Особенности оперативного космического онлайн-мониторинга строительно-монтажных работ с использованием инновационных технологий компьютерной стеганографии и построением стеганографических репозиториев
16.02.2023
Источник: Инвестиции в России, 16.02.2023, Леонид РАТКИН, Яна Крухмалева
При проведении
строительно-монтажных работ необходим их оперативный космический мониторинг.
Применение инновационных технологий компьютерной стеганографии повышает уровень
защиты данных и минимизирует риски в сфере информационной безопасности.
Построение стеганографических репозиториев улучшает параметры функционирования
информационных систем и способствует решению проблем, связанных с блокированием
кибератак при цифровом контроле строительства через автоматизированный
риск-менеджмент.
В Российской
академии наук (РАН), отмечающей менее, чем через год трехсотлетие со дня
основания (08.02.1724), проводится широкий спектр фундаментальных и прикладных
научных исследований, ориентированных на применение в различных отраслях
промышленности. Одним из наиболее востребованных направлений является
космический онлайн-мониторинг СМР, реализуемый различными способами. Первый и
самый доступный способ мониторинга – это космический мониторинг с помощью
спутниковых технологий. Данный вид мониторинга является доступным по всему
миру, так как нет ограничения для съемки при наличии спутниковых технологий.
При этом качество съемки существенно уступает альтернативным вариантам съемки.
Например, при мониторинге строительства АЭС возможно получение актуальной
информации по подготовительным земляным работам, подготовке площадки и
фундаментным работам, оценке количества строительной техники, оценке готовности
сооружений, что используется российскими отраслевыми предприятиями и
организациями при реализации проектов.
Мониторинг
строительства с помощью беспилотных летательных аппаратов (дронов) имеет
некоторые ограничения в части возможности применения на всей территории
мирового пространства, при этом обладает более высоким качеством съемки. В
частности, при трехмерной визуализации строящегося объекта из САПР системы
(AutoCAD) в построенную по результатам аэрофотосъемки текстурированную
3D-модель местности, перенос 3D модели местности и существующей инфраструктуры
в САПР повышается не только качество съемки, но и уровень детализации объектов
наземной инфраструктуры. При демонстрации хода СМР с регулярной выдачей отчетных
форм повышается точность получения данных об измеряемых трехмерных моделях
высотных капитальных объектов.
Следует отметить,
что в условиях финансовых ограничений и экономических санкций повышается объем
требований к отечественному программному обеспечению (ПО), которое должно
заместить зарубежное. Среди академических институтов немало организаций, на
базе которых российские импортозамещающие аналоги ПО могут быть созданы.
Например, Институт системного программирования (ИСП) РАН имени В.П.Иванникова
возглавляет заместитель президента РАН, член Бюро Отделения математических наук
(ОМН) РАН академик РАН А.И.Аветисян – всемирно-известный ученый, руководитель
отечественной научной школы по системному программированию. Отметим, российской
научной общественностью в течении многих лет обсуждались вопросы, связанные с импортозамещением
в сфере ПО, и академические институты РАН могут принять активнейшее участие в
этих работах, что предполагает выделение как государственного финансирования,
так и привлечения частных инвестиций в рамках реализации инновационных проектов
в формате ГЧП.
Возвращаясь к
вопросу оперативного космического онлайн-мониторинга СМР, следует уточнить, что
современное ПО, например, может проводить расчеты расходов насыпных материалов
с оценкой степени выработки карьеров, при этом трехмерные модели, получаемые с
помощью съемки с беспилотных летательных аппаратов, будут намного подробнее
моделей, построенных по результатам наземных тахеометрических съемок. В
частности, при графическом отображении результатов тепловизионной съёмки
возможна не только трассировка теплотрасс, но и поиск нарушений теплоизоляции,
создание тепловых 3D-моделей зданий, мониторинг утечек тепла и оценка энергоэффективности.
Среди основных
причин реализации рисков строительных проектов, прежде всего, следует особо
отметить данные о динамике реализации инвестиционного проекта, которые
поступают со значительной задержкой и не всегда актуальны. Кроме того, проверка
актируемых объемов земляных работ практически невозможна, а контроль большого
количества техники на объектах СМР затруднителен. Наконец, контроль
производительности труда рабочих практически отсутствует, а соблюдение требований
безопасности и охраны труда выполняется формально. Как результат – нарушения,
которые нередко приводят и к несчастным случаям, и к локальным катастрофам.
