Методологические основы развития транспортных систем в регионе

С целью оценки состояния и определения перспектив развития транспортной системы предполагается исследование ее структуры. Согласно положениям теории систем, структура характеризует внутреннее устройство системы во взаиморасположении и взаимосвязи составных частей. Отечественные ученые, как правило, представляют транспортную систему четырьмя элементами: транспортная сеть, подвижные транспортные средства, трудовые ресурсы и система управления [2, 4 и др.]. По мнению авторов работы [11], подобное представление структуры транспортной системы недостаточно полно раскрывает ее сущность, так как не отражает компоненты, обеспечивающее их взаимодействие, не учитывает возможный многоуровневый состав транспортной системы. Выделение трудовых ресурсов в отдельную системную область оправдано, но только в том случае, если рассматривается взаимодействие составных частей какого-либо одного вида транспорта в процессе осуществления транспортировки.

Согласно работе [11], структура транспортной системы как целостного образования должны характеризовать два аспекта: во-первых, обеспечение взаимодействия видов транспорта как единой системы; во-вторых, организация согласованного функционирования транспортных систем различных уровней. В основе единства отрасли лежит взаимодействие различных видов транспорта, каждый из которых является сложным системным образованием и выступает как совокупность взаимосвязанных технических и социальных компонентов. При этом социальные компоненты представляют интерес в качестве организаторов процесса взаимодействия технических компонентов, направленного на достижение общей цели. Согласованное функционирование транспортных систем различных уровней основывается в первую очередь на механизмах координации деятельности по комплексному развитию объектов федеральной, региональной и местной транспортной инфраструктуры, что позволяет экономить ре- сурсы и повышает эффективность транспортных сообщений. Поэтому структура транспортной системы должна содержать технические, технологические, организационные компоненты и управляющую подсистему.

В теоретических исследованиях структура системы может быть представлена в различных формах: сетевая, древовидная, матричная, теоретикомножественная и др. Для описания структурных связей больших систем широко используются иерархичные структуры типа «дерева», в которых каждый элемент нижележащего уровня подчинен элементу вышестоящего уровня. Учитывая, что в состав транспортной системы входят различные технические и организационные подсистемы, для описания ее структуры используют положения теории иерархических многоуровневых систем М. Месаровича.

В работе [5] рассматриваются особые классы иерархических структур: страты, эшелоны, слои, которые отличаются различными принципами взаимоотношений элементов в пределах уровня и различным правом вмешательства вышестоящего уровня в организацию взаимоотношений между элементами нижележащего.

В стратифицированной модели транспортной системы региона иерархичная структура системы описывается посредством страт, отражающих функционирование системы на определенном уровне абстрагирования. Каждая страта отражает характерные особенности, законы и принципы поведения системы. Подобный подход позволяет составить и сохранять целостное представление о системе при отражении ее многочисленных особенностей. Страты могут выделяться по разным принципам. Структура транспортной системы должна отражать компонентный состав и характеризовать взаимодействие между ними. При этом каждая страта рассматривается как обособленная область, иерархически не связанная с другими стратами, но совместно с ними реализующая целевую функцию транспортной системы в целом. Предлагается выделить страты, каждая из которых включает компоненты определенной природы: физические; технологические; организационные.

Отметим, что в стратифицированной модели транспортная инфраструктура не относится к какой-либо страте, так как рассматривается в качестве технологического комплекса, подотрасли транспорта, в который включаются объекты в зависимости от их функционального назначения. Однако, по мнению авторов работы [11], транспортная инфраструктура может быть представлена в виде страт.

В страте 1 (физические компоненты) выделяются такие компоненты, как путь, терминал, подвижной состав, тяговое средство (силовая установка). Данный подход соответствует представлениям о структурных элементах транспортной системы в отечественных исследованиях, где выделяются такие компоненты, как транспортная сеть и подвижные транспортные средства; транспортная сеть включает в себя стационарные устройства (транспортный путь и транспортные пункты), а подвижные транспортные средства – подвижной состав и тяговые средства. Транспортный пункт называется терминалом, хотя в отечественной литературе понятие терминала по содержанию шире.

Важнейшим физическим компонентом транспортной системы является путь сообщения. Виды транспорта отличаются друг от друга не качественными особенностями их продукции, а использованием различных путей сообщения. Многообразие элементов природной среды и условий их использования определяет технические решения в отношении способов передвижения и рассматривается в качестве выделения видов транспорта.

