Проектирование и реконструкция железных дорог и ВСМ с применением геоинформационных технологий / Нау ...

С точки зрения системного анализа, любая сущность, может быть рассмотрена, как замкнутая система, взаимодействующая с окружающей средой. Взаимодействие- осуществляется посредством связей, отражающих:

• материальные потоки;
• потоки энергии;
• потоки информации;
• смену состояний;

Техническая система, в свою очередь, может быть рассмотрена как состоящая из совокупности подсистем всё более низкого порядка, вплоть до элементов. Элементом называется такая часть подсистемы, дальнейшее деление которой в рамках решения некоторой задачи нецелесообразно. Понятия "система", "подсистема" и "элемент"- относительны и вводятся в зависимости от предмета и цели исследования. Система, и все составляющие её подсистемы, вплоть до элементов- так-же взаимодействуют между собой посредством очевидных, и описываемых связей.

На сегодняшний день, установлен термин:

железнодорожная транспортная система: Совокупность функционально взаимосвязанных технических средств и технического персонала, предназначенная для осуществления в регламентированных условиях перевозки грузов и пассажиров по железным дорогам. см. п. 2.1.12 ГОСТ 34530-2019

ЖД и окружающая среда

ЖД, как техническая система, может быть рассмотрена во взаимодействии с окружающей средой и другими техническими системами.

Железная дорога- является частью техносферы, и входит в природно-техническую систему, морфологически состоящую из следующих подсистем:

• Техносфера → Транспортная сеть → ЖД сеть

• Атмосфера

• Гидросфера

• Литосфера

• Биосфера

Место ЖД сети в транспортной системе

- сочетается с другими видами транспорта, и заключается в выполнении транспортной функции, выражаемой через мощность проектируемой ЖД и её характеристики.

Железная дорога как сложная техническая система

Структура железнодорожной транспортной системы отражена на диаграмме Элементы технического оснащения ЖД.

Например, подсистема 1-го порядка, «Трасса»- делится на подсистемы 2-го порядка: "План" и "Профиль". Подсистема 2-го порядка, «План», в свою очередь, делится на элементы:

• Прямые;
• Круговые кривые;
• Переходные кривые;

ЖД является сложной технической системой, поскольку:

1. состоит из многих элементов на разных уровнях (7 подсистем только 1-го порядка);

2. элементы соединены многочисленными связями;

Многочисленность этих связей- очевидна из схемы "Элементы технического оснащения ЖД", отражающей факторные связи между элементами технического оснащения и провозной способностью. Каждой стрелке на схеме соответствует, минимум одно, математическое уравнение, описывающее эту межэлементную связь.

Система уравнений, описывающая связь элементов и подсистем разных уровней- называется математической моделью. Создание адекватной математической модели, описывающей техническую систему полностью- существенно затруднено, в силу большого числа:

• неизвестных¹ величин;

• взаимозависимых переменных;

с совокупностью коих можно ознакомиться на схеме Нормативные характеристики элементов железной дороги.

Единственным вариантом оптимизации сложной многофакторной математической модели- остаётся ограничение отдельных «переменных» нормативными значениями, с последующим нахождением минимально-достижимых стоимостей строительства и эксплуатации, методом последовательных приближений.

Единственным методом выбора проектных решений, в таких условиях – остаётся разработка вариантов, и их последующее сравнение на основе сочетания наиболее важных показателей:

1. стоимость строительства;
2. стоимость эксплуатации;

_______________________________________