Недостатки в системе контроля снижают эффективность реализации инвестиционного
проекта, часто ведут к нарушениям требований безопасности строительного
производства и нередко способствуют даже развитию мошеннических схем. Для
устранения ситуации необходимо, в частности, внесение изменений в законодательную
базу для устранения правовых пробелов и внутренних и внешних противоречий в
текстах нормативно-правовых документов (НПД). В анализе может быть использован
уникальный опыт Института законодательства и сравнительного правоведения (ИЗСП)
РАН, который возглавляет заместитель президента РАН, академик-секретарь
Отделения общественных наук РАН академик РАН Т.Я.Хабриева.
Для повышения
эффективности реализации инвестиционных строительных проектов рассматривается
возможность применения 3D-моделирования. Построение 3D-модели является
процессом создания и управления информацией на всех стадиях жизненного цикла
(ЖЦ) объекта строительства, что предполагает сбор, накопление и комплексную
обработку всей архитектурной, конструкторской, инженерной, технологической и
иной информации об объекте в едином информационном пространстве. Вся данные
необходимы для планирования, организации, координации и контроля закупки
материалов, осуществления проектных и СМР, логистики и передачи в эксплуатацию.
Наличие такой информации об объекте позволяет оперативно принимать обоснованные
управленческие решения в ключевых точках реализации проекта, а значит, повышает
и общую эффективность деятельности организации.
Применяемые
технологии позволяют значительно повысить качество проектирования, снижения
количества ошибок и нестыковок, в т.ч., в текстах НПД. Несмотря на то, что
стоимость проектирования в общей стоимости инвестиционно-строительного проекта
занимает незначительную долю, допущенные ошибки и неоптимальные решения, принятые
на этой стадии проектировщиком, могут привести к значительным незапланированным
расходам и простоям на этапах строительства. Среди наиболее частых ошибок,
допускаемых на этапе проектирования — коллизии между конструкциями здания и его
инженерными сетями, вызванные недостаточно эффективным взаимодействием между
проектировщиками разных разделов проектной документации, которые становятся очевидными
на 3D-модели. Требования к наличию и детальности проработки 3D-моделей должны
учитываться при предварительном квалификационном отборе подрядчика и должны
быть включены в контракт.
Среди ключевых
преимуществ роботизации бизнес-процессов необходимо отметить возможность
быстрой работы без привлечения оператора с достижением поставленных целей в
кратчайшие сроки, способность к непрерывной обработке задач (т.н. режим «24/7»
- 24 часа 7 дней в неделю), высвобождение трудовых ресурсов для решения других
задач (требующих участия человека), сокращение операционных расходов, что
напрямую положительно влияет на сокращение сроков окупаемости проекта, быстрая
адаптация и интеграция с существующими системами без изменения IТ-ландшафта
предприятия, предоставление возможностей для гибкого контроля операционной
производительности. При глобальной цифровизации необходимо помнить, что киберриски
– серьезная и реально существующая угроза. По данным аналитиков компании
«Gartner», совокупные расходы в области киберрисков и киберугроз составляют
примерно $70 млрд. в год. Для предотвращения кибератак и минимизации рисков от
киберугроз во многих зарубежных информационных системах и программных
комплексах наряду с традиционной криптографией применяют инновационные
технологии компьютерной стеганографии (КС). В отличие от криптографии,
шифрующей сообщения, КС скрывает сам факт передачи сообщения в стеганографическом
контейнере. Вопросы защиты данных рассматриваются в различных академических
институтах, в частности, Отделения нанотехнологий и информационных технологий
(ОНИТ) РАН, которое возглавляет вице-президент РАН, академик-секретарь ОНИТ
РАН, академик РАН В.Я.Панченко.