Транспортный путь представляет собой среду, в которой или по которой движется транспортное средство, выполняя свою функцию. Выделяют три вида путей: естественные, улучшенные естественные и искусственные. Естественными путями являются моря, воздушное пространство, реки, пешеходные и вьючные тропы и др. Естественные пути дешевые и просторные, не требуют текущих эксплуатационных затрат, но они подвержены воздействию сил природы и часто требуют улучшения. Это предполагает поддержание их параметров или дополнительное обустройство, обеспечивающее движение транспортных средств (например, углубление русла реки, укрепление берегов и т.д.). Искусственными путями являются современные автомобильные дороги, каналы, железные дороги, трамвайные тоннели и др. Естественные и улучшенные пути, как правило, находятся в свободном пользовании, искусственные пути могут быть платными в связи с необходимостью возврата средств на их сооружение.

Транспортный пункт – это обустроенное место на путях сообщения, где обеспечивается доступ к подвижному составу, движущемуся по этим путям. К транспортному пункту относится пассажирский (грузовой) терминал, в котором стыкуются транспортные сети различных уровней, а также транспортный узел, где происходит смена вида транспорта. Например, порт можно рассматривать как транспортный пункт для морских и речных судов. При этом он может являться транспортным узлом, если в нем происходит стыковка морского транспорта с железнодорожным, автомобильным, трубопроводным или воздушным. Также порт может выступать в качестве терминала, если в нем выполняются работы с укрупненными грузопотоками.

Важным фактором успешного функционирования терминала является его месторасположение. Принципы расположения терминалов рассмотрены во многих исследованиях: терминалы должны быть расположены в удобных местах, хорошо доступных для пассажиров и доставки грузов; они должны быть размещены вблизи мест сосредоточения населения или концентрации погрузки и выгрузки.

К подвижному составу относят объекты, в которых размещаются в процессе их перевозки пассажиры или грузы: железнодорожные грузовые и пассажирские вагоны, автомобильные прицепы, баржи, паромы и т.д. Различают универсальный и специализированный подвижной состав. Универсальный подвижной состав предназначен для перевозки широкой номенклатуры грузов либо различных пользователей. Универсальный грузовой кузов или платформа выполняются, как правило, открытыми, с ровной поверхностью для расположения груза. Универсальный пассажирский подвижной состав эксплуатируется на массовых маршрутных перевозках (вагоны метро, трамвай и т.д.). Специализированный пассажирский подвижной состав ориентирован на создание определенных условий в процессе перевозки отдельных пассажиров (например, паром может быть одновременно приспособлен для транспортировки, отдыха, развлечения и пр.). Специализированный грузовой подвижной транспорт рассчитан не на конкретный груз, а на группу однородных по свойствам и условиям перевозок грузов (цистерны, рефрижераторы и т.д.). Индивидуальный специализированный подвижной состав рассчитан на определенный и специфический груз, который нельзя перевозить после других грузов либо после него нельзя перевозить другие грузы (ядовитые вещества и др.).

Тяговые средства приводят в движение используемый подвижной состав. Выбор тягового средства зависит от пути (естественного, улучшенного), прочности подвижного состава, необходимой скорости, экономии ресурсов и других факторов. Как правило, к ним относятся двигатели внутреннего сгорания, реже электрические двигатели.

На некоторых видах транспорта несколько компонентов могут выступать как единое целое. Например, самолет является одновременно подвижным составом и тяговым средством.

Страта 2: технологические компоненты. Существует достаточно много определений понятия «технология». В общих чертах технология – это способ преобразования какого-либо ресурса (материального, информационного и др.) в нужный продукт.

Поэтому технологические компоненты транспортных систем следует рассматривать в двух аспектах. Во-первых, в качестве источника образования транспортной услуги. Взаимодействие всех физических компонентов транспортной системы ведет к их объединению в единый организационный механизм, что позволяет получить полезный результат – транспортную работу в виде перемещения грузов (пассажиров) в пространстве. Во-вторых, в качестве получения транспортной отраслью дополнительного (системного) эффекта, который образуется в результате взаимодействия различных видов транспорта. Заметим, что получение данного эффекта возможно не при любом взаимодействии транспорта, а при целесообразном сочетании преимуществ каждого вида транспорта, которым они обладают в ограниченных сферах деятельности.

Технология взаимодействия, как физических компонентов, так и различных видов транспорта, является системообразующим «механизмом» формирования транспортных систем и соответственно их целостности. Поэтому эффективность функционирования транспортной системы зависит не только от состава, но и от технологии взаимодействия ее частей (компонентов).

Авторы [11] выделяют два типа технологий взаимодействия в транспортной системе: технология взаимодействия физических компонентов и технология взаимодействия видов транспорта.

Первый тип основан на согласовании параметров и использовании ресурсов всех физических компонентов конкретного вида транспорта, что обеспечивает получение эффекта в виде перемещения грузов или пассажиров. Технологические аспекты взаимодействия физических компонентов могут быть различными. Например, мощность тяговых средств должна соответствовать грузоподъемности подвижного состава или график движения транспортных средств должен быть согласован со временем работы транспортных пунктов и т.п.

