Транспортные системы, их виды и особенности эксплуатации
Исходные понятия и определения систем. Общая характеристика и классификация систем. Виды и эксплуатационные особенности транспортных систем. Транспортная система РФ. Задачи и методы исследования надежности и безопасности транспортной системы РФ.
Лекция 1.Транспортные системы, их виды и особенности эксплуатации
Методологической основой при решении задач по обеспечению безопасности полетов является системный подход, при котором объект изучения представляется как система или ее элемент.
Под системой понимают объект, представляющий совокупность элементов, взаимодействующих в процессе выполнения определенного круга задач и взаимосвязанных функционально.
Элемент системы - это ее простейшая часть, но только в рамках конкретного рассмотрения. В более общем случае каждый элемент системы может быть представлен в виде самостоятельной системы.
Система должна рассматриваться как единство системообразующих элементов. Это единство достигается системными связями двух видов:
- системообразующие, без которых система не выполняет основной целевой задачи, т. е. не может существовать;
- дополнительные, позволяющие выполнять основную задачу с тем или иным качеством.
Каждый элемент системы несет специфические функции. Система существует в окружающей среде, с которой происходит обмен энергией и информацией. При определении системы, ее элементов и окружающей среды всегда исходят из целевого назначения системы. Систему определяет цель.
Все системы могут классифицироваться по различным признакам, в том числе и по участию в них человека: автоматические, неавтоматические, автоматизированные.
Автоматизированные системы образуют класс систем вида «человек - машина». Иногда СЧМ называют эргатическими, антропотехническими или биотехническими.
Целевое назначение систем оказывает определяющее влияние на все характеристики и потому является исходным признаком. По целевому назначению выделяют следующие виды систем:
- управляющие (основной задачей которых является управление машиной);
- обслуживающие (осуществляющие контроль, поиск неисправностей, наладку технических устройств и т. д.);
- обучающие (технические средства обучения, тренажеры);
- информационные (обеспечивающие поиск, накопление или получение информации);
- исследовательские (использующиеся при анализе тех или иных явлений, процессов).
Особенность управляющих и обслуживающих систем состоит в том, что объектом целенаправленной деятельности в них является техника. Для обучающих и информационных систем таким объектом является человек. В исследовательских системах объектом деятельности может быть как человек, так и техника.
По признаку характеристики «человеческого звена» выделяют два класса ТС: моно - и полисистемы. Полисистемы в свою очередь подразделяются на паритетные и иерархические. Паритетные системы представляют собой вид СЧМ, в которых отсутствует подчиненность, тогда как для иерархических систем она обязательна.
В основу классификации ТС по типу взаимодействия может быть положена степень непрерывности взаимодействия. При этом различают системы непрерывного и эпизодического взаимодействия.
Как и все системы, ТС делятся на простые и сложные. Признаками сложных систем являются: наличие большого количества связей и элементов; наличие иерархической системы управления; возможность деления на подсистемы, имеющие свои самостоятельные задачи.
Кроме того, сложным ТС присущ ряд общих черт. Они являются динамическими, целеустремленными, самоорганизующими, адаптивными.
К динамическим относятся системы, состоящие из взаимосвязанных и взаимодействующих элементов различной природы и характеризующиеся изменением состава и взаимосвязей во времени.
К целеустремленным системам относятся системы, преследующие одну и ту же цель. Существенной особенностью целеустремленных систем является их способность получать одинаковые результаты различными способами.
Адаптивные - это системы, способные к уменьшению энтропии после выхода их из устойчивого, состояния в результате различного рода возмущений.
Рассмотренные особенности ТС определяются наличием в их структуре человека, его способностью правильно решать поставленные задачи в зависимости от конкретных условий и обстоятельств. Это означает, что исходным моментом анализа ТС должна стать целесообразность деятельности человека.