Для наиболее
эффективного управления рисками необходимо создание комплексной информационной
системы (далее КИС) управления компанией: основной задачей КИС является
повышение эффективности при принятии решений в условиях неопределенности и
непрозрачности в финансовой и производственной деятельности. Она включает
четыре основных элемента – методологию, организацию, инфраструктуру и специализированное
ПО. Одной из наиболее важных частей КИС является автоматизированная система
управления рисками, которая должна позволить снизить затраты времени на
подготовку, согласование и принятие основных управленческих решений,
предотвратить и минимизировать последствия всевозможных рисков в результате
жизнедеятельности компании. Соблюдение ESG-критериев приводит к созданию
необходимых предпосылок для построения КИС и достижения стратегических целей
компании. В этой КИС важное место занимает система обеспечения безопасности
данных, которая должна быть построена с учетом возможности применения для
взлома не только суперкомпьютерных систем, но и квантовых компьютеров. Одним из
возможных решений для КИС является применение инновационных технологий КС с
построением стеганографических репозиториев. В рамках научных исследований был
проведен анализ патентного ландшафта по выбранному направлению, выявлены
зарубежные и отечественных научные разработки. В частности, на момент подачи
заявки на изобретение из ФИПС Роспатента был получен ответ, согласно которому
аналогами предлагаемого к патентованию изделию было выявлено всего шесть
аналогов, причем большая часть их – зарубежная (например, разработки корпораций
«Microsoft Corporation» и «Sun Microsystems»). Т.о., полученный патент на изобретение
является седьмым в мире в сфере компьютерной стеганографии. В настоящее время
проводится процедура патентования изобретения за рубежом.
В условиях
финансовых ограничений и экономических санкций необходимость внедрения и автоматизации
КИС с поэтапным переходом на импортозамещающее российское ПО очевидна. Но при
выборе методов решения задач у компаний часто возникают схожие проблемы.
Например, существующие международные и российские стандарты по управлению
проектами и рисками не дают четкого ответа, как правильно выстраивать
автоматизированную систему управления (сказывается некорректность ряда
формулировок в законодательной базе, наличие правовых пробелов и внутренних и
внешних противоречий в текстах НПД). Вместе с тем, использование
стеганографических технологий снижает риски взлома КИС и повышает стеганографическую
устойчивость.
Современные
цифровые технологии в сложившихся финансово-экономических условиях играют
ключевую роль для получения конкурентных преимуществ не только конкретных
компаний и корпораций, но и всей страны в целом. Стратегия развития цифровой
трансформации происходит в условиях не только текущей геополитической ситуации,
но и ускоряющихся процессов цифровизации национальных экономик в условиях
усиления конкуренции стран, изменения климата и трансформации условий ведения
бизнеса. Актуальность научных исследований в данной сфере обусловлена
стимулированием цифровых разработок для преобразования традиционных и создания
новых отраслей экономики, что позволит обеспечить новые факторы экономического
роста. Применение инновационных технологий защиты данных на инновационных
принципах КС существенно снижает риски взлома КИС и повышает стегоустойчивость,
в т.ч., к вирусным и хакерским атакам.
Для нефтегазовой
отрасли усиление методов конкуренции на энергетических рынках (с учетом
геополитического аспекта) оказывают влияние на развитие отрасли, а также на
темп внедрения цифровых технологий, что, в свою очередь, сказывается на
внутреннем потенциале предприятий ТЭК РФ. Серьезные проблемы для отрасли,
вызванные процессом цифровой модернизации, происходят на фоне истощения и
сокращения количества месторождений, снижением скорости восполнения запасов,
неэффективных методов добычи, несовершенством законодательства (в т.ч., наличием
правовых пробелов и внутренних и внешних противоречий в текстах НПД), нехваткой
высококвалифицированных кадров и финансирования, усиления регулирования
отрасли. Перечисленные проблемы повышают риски риски при реализации нового
этапа в развитии экономики - цифровой трансформации экономики, поэтому от того,
насколько быстро они будут решены, зависит национальная безопасность
государства. Однако, несмотря на трудности развития в отрасли, в целом
результаты работы говорят о позитивной тенденции: согласно оценкам экспертов, в
2020 году на российских месторождениях было добыто 560,2 млн.т нефти, что
эквивалентно 11,25 млн. баррелей в сутки. По данным «International Energy
Agency» («IEA»), в странах ОЭСР цена на нефть снизилась на 40,6% с марта по
апрель 2020 года. Как следствие, компании нефтегазового сектора серьезно
экспериментируют с современными технологиями для повышения своей эффективности
и доходов. Искусственный интеллект (ИИ) имеет множество приложений в
нефтегазовой отрасли, например, оптимизация добычи с помощью компьютерного
зрения для более быстрого анализа сейсмических и геологических данных,
минимизация времени простоя для профилактического обслуживания нефтегазового
оборудования, моделирование для прогнозирования рисков коррозии нефти с целью
снижения затрат на техническое обслуживание. Морской нефтегазовый бизнес
использует ИИ, чтобы сделать сложные данные, используемые для разведки и добычи
нефти и газа более доступными, что позволяет компаниям открывать новые
перспективы разведки или более эффективно использовать существующие инфраструктуры.