Согласование параметров физических компонентов конкретного вида транспорта осуществляется, как правило, на стадии проектирования транспортного средства или на стадии планирования процесса транспортировки (данный процесс является непрерывным).

Второй тип является источником появления дополнительного эффекта в транспортных системах любого уровня. Сущность технологии межвидового взаимодействия заключается не только в преобразовании ресурсов, но и в перераспределении транспортной работы между разными видами транспорта с целью минимизации совокупных затрат и увеличения скорости транспортировки за счет рационального сочетания возможностей отдельных видов транспорта.

Рациональные сферы деятельности различных видов транспорта исследовались во многих научных работах. Так, по мнению авторов [1, 8], преимущественная сфера использования каждого вида транспорта основана на его техникоэкономических особенностях, размещении транспортной инфраструктуры на территории региона, стоимости и времени перевозок. Поэтому в каждом конкретном случае при транспортировке грузов или пассажиров решается вопрос использования одного вида транспорта (прямое сообщение) или нескольких видов транспорта (смешанное сообщение) с учетом критерия эффективности.

Как правило, к критериям, характеризующим эффективность применения того или иного вида транспорта, относятся стоимость перевозки, стоимость страховки, скорость перевозки, частота отправок, безопасность перевозок и др. Но наиболее распространенными являются стоимость, скорость и безопасность перевозок. Эксперты считают, что существующие сегодня виды транспорта не обеспечивают наилучших показателей одновременно по всем критериям. Например, водный транспорт – безопасный, дешевый, но медленный. Воздушный транспорт имеет высокую скорость, но и высокую стоимость транспортировки.

При обеспечении надлежащего уровня безопасности выбор транспортного средства зависит от экономического либо временного фактора. Так, на расстояние до 200 км транспортировка в прямом сообщении автомобильным транспортом будет в пять раз быстрее, чем в прямом железнодорожном сообщении; на расстояния до 500 км – быстрее в 3 раза. Но на расстоянии свыше 1000 км транспортировка мелкопартионных грузов в смешанном железнодорожно-автомобильном сообщении будет в несколько раз дешевле, чем транспортировка в прямом автомобильном сообщении [11] .

В настоящее время свыше 90% грузов международной торговли доставляется в смешанных сообщениях, т.е. с использованием нескольких видов транспорта. При этом перевозка в смешанном сообщении разделяется на два подвида: в мультимодальных перевозках при смене средства транспортировки производится перегрузка груза; в интермодальных перевозках при смене средства транспортировки производится перегрузка не самого груза, а грузового модуля (полуприцепа, контейнера, трейлера и др.). Отметим, что наиболее эффективным способом доставки являются интермодальные перевозки, поскольку в их основе лежит бесперегрузочная технология.

Различные виды транспорта взаимодействуют в транспортных узлах, здесь осуществляется перемещение груза с одного вида транспорта на другой. Отметим, что при этом затраты на перевалочные работы в ряде случаев достигают до 50% общей стоимости перевозки, а место перевалки является местом повышенного риска. В исследованиях С.М. Резера, проводимых в 1990-е гг., отмечается, что затраты на перевалку груза в общетранспортных узлах составляли 25% от всех расходов на выполнение всех грузовых операций, 90% всех грузов, перевозимых железными дорогами. Доля непроизводительных простоев железнодорожных вагонов доходит до 70% общего времени их нахождения в узле.

Вопросы повышения эффективности функционирования транспортной системы на основе использования технологий комплексной оптимизации и координации грузовых и пассажирских потоков достаточно широко исследуются сегодня отечественными и зарубежными учеными. В основе данных исследований лежит теория транспортной логистики [3,7].

Страта 3: организационные компоненты. Многие отечественные ученые обращали внимание на необходимость выделения организационных компонентов [6,9,10,12]. Они характеризуют распределение полномочий по управлению транспортными системами всех уровней в соответствии с принятой организационной структурой управления. Также обеспечивают координацию деятельности и развитие транспортных систем различного уровня как единого системного образования.

По мнению автора данной статьи, рассматриваемая теория многоуровневых иерархичных систем требует уточнения. Необходимо разработать единый закон управления этой системой, выполнение которого обеспечивало бы жизнеспособность и способность ее к развитию. С этой целью можно обратиться к известным фундаментальным природным законам, таким как:

• •    энтропийный закон, действующий в обменных процессах взаимодействующих объектов (систем);

• •    закон неразрывности субстанций материальных и временных потоков в обменных процессах взаимодействующих объектов (систем);

• •    закон сохранения равновесности в обменных процессах;

• •    парадигма жизнеспособных и развивающих систем.