Методической основой изучения ТС является системный анализ, что позволяет избежать многих ошибок. Конкретная схема системного анализа зависит от вида изучаемой ТС, но во всех случаях она характеризуется следующими четырьмя общими требованиями:
- возможно более полным и точным определением назначения ТС, целей, задач;
- исследованием структуры систем, характера связей, границ системы, ее изменчивости;
- последовательным изучением характера функционирования ТС, в том числе ее отдельных подсистем и элементов;
- рассмотрением системы в динамике на различных этапах жизненного цикла: при проектировании, производстве и эксплуатации.
Основное содержание системного подхода формулируется в его принципах. Важнейшим принципом системного анализа является принцип максимума эффективности системы. С его помощью формулируется основа проектирования ТС. Система разбивается на части по функциональному признаку. Между частями устанавливаются возможные варианты реализации связей. На заданном множестве вариантов выбирается структура, имеющая максимальную эффективность.
Транспортная система обеспечивает потребности хозяйства и населения в перевозках. Вместе с городами она образует «каркас» территории, является крупнейшей составной частью инфраструктуры, служит материально-технической базой формирования и развития территориального разделения труда, оказывает существенное влияние на динамичность и эффективность социально-экономического развития отдельных регионов и страны в целом. (Таблицы 1, 2, 4).
Таблица 1.
| Январь- декабрь 2011 г. | Январь- декабрь 2012 г. | Январь-декабрь 2012 г. в % к январю-декабрю 2011 г. | |
| Транспорт отраслей Минтранса России | 500,7 | 531,7 | 106,2 |
| в том числе: | |||
| трамвайный | 6,4 | 6,2 | 96,9 |
| троллейбусный | 6,9 | 6,7 | 97,1 |
| метрополитенный | 43,2 | 45,1 | 104,4 |
| автомобильный (автобусный) | 136,9 | 132,8 | 97,0 |
| внутренний водный | 0,684 | 0,627 | 91,7 |
| воздушный | 166,8 | 195,7 | 117,3 |
| железнодорожный | 139,8 | 144,6 | 103,4 |
Таблица 3
Грузооборот по видам транспорта (млрд. тонно-километров)
| Январь- декабрь 2011 г. | Январь- декабрь 2012 г. | Январь-декабрь 2012 г. в % к январю-декабрю 2011 г. | |
| Транспорт всех отраслей экономики | 5012,3 | 5100,3 | 101,8 |
| в том числе: | |||
| Транспорт отраслей Минтранса России | 2590,4 | 2703,0 | 104,4 |
| железнодорожный общего пользования | 2127,8 | 2222,0 | 104,4 |
| промышленный железнодорожный | 97,9 | 102,21) | 104,4 |
| автомобильный | 222,8 | 247,9 | 111,3 |
| водный | 136,91 | 125,85 | 91,9 |
| воздушный | 4,95 | 5,06 | 102,2 |
| Транспорт других министерств и ведомств | |||
| трубопроводный | 2421,9 | 2397,3 | 99,0 |
Основными видами транспорта являются: железнодорожный, автомобильный, водный и воздушный. Роль транспорта в повышении конкурентоспособности российской экономики очевидна. Без устойчивой работы транспортной системы и, в первую очередь, без опережающего развития транспортной инфраструктуры, новых эффективных схем доставки товаров невозможно достичь гарантированной доступности транспортных услуг для всех потребителей и снижения риска хозяйственной деятельности.
