Моделирование с помощью ИИ может обеспечить больше выгод и меньше рисков для водных партнерств

Исследовательская группа под руководством Корнеллского университета обнаружила, что кооперативные партнерства, стремящиеся распределить финансовое бремя проектов водной инфраструктуры между региональными участниками, часто заставляют местных партнеров нести основную тяжесть связанных с водоснабжением и финансовых рисков. Ученые показали, что алгоритмы вычислений и моделирования на основе искусственного интеллекта могут помочь спроектировать партнерства с существенно большей выгодой для водоснабжения и лишь с частью финансового риска.

Для изучения компромиссов в таких партнерствах исследователи, возглавляемые Патриком Ридом, профессором инженерии Джозефа К. Форда в Корнеллском университете, использовали в качестве примера канал Фрайант-Керн в долине Сан-Хоакин в Калифорнии. Работа «Resilient Water Infrastructure Partnerships in Institutionally Complex Systems Face Challenging Supply and Financial Risk Tradeoffs» была опубликована 27 августа в Nature Communications. Ведущий автор — Эндрю Гамильтон, бывший постдок в лаборатории Рида. Как отмечает Рид, последствия выходят далеко за пределы одного штата: тысячи муниципальных систем водоснабжения в США сталкиваются с неопределенностью, финансовыми рисками и устареванием инфраструктуры.

Используя методы «многоцелевого интеллектуального поиска» на основе ИИ, команда смоделировала системную динамику для 300 000 различных вариантов партнерств в более чем 2000 сценариев с различными климатическими условиями. Моделирование показало, что совокупные оценки выгод могут скрывать существенное неравенство и негативные последствия для тех партнеров, чьи финансовые резервы и так невелики. Наиболее выгодными оказались проекты, сочетающие расширение каналов и создание подземных водохранилищ (groundwater banking), что позволяет диверсифицировать риски. По сравнению с текущим партнерством по каналу Фрайант-Керн, алгоритм смог выявить оптимальные конфигурации, которые обеспечили бы значительно больше воды при более низком уровне финансового риска для всех участников.

«Новые инструменты интеллектуального поиска и симуляционные платформы позволяют протестировать множество альтернатив в разных сценариях и сделать компромиссы более явными», — говорит Патрик Рид. Исследователи делятся алгоритмом свободно, надеясь, что партнерства в сфере водной инфраструктуры смогут лучше понять и более эффективно и справедливо финансировать свои проекты.