Введение Дефицит пресной воды в ближайшей перспективе может стать одним из наиболее острых глобальных вызовов человечеству. Урбанизация, изменения климата, повышение антропогенной нагрузки привели к повышению потреблению воды в различных отраслях экономики. Несмотря на то, что Россия обладает большими запасами питьевой воды, ее рациональное использование является крайне важным. Дефицит поливной воды уже сейчас и, по большей мере, в ближайшей перспективе становится актуальной проблемой в ряде регионов РФ с низким уровнем водообеспеченности. Проведенный анализ отечественной практики водопользования свидетельствует о необходимости существенного снижения непроизводительных затрат поливной воды: на фильтрацию, испарение, сбросы, приближающихся в некоторых случаях к 3040%. Теория и практика задач планирования, реализации, совершенствования и развития водопользования орошаемого земледелия всегда были и остаются предметом пристального внимания многих советских и российских ученых. В последнее время решениями по анализу и разработке технологий оптимизации и планирования водораспределения в условиях дефицита поливной воды занимались: И. Бегимов, А. Бубер, С. Васильев, Ю. Добрачев, В. Духовный, Ю. Домашенко, Л. Кирейчева, С. Найденов, Г. Ольгаренко, И. Ольгаренко, И. Юрченко и другие ученые [1,2,3,4,5,6,7]. Масштабное применение в мелиоративном секторе российского АПК инновационных информационных технологий позволит, по мнению экспертов, существенно сократить объемы забора воды из источников орошения [1,2,6]. В настоящей работе изложены результаты НИР, проводимые ФГБНУ «Федеральный научный центр гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова» по разработке технологий управления системным водопользованием, в том числе с в условиях дефицита, с использованием интеллектуальных решений. Материалы и методыВ качестве методологической основы исследований используются труды отечественных и зарубежных ученых в области водопользования мелиоративного сектора АПК, информационных технологий, в том числе базирующихся на решениях и инструментариях цифровой трансформации, фундаментальных положений математического программирования, теории оптимизации. Методы настоящих исследований включают: системный, сравнительный, эвристический анализы; математическое и экономикоматематическое моделирование; методы математикостатистического подхода, оценки экологоэкономической эффективности, информационноаналитической и интеллектуальной поддержки принятия решений; теорию и практику обработки и трансформации массивов больших данных (Big Data) в сфере системного водопользования с применением искусственного интеллекта (ИИ).Современный мировой опыт и отечественная практика показывают, что приоритетным направлением снижения рисков планирования и оперативной реализации водоподачи на ОС является использование автоматизированных систем управления технологическими процессами и производством. Результаты и обсуждение Планирование водораспределения на межхозяйственных оросительных системах в настоящее время опирается на обеспечение декадных заявок сельхозпроизводителей в пределах лимитов поливной воды, предусмотренных производственным планом водохозяйственной организации. В условиях дефицита решение о подаче воды осуществляется, как правило, на основании экспертных оценок лица принимающего решения, преимущественно без учета интересов мелких потребителей. При таком подходе оптимальность критериев распределения водных ресурсов четко не формулируется, а последствия результатов принятого варианта не оцениваются. Подобный подход способствует формированию проблемы нарушения базовых принципов, декларируемых плановым водопользованием – равноправности водопотребителей и непрерывности водоподачи, усугубляющейся в периоды дефицита водообеспеченности орошения [8].Проблемы системного водораспределения во многом связаны со старением и неудовлетворительным состоянием гидротехнических сооружений, что приводит к потерям поливной воды и отказу предоставляемых услуг. В составе НИР разработаны предложения по модернизации и совершенствованию управления водопользованием на межхозяйственных оросительных, системах, базирующиеся на методологии моделирования и создания прототипов (цифровых двойников) моделируемых процедур, операций и процессов.