состояния оросительных систем с использованием методов искусственного интеллекта и беспилотных аппаратов».

AGRAVIA — это одна из крупнейших специализированных технологических выставок, объединяющая разработчиков, производителей и пользователей инновационных решений для агропромышленного комплекса. Экспозиция охватывает направления точного земледелия, цифровизации сельского хозяйства, мелиорации, водных технологий и инженерной инфраструктуры, создавая площадку для демонстрации передовых разработок и обмена практическим опытом.

Выставку AGRAVIA торжественно открыли первые лица агропромышленного комплекса и науки России, среди которых:

• Пётр Александрович Чекмарёв — Академик РАН, заместитель Президента Российской академии наук, Председатель Комитета ТПП РФ по развитию агропромышленного комплекса

• Вугар Алиевич Багиров — член-корреспондент РАН, директор Департамента координации деятельности организаций в сфере сельскохозяйственных наук, Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

• Максим Владимирович Патрушев — руководитель Курчатовского геномного центра НИЦ «Курчатовский институт» (Стратегический научный партнер iAGRI и AGRAVIA)

• Илья Леонидович Орсик — заместитель начальника Управления сельскохозяйственного, пищевого и строительно-дорожного машиностроения Министерства промышленности и торговли Российской Федерации

• Серей Николаевич Лупехин — председатель Союза участников рынка картофеля и овощей (Картофельный союз)

• Юрий Иванович Ковалёв — генеральный директор Национального союза свиноводов

• Сергей Владимирович Лахтюхов — генеральный директор Национального союза птицеводов

• Роман Владиславович Костюк — генеральный директор Национального союза производителей говядины

• Салис Добаевич Каракотов — генеральный директор АО «Щёлково Агрохим», академик РАН, д.х.н.

• Геннадий Мындру — генеральный директор ООО «Агрос Экспо Групп».

В рамках деловой программы выставки AGRAVIA проходил конкурс инновационных разработок, направленный на выявление и поддержку наиболее перспективных научно-технологических решений для агропромышленного комплекса. В конкурсе принимали участие проекты, представленные ведущими научными организациями, инжиниринговыми центрами и высокотехнологичными компаниями, в том числе в области цифровизации сельского хозяйства, мелиорации и искусственного интеллекта. Совместная разработка ФГБНУ «ФНЦ ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова» и ФГБУ «Управление «Приволжскмелиоводхоз» — «Цифровой двойник технического состояния оросительных систем с использованием методов искусственного интеллекта и беспилотных аппаратов» — была представлена в конкурсной программе как пример комплексного научно-прикладного решения для интеллектуального управления мелиоративной инфраструктурой. Проект также был отмечен как пример эффективного взаимодействия организаций, подведомственных Министерству науки и высшего образования и Министерству сельского хозяйства РФ, в части трансфера научных разработок в практику водохозяйственной и мелиоративной деятельности.

Представляемая разработка ориентирована на интеллектуальное управление технической эксплуатацией оросительных систем. В её основе — концепция цифрового двойника процесса управления, интегрирующая нейросетевые модели, генетические алгоритмы и методы машинного обучения для прогнозирования износа инфраструктуры и оптимизации ремонтных мероприятий. Система использует данные беспилотных аппаратов, телеметрии насосных станций и ГИС-моделей для формирования 2D/3D-представления объектов мелиоративной инфраструктуры и поддержки управленческих решений.

На выставке был представлен прототип элемента подсистемы мониторинга — беспилотный водный аппарат МОРФ-1. Устройство предназначено для обследования водных объектов и каналов оросительных систем, включая контроль глубин, рельефа дна, степени заиления и зарастания, а также выявление повреждений гидросооружений. Данные, получаемые с МОРФ-1, интегрируются в цифровой двойник и используются для актуализации его моделей, оптимизации водораспределения и планирования восстановительных работ с минимальными затратами ресурсов.

Практический эффект разработки подтверждён результатами апробации: снижение потерь оросительной воды на 10–15 %, сокращение энергозатрат на 5–7 %, уменьшение расходов на ремонт и обслуживание на 10–20 %, а также сокращение трудоёмкости аналитических процедур на 30–40 %. Апробация цифрового двойника и его ключевых подсистем проходила в Республике Татарстан на базе Лаишевской оросительной системы, где было реализовано пилотное решение с интеграцией телеметрии, экономического блока и 2D/3D-визуализации инфраструктуры.

Проект реализуется на базе собственного программного обеспечения АСУ «Водопользование ОС» и может быть масштабируем для применения на других оросительных системах Российской Федерации.

По итогам участия в выставке проект был отмечен дипломом в номинации «Лучшая научная разработка AGRAVIA». Награда подтвердила научную новизну, практическую значимость и высокий потенциал внедрения представленного цифрового двойника и подсистемы мониторинга.

Научно-исследовательская работа осуществлялась в рамках плана НИР по государственной тематике FGUF-2025-0005 на 2025–2027 гг. ФГБНУ «ФНЦ ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова» под руководством академика РАН, д.с.-х.н, профессора Виктора Александровича Шевченко, директора ФГБНУ «ФНЦ ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова».

• Научный руководитель исследований — Кирейчева Людмила Владимировна, д.т.н., профессор, руководитель научного направления ФГБНУ «ФНЦ ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова»;

• Хисматуллин Марс Мансурович, д.с.-х.н., директор ФГБУ «Управление «Приволжскмелиоводхоз»;

• Рогачев Дмитрий Алексеевич, к.т.н., ведущий научный сотрудник ФГБНУ «ФНЦ ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова»;

• Кульчев Андрей Юрьевич, аспирант, научный сотрудник Молодёжной лаборатории ФГБНУ «ФНЦ ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова».

Основные РИД вошедшие в состав представленной научной разработки:

1. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2025618902 РФ, Автоматизированная система управления водопользования оросительной системы с использованием экономико-математического моделирования и методов искусственного интеллекта: заявл. 28.03.2025: опубл. 08.04.2025 / Д. А. Рогачев;

2. Патент № 2843987 C1 РФ, Устройство для управления обучением нейронной сети с генетическим алгоритмом: заявл. 17.07.2024: опубл. 23.07.2025 / Д. А. Рогачев, Л. В. Кирейчева, И. Ф. Юрченко [и др.];

3. Патент № 2853365 C1 РФ, Беспилотное средство с ГЛОНАСС/GPS/GSM для измерений пространственных характеристик водных объектов: заявл. 27.06.2025: опубл. 23.12.2025 / А. Ю. Кульчев, А. А. Бубер, Л. В. Кирейчева, Д.А. Рогачев, М.М.Хисматуллин [и др.].

Участие в выставке AGRAVIA позволило продемонстрировать возможности цифрового двойника и беспилотных средств мониторинга широкому кругу специалистов отрасли, обсудить перспективы внедрения интеллектуальных технологий в мелиорации и водохозяйственной деятельности, а также расширить сотрудничество с промышленными и региональными партнёрами.