МТС, ведущая российская компания по предоставлению цифровых, медийных и телекоммуникационных сервисов, развернула на Российской антарктической станции Прогресс сеть NB-IoT для передачи данных комплекса устройств Арктического и антарктического научно-исследовательского института. Трекеры, мультисенсоры и датчики, работающие на сети, позволят исследовать движение ледников и снежного покрова, контролировать целостность снеговых взлетно-посадочных полос и микроклимат в жилых и рабочих помещениях.
Сеть NB-IoT на частоте 900 МГц доступна на территории ключевой станции Российской антарктической экспедиции Прогресс и в радиусе до 35 километров вокруг в зависимости от рельефа местности. Данные с устройств поступают на сервер, установленный в Арктическом и антарктическом научно-исследовательском институте (ААНИИ) в Санкт-Петербурге. МТС разработала для полярников специальную платформу, которая визуализирует полученную с датчиков информацию в удобном для пользователя интерфейсе. Визуализация осуществляется на дополнительном сервере на основе микро-компьютера Orange-Pi, расположенном на станции, что позволяет сократить объем передаваемого на «большую землю» трафика.
Для контроля целостности взлетно-посадочных полос используются GNSS трекеры и мультисенсоры. Трекеры разработаны компанией Red Bees, выпускником акселератора MTS Startup Hub, на основе NB-IoТ Development Kit от МТС. Датчик определяет собственные координаты, имеет встроенный акселерометр и измеряет угол наклона. Это позволяет зафиксировать смещение снега и льда, наклон ледяной плиты и появление трещин: если меняется рельеф, меняется и положение датчика. Подключение трекеров к интернету избавляет сотрудников от необходимости в любую погоду снимать данные с каждого устройства вручную: вся информация автоматически поступает на платформу. Мультисенсоры, разработанные Высшей школой экономики, позволяют осуществлять регулярный мониторинг температуры льда и снега на поверхности и разной глубине до одного метра c интервалом 10 сантиметров, а также оценивать сдвиги поверхности благодаря наличию GNSS-позиционирования. Это помогает контролировать появление в нижних слоях ледяной плиты подтаивания и водяных линз, которые приводят к провалам снега и могут представлять опасность для сотрудников и авиатранспорта. Работа в этом направлении привела к формированию на базе МИЭМ НИУ ВШЭ специализированной проектной группы, осуществляющей разработку систем интернета вещей для полярников.
По словам советника МИЭМ НИУ ВШЭ Василия Бурова, сотрудничество с МТС и ААНИИ позволяет получить уникальный опыт в разработке автономных систем интернета вещей. Сформированная в ходе этого проекта группа продолжит разработки устройств для нужд обеспечения работы и научной деятельности в Антарктиде. Устройства, работающие с помощью NB-IoT, позволяют более эффективно исследовать подледные озера, движение ледников и откалывание айсбергов и будут использоваться для научных исследований геофизиками и гляциологами. Благодаря возможностям сети станет доступна установка GNSS трекеров на труднодоступных ледниках — учёные планируют осуществлять их заброс с вертолётов и удаленно следить за показаниями.
Контроль климата в жилых помещениях станции осуществляется на основе датчика, разработанного специалистами МТС. Он определяет, насколько микроклимат в помещении комфортен для человека: рассчитывает интегральный показатель качества воздуха на основе данных о температуре, давлении, относительной влажности, наличии взвесей и вредных для здоровья примесей. Устройство не требует специальной установки: достаточно включить и поставить его в нужной комнате. Датчик работает от одной батарейки до двух лет. В будущем сфера применения сети NB-IoT расширится: датчики будут контролировать параметры работы генераторов, климатических установок и другого оборудования.
«Появление сотовой связи и технологии NB-IoT – новая веха в техническом развитии станций РФ в Антарктиде. Применение дистанционных датчиков позволяет не только расширить возможности научных наблюдений, но и, что для нас крайне важно, существенно повысить безопасность проведения полевых и транспортных работ в районе станций. Как пример – значительно упрощается планирование прохождения внутриконтинентальными санно-гусеничными походами зон трещин при выходе на ледовый антарктический купол. Появилась возможность в режиме онлайн контролировать состояние снежно-ледовых трасс, ведущих к аэродрому и к полигонам полевых научно-исследовательских работ. Сама возможность свободно звонить и получать звонки «как дома» – огромный подарок МТС российским полярникам, который поможет сгладить многомесячный отрыв от дома и родных, оперативно решать, как рабочие, так и личные вопросы. Могу все, что сделано, описать только словом «фантастика». Еще несколько лет назад мы могли об этом только мечтать», – рассказал Начальник воздушной экспедиции 66-й Российской антарктической экспедиции Вадим Кораблев (в данный момент находится на станции Новолазаревская).
«Проект, реализованный на территории станции Прогресс, отвечает научным и инфраструктурным задачам освоения Антарктиды. Для команды МТС он стал серьезным вызовом. Нужно было учесть не только особые погодные и климатические условия, но и ограничения, связанные с передачей, хранением и обработкой информации. Наши инженеры вместе с партнерами разработали абсолютно новые технические решения и программное обеспечение специально для проекта или адаптировали уже существовавшие разработки под специфические требования арктической станции. Мы надеемся со временем максимально оцифровать рутинные процессы, чтобы ученые могли посвящать больше времени именно научной работе», – отметил директор IoT департамента МТС Михаил Козлов.
Мобильная связь МТС в Антарктиде
МТС также обеспечила сотовой связью в стандарте 2G антарктическую станцию Новолазаревская. Теперь полярники смогут звонить близким и пользоваться мессенджерами, в том числе отправлять фотографии. Сеть покрывает территорию станции, а также оазис Ширмахера, где она расположена, в пределах видимости базовой станции. Это упростит сотрудникам связь во время проведения полевых работ.
Установка оборудования проходила с декабря 2020 по февраль 2021 года в экстремальных условиях антарктического климата. Инженеры МТС, Huawei и производителя антенной опоры «Ланит-Партнер» разработали целый комплекс технических решений, которые позволят оборудованию работать в условиях постоянного сильного ветра и холодов. Специалисты МТС также модернизировали существующую земную станцию спутниковой связи. Применение стандартов 3G и 4G ограничено шириной арендуемого спутникового канала, однако в перспективе возможно включить любую из технологий удаленно.