Глобализация экономики и сопровождающие ее процессы развития внешнеторгового обмена требуют новых подходов к развитию транспорта, поиску новых технологий и рациональных путей освоения перевозок пассажиров и грузов. В настоящее время следует признать, что транспортная инфраструктура в России развита недостаточно. Россия отстает от США по длине железнодорожных магистралей в 2,3 раза. Аналогичное положение с сетью автомобильных дорог. По плотности автомобильных дорог на 1000 квадратных километров территории Россия значительно уступает зарубежным странам. Если обратиться к морскому транспорту, то и здесь существует ряд проблем. Во-первых, старение судов и недостаточное обновление российского флота. Во-вторых, переход части судов (как правило, наиболее современных и оснащенных) под флаги других государств. В-третьих, необходимость в модернизации российских портов. Мировая тенденция глобализации экономических связей и усложнение спроса на транспортные услуги привели к росту объемов транспортно-экспедиционных услуг, в развитии которых автомобильному транспорту принадлежит особая роль. Однако, несмотря на благоприятные изменения, в деятельности автомобильного транспорта существует ряд серьезных проблем, которые, как показывает опыт зарубежных стран, будут усугубляться по мере экономического роста. Эти дисбалансы являются не просто причиной неудобств, они не приемлемы для растущего общественного сознания, противоречат концепции устойчивого развития. Это привело к тому, что в странах Западной Европы меняются приоритеты в пользу более экологически благоприятных, чем автомобильный, видов транспорта: железнодорожного и внутреннего водного. Авиационный и внутренний водный виды транспорта столкнулись с проблемой обновления парка транспортных средств. Для авиации ситуация усугубляется запретом ряда стран на использование отечественных самолетов, не удовлетворяющих условиям по уровню шума. Роль этого вида транспорта в пассажирских перевозках значительна, что объясняется большими расстояниями и недостаточной развитостью инфраструктуры, особенно в восточных районах страны. Для внутреннего водного транспорта, доля которого в общем объеме перевозок довольно незначительна по сравнению, например, с США, площадь которой сравнима с Россией, важнейшей задачей является создание современного флота и реконструкция ряда ключевых объектов на внутренних водных путях России. Доля трубопроводного транспорта в транспортной системе России значительна, что объясняется большим экспортным потенциалом нефте - и газодобывающей отрасли. Грузооборот трубопроводного транспорта в России превышает аналогичный показатель США более, чем в 2 раза.
Несмотря на имеющиеся проблемы в развитии отдельных видов транспорта, выгодное геополитическое положение позволяет Российской Федерации претендовать на одно из ведущих мест в транспортной инфраструктуре мира, играть важную роль в мировой экономической системе и на международной политической арене в качестве транспортного моста между Европой, Азией и Америкой (по направлениям Запад - Восток, Север - Юг). Стратегическим интересам России отвечает формирование системы международных транспортных коридоров и реализация ее транзитного потенциала. Доля трубопроводного транспорта в транспортной системе России значительна, что объясняется большим экспортным потенциалом нефте - и газодобывающей отрасли. Грузооборот трубопроводного транспорта в России превышает аналогичный показатель США более, чем в 2 раза.
Одной из главных задач транспортного комплекса России является создание безопасных условий и повышение качества жизни. Вместе с тем транспортные средства являются причиной возникновения чрезвычайных ситуаций, в результате которых травмируются и гибнут люди, повреждаются или уничтожаются транспортные средства и перевозимые грузы, наносится ущерб окружающей природной среде. (Таблицы 4, 5).
Таблица 4
Динамика роста числа смертельных несчастных случаев на транспорте
| Вид транспорта | |||||||||
| Автомобильный | |||||||||
| Авиационный | |||||||||
| Железнодорожный | — | — | |||||||
| Водный | - |
Таблица 5.
Число происшествий, погибших и раненых на транспорте в 2012 году
| число происшествий, единиц | число погибших, человек | число раненых, человек | ||||
| 2012г. | 2011г. | 2012г. | 2011г. | 2012г. | 2011г. | |
| на железнодорожном транспорте общего пользования | - | - | ||||
| на автомобильных дорогах и улицах, тысяч | 203,6 | 199,9 | 28,0 | 28,0 | 258,6 | 251,8 |
| с морскими судами на море | - | |||||
| на внутренних водных судоходных путях | - | - | ||||
| на воздушном транспорте | ||||||
| По данным ОАО «РЖД», МВД России, Ространснадзора и Росавиации. |
Основным средством для перевозки пассажиров и грузов на небольшие расстояния (100 - 200 км) является автомобильный транспорт. В нашей стране на его долю приходится более 50% объема всех пассажирских и 75% грузовых перевозок. В 2003 г. автомобильным транспортом было перевезено около 25 млрд пассажиров, что составляет 52% от общего объема перевозок всеми видами транспорта. Автомобильный транспорт занимает лидирующее положение по числу ЧС и количеству человеческих жертв. По данным ООН, в результате дорожно-транспортных происшествий (ДТП) ежегодно в мире погибает около 1,3 млн чел., становятся инвалидами 8 млн чел., экономические потери составляют в среднем 500 млрд долл. Автодорожный травматизм занимает третье место в мире среди причин смертности населения. Каждые сутки в России происходит более 400 ДТП, в них погибает более 80 чел., травмируется около 500 чел. Ежегодно на дорогах России регистрируется более 160 тыс. ДТП, в которых участвуют транспортные средства: автомобили, мотоциклы, мотороллеры, трамваи, троллейбусы, тракторы и другие самоходные механизмы. В ДТП ежегодно погибает в среднем 30 тыс. россиян, инвалидами становятся около 200 тыс. По данным МВД России, в 2005 г. на территории Российской Федерации было зарегистрировано 223 342 ДТП, в которых погибло 33 957 и ранено 274 864 чел. Основное количество дорожно-транспортных происшествий (160 970, или 72,1%) зарегистрировано в городах и населенных пунктах. На автомобильных дорогах вне городов и населенных пунктов произошло 61 763 ДТП (27,7%), в результате которых смертельные травмы получили 17 из каждых 100 пострадавших.
