Теория транспортных процессов и систем - это система научного знания, которая описывает транспортные системы, дает представление об их особенностях и рассказывает об основополагающих понятиях транспортных систем - транспортных сетях и транспортных процессах.
Основы теории систем
Одной из главных логико-методологических концепций в современной науке является теория систем. Она занимается исследованием объектов, которые представляют собой системы. В рамках теории систем изучают различные виды и типы систем, основные принципы и закономерности поведения систем, функционирование и развитие систем.
Общая теория систем была предложена Людвигом фон Берталанфи в 1930-е годы. Кроме того, важный вклад в ее становление внес А.А. Богданов.
Системой принято называть совокупность образующих определенную целостность элементов, которые находятся в связях друг с другом и со средой. Обычно система является, с одной стороны, совокупностью подсистем, а с другой стороны, подсистемой другой, более крупной, системы.
Простейшей, неделимой частью системы является элемент. Взаимодействие элементов характеризуется понятием связи. Существует несколько разновидностей связей, но большее значение имеют прямые и обратные связи.
Совокупность связей составляет отношение. А упорядоченность отношений, которые связывают элементы системы и обеспечивают ее равновесие, называется ее структурой.
Важную роль для функционирования системы играет среда, которая не принадлежит системе, но оказывает влияние на нее. Различают окружающую (внешнюю) среду, которая располагается за границами системы, а также внутреннюю среду, которая находится в границах системы.
Кроме того, важными понятиями для общей теории систем являются цель и состояние системы, функции, управление, устойчивость, функционирование и др. Изложенные категории и явления общей теории систем были использованы для разработки и развития теории транспортных процессов и систем.
Теоретические основы транспортной системы
В самом общем виде транспортная система представляет собой образующую связанное целое совокупность следующих элементов:
- Работники;
- Транспортные средства;
- Оборудование;
- Элементы транспортной инфраструктуры
- Элементы инфраструктуры субъектов перевозки (включая систему управления).
Транспортная система ориентирована на эффективное перемещение грузов и пассажиров.
Физические компоненты транспортной системы, которые занимают в пространстве фиксированное положение, образуют инфраструктуру и в то же время создают транспортную сеть. В состав транспортной сети входят связи и узлы. В качестве связей транспортной сети выступают сегменты автомобильных и железных дорог, трубопроводов и т.п., а в качестве узлов - пересечения сегментов дорог, терминалы различного назначения и т.д.
Перемещения транспортных средств (таких как автомобили, железнодорожный состав, велосипед и др.) по транспортной сети образуют транспортные потоки. Именно транспортные средства обуславливают характеристики транспортного потока, а также требования к геометрическим и техническим параметрам транспортных сетей.
Важное значение имеет система управления, которая состоит из:
- Системы управления транспортными потоками, которая, оперируя знаками, дорожной разметкой и сигналами, выполняет необходимые действия по упорядочению движения транспортных средств и исключению конфликтов между ними;
- Системы управления работой транспортных средств, которая определяется выбранной технологией перевозок и, как правило, является частью транспортной инфраструктуры.
На первом уровне функциональной структуры транспортной системы выделяют производственную и управляющую системы. В производственной системе выделяются технологическая (отвечает за основные функции), обеспечивающая (отвечает за функции, которые сопровождают транспортные процессы) и восстанавливающая (отвечает за функции по поддержанию элементов системы в работоспособном состоянии) подсистемы.
Выполнение функций, которые связаны с общей работой системы (например, учетные функции, кадровая работа и т.п.), обеспечивает вспомогательная подсистема. В целом все подсистемы направлены на обеспечение выполнения процессов для достижения цели функционирования транспортной системы.
Теоретические основы транспортных процессов
Транспортная система функционирует в результате выполнения транспортных процессов. Именно через выполнение тех или иных процессов транспортная система достигает своей цели.
Реализация транспортных процессов всегда происходит в рамках определённой системы ограничений. Речь идет, прежде всего, про количество выделенных ресурсов, про пропускную способность транспортной сети и транспортных узлов, про емкость складских помещений, про мощность перегрузочных устройств и пересадочных или остановочных пунктов и т.п.
В зависимости от того, изменяет ли данный процесс состояние транспортной системы, транспортные процессы подразделяются на скалярные и векторные (потоковые). С точки зрения цели функционирования транспортной системы ключевое значение имеют векторные процессы, поскольку они содержат пространственно-временную информацию о перемещении материальных потоков.
Однако на практике груз в процессе перемещения находится всего лишь 20 % от общего времени доставки. Остальное время занимают скалярные относительно перемещения груза процессы.
Для логистики важным является процесс доставки груза. Его составляют несколько основных процессов, которые зачастую представляют в виде последовательной цепи: отправка груза у отправителя – перевозка – перегрузка – перевозка – сдача груза получателю.
Материальные и информационные потоки в рамках транспортной системы преимущественно относятся к двум различным процессам. Материальный поток существует в пределах процесса доставки и перемещается по цепочке поставок от одного субъекта к другому. Информационный поток достигает субъектов транспортной системы в рамках процесса управления.