С этой целью выполнены следующие работы: описаны стадии становления системного водопользования; охарактеризовано его актуальное состояние, определены узкие места действующих подходов к его управлению, возможности и перспективы рационализации системного водопользования на орошении; установлены наиболее важные направления и определены задачи совершенствования системного водопользования, опирающиеся на научно  обоснованные подходы и методологию реализации управляющих воздействий [9,10]; выявлены критерии оптимизации и спроектированы экономикоматематические модели выбора мероприятий технической эксплуатации на межхозяйственных оросительных системах, планирования водораспределения в условиях дефицита поливной воды и финансовоэкономическая модель  «Цифровой двойник» водохозяйственной организации; разработаны алгоритмы процедур водопользования, в том числе в условиях дефицита поливной воды [7]; апробированы модели и технологии оптимизации управленческих решений на материалах службы эксплуатации Городищенской оросительной системы (Волгоградская область) и Красногвардейской оросительной системы (Республика Крым) [11]; разработан прототип интеллектуальной автоматизированной системы управления водопользованием ИАС «Водопользование ОС»;  выполнена пилотная программная реализация подсистемы ИАС «Техническая эксплуатация» с использованием эволюционногенетических вычислений и средств визуализации ГИС (свидет. о гос. регистрации № 2024667866).Базовые концептуальные положения этих исследований в части моделирования процессов системного водопользования, разработки прототипа интеллектуальной автоматизированной системы и программной реализация подсистемы ИАС характеризуются в настоящей публикации.Моделирование процессов системного водопользованияПеречень разработанных в рамках НИР математических моделей процессов системного водопользования и решаемых ими задач приведен в таблице 1.Таблица 1. Математические модели процессов системного водопользованияНазвание моделиРешаемые задачи1.Экономико–математическая модель оптимального распределения ограниченных водных ресурсов на межхозяйственных оросительных системахМоделирование сценариев тактического и оперативного планирования водораспределения 2.Стохастическая модель системного водораспределения в условиях дефицита водных ресурсовОптимизация площадей орошения в пределах ОС с учетом ретроспективных данных водопользования3.Модель планирования мероприятий технической эксплуатации.Моделирование сценариев выделения средств в условиях ограничения финансирования ремонтновосстановительных работ.4.Финансовоэкономическая модель  «Цифровой двойник» водохозяйственной организации.Оценка последствий принятых решений по водопользованию на показатели работы организации.5.Статистическая модель прогнозирования временных рядов урожайности сельскохозяйственных культур в процедурах планирования системного водораспределенияПрогнозирование урожайности на базе ретроспективных данных для оценки альтернативных сценариев водораспределенияНа сегодняшний день эффективным инструментарием реализации оптимизационных моделей становятся интеллектуальные информационные технологии с приоритетным использованием нейросетевых технологий. Во всех отраслях экономики, включая агропромышленный комплекс, они занимают ведущие позиции в системах поддержки принятия решений [12]. На смену классическим методам оптимизации при многокритериальности или нелинейности целевой функции приходят методы эволюционногенетического программирования, являющиеся одним из направлений ИИ. Обоснованием необходимости использования методов ИИ в задачах управления водопользованием на межхозяйственных ОС с применением моделей многокритериальной оптимизации является отсутствие четкого алгоритма решения в связи с его высокой вариабельностью, неопределенность поведения моделей, а также необходимость повышения эффективности применения автоматизированных систем управления, как производством в целом, так и отдельными технологическими процессами производства. Прототип интеллектуальной автоматизированной системы управления водопользованием ИАС «Водопользование ОС» В рамках НИР была сформирована структурно–функциональная схема автоматизированной системы управления ИАС «Водопользование ОС».