В России количество погибших в ДТП в 5 - 10 раз больше, чем в странах Европы. Социально-экономический ущерб от ДТП в России огромен, он исчисляется сотнями миллиардов рублей. ДТП происходят в результате столкновения - 37,9%, наезда -37,1%, опрокидывания — 16,1%.
Современный мир и общество невозможно представить без авиации. Несмотря на то, что вопросам обеспечения безопасности на авиационном транспорте уделяется первостепенное внимание, чрезвычайные ситуации все же происходят. В течение 2005 г., по данным Минтранса России, на гражданских воздушных судах Российской Федерации произошло 29 авиационных происшествий, в которых погибло 102 и пострадало 83 чел.
Чрезвычайные ситуации на авиационном транспорте имеют ряд специфических особенностей. Это связано с высокой скоростью передвижения летательных аппаратов, наличием на их борту большого количества топлива, способного воспламениться или взорваться, нахождением людей в замкнутом пространстве салона, большой высотой полетов, отсутствием эффективных и надежных мер воздействия и помощи людям, которые терпят бедствие в воздухе, внезапностью и быстротечностью развития событий. ЧС на авиатранспорте может возникнуть на любом этапе: взлет, полет, посадка. Поэтому очень важно знать особенности авиационных катастроф, уметь себя вести в случае их возникновения, умело пользоваться аварийно-спасательным оборудованием, которое находится на борту воздушного средства.
В транспортной системе России лидирующую позицию по количеству перевозимых грузов и пассажиров занимает железнодорожный транспорт.
Железнодорожный транспорт является потенциальным источником возникновения чрезвычайных ситуаций с большим числом пострадавших, значительным материальным ущербом, наступлением неблагоприятных экологических и санитарно-гигиенических последствий. В 2005 г. на железнодорожном транспорте произошло 11 ЧС, погибло 5 и пострадал 1 чел. Железнодорожный транспорт представляет собой угрозу не только для пассажиров, работников железной дороги, но и для населения, проживающего в непосредственной близости от железнодорожных путей, станций, вокзалов, депо. Это связано с перевозками по железной дороге большого количества легковоспламеняющихся, взрывоопасных, химических и радиационных материалов. Большое количество опасных грузов скапливается на станциях.
Миллионы людей пользуются услугами городского наземного транспорта: трамваями, троллейбусами, автобусами, маршрутными такси. Нередко городской наземный транспорт становится причиной возникновения чрезвычайных ситуаций. Это приводит к травмам и гибели людей, уничтожению материальных ценностей.
В этой связи особенно актуальной является разработка Концепции транспортной безопасности и соответствующих предложений в реализуемые и проектируемые федеральные целевые программы. Реализация Концепции транспортной безопасности, в свою очередь, должна базироваться на специализированной правовой базе - федеральном законе «О транспортной безопасности», а также соответствующих поправок в законопроектах «О борьбе с терроризмом», «О безопасности» и других законодательных актах.