Компании нефтегазового сектора отличает масштабным подход к решениям текущих
задач: сотни подразделений, тысячи сотрудников, многие из которых задействованы
на производстве, но они не имеют оперативного доступа к КИС. Все это диктует
особые требования к КИС: крупные энергетические компании играют значительную
роль в достижении целей устойчивого развития, в том числе, за счет технологий
получения электроэнергии из возобновляемых и альтернативных альтернативных
источников энергии, развития низкоуглеродной энергетики. Крупные
государственные корпорации могут реализовать новые возможности, которые
открываются в рамках ESG-повестки. Эти вопросы могут быть решены при активном
участии Института проблем нефти и газа (ИПНГ) РАН, научным руководителем
которого является всемирно-известный ученый, член Бюро НТС ПАО «Газпром»,
вице-президент Академии горных наук РФ, академик РАН А.Н.Дмитриевский.
Учет
экологических, социальных факторов и факторов корпоративного управления, а
также связанные с ними возможности и риски становятся все более актуальными для
предприятий различных отраслей, особенно – в нефтегазовом секторе. Цифровая
трансформация на уровне корпорации – системный процесс преобразования традиционных
методов управления на открытые системы, направленные на человека, с целью
формирования и развития новых рынков товаров и услуг на основе современных
бизнес-моделей и инновационных технологий защиты данных, в частности, основанных
на методах компьютерной стеганографии. Таким образом, осуществление перехода к
управлению, основанному на анализе данных с использованием новых цифровых
инструментов, позволяет укрепить конкурентоспособность ключевых отраслей
промышленности и способствовать скорейшему достижению национальных целей
развития страны.
Цифровой
риск-менеджмент (DRM) может принести добавленную ценность также и при интеграции
с системами, которые активно формируются на предприятиях при ESG-трансформации,
разработке и реализации ESG-стратегий – в качестве системы поддержки решений
(СППР) в части управления ESG-рисками в экологической и социальной сферах и в
области корпоративного управления. В настоящее время это направление является
инвестиционно привлекательным. Преимуществом DRM является взаимосвязь имеющихся
решений с рисками информационной безопасности и непрерывности бизнеса. В
качестве перспективного направления следует отметить еще одно направление –
использование RISKGAP в качестве системы поддержки решений (СППР) в части
управления коррупционными рисками (также входит в ESG-повестку). По инновационной
технологии КС имеются акты внедрения.
Выводы и
рекомендации:
Особенностями
оперативного космического онлайн-мониторинга СМР являются применение всего
спектра современных технологий в сочетании с передовыми финансово-экономическими
методиками и импортозамещающим ПО. Решение совокупности задач по переводу
отечественных отраслей на российские программно-технические решения существенно
повысит уровень безопасности отраслевых КИС и минимизирует риски в сфере
информационной безопасности, в частности, утечек данных, вирусных и хакерских
атак.
Сотрудничество
российских академических институтов в сфере разработки ПО и гармонизации
законодательной базы (например, устранение правовых пробелов и внутренних и
внешних противоречий в текстах НПД) с отраслевыми промышленными предприятиями и
организациями существенно повышает уровень отечественных разработок, повышает
престиж российской науки на мировом рынке и качественно улучшает ситуацию с
защитой за рубежом результатов интеллектуальной деятельности ученых РФ.