Целью создания ИАС «Водопользование ОС» является повышение качества управления:  технологическим процессом планирования оптимального тактического (годового) и оперативного (суточного) водораспределения на межхозяйственных оросительных системах, имеющего решающее значение в условиях маловодья источников орошения, аварий и других форсмажорных обстоятельств; техническим состоянием и ремонтновосстановительными работами на ГТС по результатам плановых обследований, обеспечивающих возможность реализации управляющих воздействий системной водоподачи; финансово–экономическими процессами водохозяйственной организации, необходимыми для сохранения и расширения требующихся предприятий при усиливающейся конкуренции на рынке сельскохозяйственной продукции.Функциональная модель ИАС интегрирует: картографическую и атрибутивную реляционные базы данных (БД); процедуры экономикоматематического моделирования; модели искусственного интеллекта для оптимизации нелинейных многокритериальных целевых функций водораспределения; интеллектуальные модели прогнозирования технического состояния водопроводящих ГТС, а также финансово–экономическую модель оценки качества управления водохозяйственной организацией (рис. 1). Система реализует информационную и технологическую поддержку специалистов службы водохозяйственной организации путем совершенствования структуры потоков информации, обеспечивая системное планирование водораспределения за счет внедрения многокритериальных экономикоматематических моделей оптимизации, реализуемых методами ИИ. В настоящее время в процессе разработки ИАС реализована пилотная версия подсистемы «Техническая эксплуатация» (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2024667866).Программное обеспечение ИАСРазработка прототипа автоматизированной системы управления ведется на базе технологической платформы 1СПредприятие 8.3, обеспечивающей возможность интеграции с типовыми тиражными решениями на базе программного комплекса «1С». Для реализации функционала ГИС использовано тиражируемое решение компаний «1С» и «Центр Программ Систем» 1СGIS «Управление пространственными данными» [13].Рисунок 1. Структурнофункциональная схема ИАС «Водопользование ОС» Такой подход позволяет применять готовые решения по визуализации пространственной информации и сфокусироваться на реализации содержательных аспектов функционала системы.Подсистема «Техническая эксплуатация», обеспечивая решение задачи оптимизации мероприятий технической эксплуатации осуществляет так же и учет технического состояния объектов ОС, данных водопотребителей и дополнительных объектов, позволяющих визуализировать пространственноориентированные данные на карте. Програмное решение позволяет упростить ведение учета объектов технической эксплуатации и связанных с ними элементах, реализует хранение сведений о иерархической структуре системы, в том числе с возможностью визуализации объектов на линейной схеме (рис. 2).Рисунок 2. Форма элемента «Справочника ОС», на примере объектов Насосные станции Решение задачи оптимизации выполняется с использованием надстройки «Поиск решения» программного комплекса MS Excel, адаптированной автором для рассматриваемой модели [3]. На рисунке 3 представлены результаты оптимизации распределения ограниченных финансовых ресурсов на ремонт насосных станций. Расчеты выполнены на материалах службы эксплуатации Красногвардейской оросительной системы ГБУ Республика Крым «Крымское управление водного хозяйства и мелиорации». Система позволяет визуализацию информации по объектам учета (количество отказов за контролируемый период времени, даты капитального ремонта, реконструкции, потребности в финансировании последних и т. п. сведения). В качестве подложки ГИС возможно использовать карты и спутниковые снимки.В рамках дальнейших исследований планируется разработка:подсистемы «Водораспределение» АСУ «Водопользование ОС», для решения задач планирования водоподачи и водораспределения;подсистемы «Прогнозирование» АСУ «Водопользование ОС», для прогнозирования урожайности, погодных явления и решения прочих вспомогательных задач; моделей двойниковорганизаций и их интеграция с АСУ «Водопользование ОС» на базе тиражируемых решений 1С.Рисунок 3. Результаты оптимизации распределения средств на ремонтновосстановительные работыВнедрение системы автоматизации управления эксплуатацией планируется на ОС в Республике Крым.В заключение следует отметить, что при всей важности решения проблемы совершенствования управления водопользованием на ОС мелиоративного водохозяйственного комплекса с приоритетным использованием инновационных решений, отвечающих современным требованиям агропроизводства, потенциал методов и способов искусственного интеллекта не имеет должного уровня реализации в сфере управленческих решений по мелиорации.