Organizacja ruchu kolejowego. Marianna Jacyna
ogół system definiuje się jako pewną funkcjonalną całość, która składa się z takiej liczby elementów pozostających ze sobą w ściśle ustalonych powiązaniach (relacjach), która jest niezbędna do tego, by całość ta pełniła przypisane jej funkcje [58], [79], [66]. Niezbędna liczba elementów jest warunkiem koniecznym, ale niewystarczającym do definicji systemu. Funkcjonalna całość musi zawierać również tyle relacji, ile jest wymaganych do pełnienia przez nią określonych funkcji.
System jest więc odwzorowaniem właściwości elementów obiektu i powiązań między elementami (właściwościami elementów) z punktu widzenia zdefiniowanego celu badań. Oznacza to, że system to obiekt „wyodrębniony” z rzeczywistości, którego opis ma postać relacji określonych na zbiorze wyróżnionych w obiekcie elementów, jak również relacji wiążących elementy obiektu z otoczeniem.
Wychodząc z założenia, że system to wyszczególnienie zbioru elementów oraz zbioru relacji określonych na jego elementach, to jego strukturę można przedstawić w postaci uporządkowanej pary [60].
(2.1)
gdzie:
A – zbiór wyróżnionych elementów w obiekcie (ai to wyróżniony element o numerze i):
(2.2)
Zakładamy, że każdy element systemu charakteryzuje się określonymi, kwantyfikowalnymi cechami, a zatem element ai opisany jest wektorem cech o składowych wik; k=1, …, pi, tj.
Z założenia cechy elementu są kwantyfikowalne, co oznacza, że wik jest liczbą określająca wartość k-tej cechy i-tego elementu, natomiast pi jest liczbą wyróżnionych cech i-tego elementu systemu.
W dalszych rozważaniach wyróżniony element systemu utożsamiany będzie z jedną z wyróżnionych jego cech.
R – zbiór relacji określonych na elementach systemu oraz niektórych elementach systemu i otoczeniu (Rj to relacja o numerze j określona na iloczynie kartezjańskim elementów ze zbioru obiektów A):
(2.3)
przy czym Rj rozumiane jest jako relacja określona na zbiorze cech elementów zbioru A. Z powyższego wynika, że określone są powiązania między elementami zbioru A systemu S, istotne ze względu na cel badań.
Zbiór relacji określonych na elementach systemu zależy od celu lub celów, jakie system realizuje. Przedmiotem rozważań prowadzonych w niniejszej książce jest organizacja ruchu kolejowego, dlatego ważne jest przybliżenie zagadnienia w ujęciu systemowym.
W ujęciu teoretycznym system transportu kolejowego należy do klasy systemów wielkich, który w zależności od kryteriów można klasyfikować ze względu na przedmiot przewozu, co daje klasę systemów kolejowych przewozów pasażerskich i towarowych, oraz ze względu na zasięg realizowanych przewozów, co daje klasę kolejowych przewozów podmiejskich, dalekobieżnych, krajowych i międzynarodowych itp.
Elementami kolejowego systemu transportowego związanymi z procesem przemieszczania są obiekty infrastruktury, a więc linie kolejowe (drogi kolejowe), budowle inżynierskie itp. oraz obiekty suprastruktury, tj. pociągi.
Definiując system transportowy, można powiedzieć, że są to obiekty (elementy systemu) biorące udział w procesie przemieszczania osób i (lub) ładunków (z wyjątkiem obiektów będących przedmiotem transportu) i obiekty związane z procesem przemieszczania. Do systemu transportowego kolejowego należą zatem takie elementy jak: sieć kolejowa, tabor (pociągi), stacje obsługi ruchu towarowego oraz stacje i przystanki osobowe, jak również urządzenia zabezpieczenia ruchu (urządzenia sterowania ruchem) wraz z przepisami bezpieczeństwa i kontroli ruchu. Nie można pominąć również osób pracujących na rzecz poprawnego funkcjonowania systemu transportowego (tzw. załogi systemu) [58].
W aspekcie interoperacyjności w systemie transportu kolejowego można wyróżnić elementy strukturalne oraz funkcjonalne (patrz rozdz. 2.2), co w ujęciu systemowym można zapisać jako uporządkowaną trójkę:
(2.4)
gdzie:
PTK_S – zbiór podsystemów strukturalnych transportu kolejowego,
PTK_F – zbiór podsystemów funkcjonalnych transportu kolejowego,
RSF – zbiór relacji występujących między tymi podsystemami funkcjonalnymi.
Zgodnie z definicją interoperacyjności w zbiorze podsystemów strukturalnych wyróżnia się:
IN – podsystem Infrastruktura,
EN – podsystem Energia,
ST – podsystem Sterowanie,
TB – podsystem Tabor
oraz relacje RS wiążące współdziałanie poszczególnych podsystemów. Wykorzystując teorie systemów, podsystem systemów strukturalnych transportu kolejowego PTK_S można zapisać następująco:
(2.5)
Podobnie w zbiorze podsystemów funkcjonalnych wyróżnia się podsystemy, takie jak:
RK – podsystem Ruch kolejowy,
AT – podsystem Aplikacje telematyczne,
UT – podsystem Utrzymanie
oraz relacje RF wiążące współdziałanie poszczególnych podsystemów. Wykorzystując teorie systemów, podsystem systemów strukturalnych transportu kolejowego PTK_F można zapisać następująco:
(2.6)
Z punktu widzenia rozważań prowadzonych w niniejszej książce istotną rolę odgrywają podsystemy strukturalne: Infrastruktura IN oraz Tabor TB oraz podsystemy funkcjonalne: Ruch kolejowy RK oraz Utrzymanie UT. Należy zauważyć, że między tymi podsystemami występuje wiele relacji. Elementy podsystemu Tabor TB poruszają się po elementach podsystemu Infrastruktura IN. Aby elementy podsystemu TB mogły płynnie i bezpiecznie poruszać się po elementach podsystemu IN, niezbędne jest wdrożenie wielu reguł dotyczących podsystemu Ruch kolejowy RK; prawidłowo powinny być realizowane czynności będące przedmiotem podsystemu Utrzymanie UT.
Podsystem Infrastruktura IN to zbiór odpowiednich elementów i relacji między nimi. Wyróżnia się elementy punktowe, tj. węzły sieci kolejowej (stacje kolejowe i inne punkty ekspedycyjne, patrz rozdz. 3.2), oraz elementy liniowe, tj. połączenia między punktami ekspedycyjnymi, np. odcinki linii kolejowej. Z uwagi na wcześniejsze rozważania poszczególne elementy systemu charakteryzowane są odpowiednio różnymi cechami (charakterystykami). W ujęciu systemowym podsystem infrastruktury transportu kolejowego można zapisać jako uporządkowaną czwórkę: