Przegląd Kolejowych Systemów Informacyjnych oraz potrzeby ich modernizacji w Polsce

ROCZNIKI GEOMATYKI 2005 m TOM III m ZESZYT 4

PRZEGL¥D KOLEJOWYCH SYSTEMÓW

INFORMACYJNYCH ORAZ POTRZEBY

ICH MODERNIZACJI W POLSCE

REVIEW OF RAILWAY INFORMATION SYSTEMS

IN POLAND AND THE NEED

OF THEIR MODERNIZATIONS

Artur Plichta

Zak³ad Geodezji, Wydzia³ Budownictwa, Architektury i In¿ynierii Œrodowiska Politechnika Poznañska

S³owa kluczowe: Kolejowy System Informacyjny, GIS, QuickBird Keywords: Railway Information System, GIS, QuickBird

Wstêp

Na pocz¹tku XXI wieku, w warunkach gospodarki rynkowej i wolnej konkurencji, nie jest mo¿liwe sprawne zarz¹dzanie przedsiêbiorstwem bez nowoczesnych informatycznych systemów informacyjnych, których zadaniem jest dostarczanie wiedzy na temat obiektów i zjawisk, powi¹zanych z dan¹ organizacj¹, a tym samym maj¹cych wp³yw na jej funkcjono-wanie. Dotyczy to oczywiœcie tak¿e firm z sektora transportowego, a przede wszystkim przewoŸników kolejowych i zarz¹dców infrastruktury kolejowej. Na rysunku 1 pokazano schemat zintegrowanego systemu zarz¹dzania przedsiêbiorstwem kolejowym. Opisuje on modu³ zintegrowanej przestrzennie bazy danych o infrastrukturze kolejowej, ewidencjonuj¹-cy i diagnozuj¹ewidencjonuj¹-cy infrastrukturê kolejow¹, pozycjonuj¹ewidencjonuj¹-cy j¹ w uk³adzie globalnym oraz do-starczaj¹cy informacji ogólno-geograficznych i œrodowiskowych o jej otoczeniu (Kuszew-ski R., 2004). Warto zwróciæ uwagê na element GIS-Rail, którego zadaniem ma byæ prze-chowywanie danych opisowych oraz obrazowych na temat infrastruktury kolejowej. Dziêki zastosowaniom informatyki w niezwykle wa¿nym obszarze dzia³alnoœci firm kolejowych, jakim jest zarz¹dzanie infrastruktur¹ kolejow¹ (rozumiane w œrodowisku kolejowym jako dostêp do aktualnych informacji zarówno o po³o¿eniu danego obiektu w przestrzeni, jak i do informacji o jego charakterystyce technicznej oraz eksploatacyjnej, przegl¹danie aktualnego stanu posiadania, a tak¿e inwentaryzowanie i diagnozowanie), mo¿na uzyskaæ znaczne po-lepszenie efektywnoœci dzia³alnoœci przedsiêbiorstwa wynikaj¹ce z istotnego zmniejszenia kosztów utrzymania posiadanego maj¹tku oraz mo¿liwoœci¹ szybkiego dotarcia do wszyst-kich cech i parametrów, które go charakteryzuj¹ (Lipiñski, 2004).

E E R R P P Z Zaappyyttaanniiaa oo i innffrraassttrruukkttuurrêê ii jjeejj oottoocczzeenniiee D Daannee t teecchhnniicczznnee,, l lookkaalliizzaaccjja a W WsskkaaŸŸnniikkii ssyynntteettyycczznnee i innffrraassttrruukkttuurryy d daanneeffiinnaannssoowwee k kssiiêêggoowweeiipprraaccoowwnniicczzee f fiirrmmyy d daanneetteecchhnniicczznnee,, d diiaaggnnoossttyycczznnee,, l lookkaalliizzaaccyyjjnnee z zaaggrreeggoowwaanneeddaannee e ekkoonnoommiicczznneeii t teecchhnniicczznnee I IRRPP B Bllookk R Reemmoonnttoowwyy G G I I S S ? ? R R A A I I L L I InnnneeMMoodduu³³yy S Syysstteemmuu w w ttyymm M Moodduu³³ ZZaarrzz¹¹ddzzaanniiaa P Prroodduukktteemm ((UUss³³uugg¹¹)) i i KKlliieenntteemm Z ZPPBBDD –– RRaaiill Opisowa Baza Infrastruktury S Szzcczzeeggóó³³oowweeeekkssppeerrcckkiiee b brraann¿¿oowweeddaannee d diiaaggnnoossttyycczznnee,,hhiissttoorriiee d daannyycchh B Biiee¿¿¹¹ccaa d diiaaggnnoossttyykkaa B Baazzyy e ekkssppeerrcckkiiee P Prrzzeessttrrzzeennnnaa llookkaalliizzaaccjjaa i innffrraassttrruukkttuurryy o obbrraazzyyssaatteelliittaarrnnee,, z zddjjêêcciiaalloottnniicczzee,, o orrttooffoottoommaappyy,, m maappyy t tooppooggrraaffiicczznnee,, m maappyytteemmaattyycczznnee,, g geeooddeezzyyjjnneemmaappyy n nuummeerryycczznnee,,iittpp.. G GIISS Obrazowa Baza Infrastruktury S Syysstteemmyy F Fiinnaannssoowwee

Rys. 1. Schemat zintegrowanego systemu zarz¹dzania przedsiêbiorstwem kolejowym (Kruszewski, Sapielak, Chojnacki, 2004)

Akualnie istniej¹ce i wykorzystywane przez Polskie Koleje Pañstwowe (PKP) systemy infomacyjne mog¹ dostarczyæ jedynie mo¿liwoœci uzyskiwania informacji opisowych o obiek-tach infrastruktury kolejowej. Obecnie obserwuje siê jednak koniecznoœæ ci¹g³ego dostêpu zainteresowanych u¿ytkowników równoczeœnie do informacji o po³o¿eniu obiektów w prze-strzeni i tym samym wgl¹du w ich wzajemne usytuowanie. Sprowadza siê to w gruncie rzeczy do wytyczenia drogi, która prowadzi w kierunku tworzenia geograficznych syste-mów informacyjnych. S¹ to programy informatyczne, które maj¹ na celu umo¿liwienie uzy-skiwania informacji graficzno-opisowych na temat obiektów, bêd¹cych przedmiotem danej aplikacji. Kierunek wyznaczany przez systemy geograficzne, od dawna dostrzegany i sygna-lizowany przez œrodowisko kolejowe, jest kierunkiem w³aœciwym i bardzo po¿¹danym. Przy-k³adem p³aszczyzny, w której ich wykorzystanie mia³oby du¿e znaczenie dla kolejnictwa jest bezpoœrednia lokalizacja po³o¿enia elementów infrastruktury kolejowej, w g³ównej mierze linii kolejowych oraz obiektów dworcowych, a tak¿e uzyskiwanie informacji opisowych, które je charakteryzuj¹ (Klimkiewicz, 2004).

Niezwykle istotne w dzisiejszych czasach jest – oprócz zapewnienia odpowiednich wa-runków podró¿owania – umiejêtne zastosowanie narzêdzi informatycznych do

wspomaga-nia i obs³ugi przewozów pasa¿erskich. Przeprowadzone badawspomaga-nia dowodz¹, i¿ wa¿ne z punk-tu widzenia podró¿nych s¹ systemy informowania o szlakach kolejowych oraz o obiektach dworcowych. Przydatne okazuj¹ siê byæ równie¿ z punktu widzenia pasa¿era informacje graficzno-opisowe na temat wzajemnego usytuowania peronów oraz elementów infrastruk-tury dworca. W rezultacie dobrym wyjœciem z sytuacji by³oby utworzenie systemu informa-cji geograficznej przeznaczonego dla pasa¿erów. Powszechne powinno byæ dzisiaj udostêp-nianie powy¿szych informacji za poœrednictwem internetu, informatorów ustawionych na dworcu, a tak¿e za pomoc¹ programów komputerowych.

Charakterystyka systemów informacyjnych PKP

Jak napisano na wstêpie, informatyzacja przedsiêbiorstwa na wszystkich szczeblach jest nieodzowna, jeœli przedsiêbiorstwo ma byæ zarz¹dzane efektywnie i prawid³owo. Potrzeby PKP w zakresie informatyzacji s¹ bardzo du¿e. Firma staje obecnie przed koniecznoœci¹ zmodernizowania i rozbudowania eksploatowanych systemów informatycznych oraz wdra-¿ania nowych rozwi¹zañ w obszary dotychczas nie objête informatyzacj¹. Istniej¹ce w tej chwili kolejowe systemy informacyjne wymagaj¹ jak najszybszej modernizacji. Na dzieñ dzisiejszy obejmuj¹ one bowiem jedynie wycinki przedsiêbiorstwa, na które sk³ada siê przede wszystkim obs³uga finansowa komórek kolejowych, przegl¹d stanu zatrudnienia oraz ogólna charakterystyka infrastruktury kolejowej. Nie daj¹ one mo¿liwoœci pe³nego i co wa¿ne kom-pleksowego przegl¹du tej infrastruktury oraz nie pozwalaj¹ na rozwi¹zywanie aktualnych zadañ i problemów stoj¹cych przed kolejami polskimi. Ponadto nie spe³niaj¹ one obecnie obowi¹zuj¹cych standardów, które mówi¹ o tworzeniu zintegrowanych systemów informa-cji geograficznej, daj¹cych pe³n¹ informacjê graficzno-opisow¹ o obiektach i zjawiskach. Poprawa tego stanu rzeczy wymaga ogromnych nak³adów finansowych, na które Polskie Koleje Pañstwowe w obecnej chwili nie mog¹ sobie pozwoliæ.

Istniej¹ce kolejowe aplikacje informatyczne, których zadaniem jest dostarczanie wiedzy „opisowej” na temat infrastruktury kolejowej, s¹ systemami informacyjnymi, opartymi w g³ównej mierze na SQL-owej bazie danej. Dostarczaj¹ one jednak danych wy³¹cznie na temat linii kolejowych. Nie istniej¹ w tej chwili ¿adne systemy, które w jakikolwiek sposób charak-teryzowa³yby dworce kolejowe, pokazywa³y ich strukturê komunikacyjn¹ i informowa³yby o parametrach je opisuj¹cych. Co wa¿niejsze, ¿aden z dzia³aj¹cych systemów nie posiada opcji graficznej prezentacji charakteryzowanych obiektów i tym samym po pierwsze nie daje zdolnoœci bezpoœredniej lokalizacji po³o¿enia elementów infrastruktury kolejowej, po drugie wgl¹du w jej wzajemne usytuowanie, a po trzecie pozbawia mo¿liwoœci efektywnego ni¹ zarz¹dzania. Warto nadmieniæ w tym miejscu, i¿ zapotrzebowanie na tego typu program istnieje od dawna, a jego brak stanowi powa¿ny problem w dzia³alnoœci PKP S.A. Osobn¹ kwesti¹ jest pomoc pasa¿erom w planowaniu podró¿y oraz w trakcie jej trwania. Jedynym wsparciem w planowaniu podró¿y jest jak na razie elektroniczny rozk³ad jazdy, informuj¹cy o kursowaniu poszczególnych poci¹gów.

PKP S.A. dysponuj¹ kilkoma ogólnopolskimi systemami informacyjnymi, obs³uguj¹cymi zagadnienia zwi¹zane z infrastruktur¹ kolejow¹. Aktualnie w skali krajowej wykorzystywa-nych jest szeœæ podstawowych programów informacyjwykorzystywa-nych, których zadaniem jest dostar-czanie danych na temat linii kolejowych.

Ponadto Polskie Koleje Pañstwowe dysponuj¹ systemami zwi¹zanymi z prowadzeniem ewidencji pracowników, obs³ug¹ transportu przesy³ek kolejowych oraz rezerwacj¹ miejsc i sprzeda¿¹ biletów. Aktualnie prowadzone s¹ prace przygotowawcze do projektu zintegrowa-nego systemu zarz¹dzania zasobami przedsiêbiorstwa, aczkolwiek ewentualne wdro¿enie systemu nast¹pi nie wczeœniej ni¿ za trzy lata.

W tabeli 1 zestawiono 6 podstawowych Kolejowych Systemów Informacyjnych i jed-nostki organizacyjne je wykorzystuj¹ce, a w nastêpnej kolejnoœci przedstawiono krótk¹ in-formacjê o tych systemach.

h c y n j y c a m r o f n I w ó m e t s y S h c y w o j e l o K w ó c r o i b d o y p u r G . 1 a l e b a T u m a r g o r p a w z a N Jednostkiwykorzystuj¹ce 9 2 D BiuroDrógKoeljowychorazBiuroAutomatyki w ó d z a j e z r P a z a B h c y w o j el o K BiuroDrógKoeljowychorazanalogciznekomórkiwZaka³dachLiniiKoeljowych E P E S CenrtumKeirowanaiPrzewozam,idyspozytorzyilniowi r o e s o P CenrtaalPKPPLKS.A,.Zaka³dyLiniiKoeljowychorazCenrtumKeirowanaiPrzewozami L E T U A BiuroAutomatykiiTeelkomunikacij z a k z o R dy¿urniruchu

System D29 i Baza Przejazdów Kolejowych

W tabeli 2 przedstawiono ogóln¹ charakterystykê systemów informacyjnych D29 (PKP PLK S.A., 2005b) oraz Baza Przejazdów Kolejowych (PKP PLK S.A., 2004a). Zestawiono w niej najwa¿niejsze rodzaje informacji, które s¹ przechowywane w bazie danych obydwu programów. Rysunki 2 oraz 3 prezentuj¹ ponadto widok menu ekranowego charakteryzowa-nych aplikacji. h c y w o j e l o K w ó d z a j e z r P a z a B z a r o 9 2 D w ó m a r g o r p a n l ó g o a k y t s y r e t k a r a h C . 2 a l e b a T ) b 5 0 0 2 , a 4 0 0 2 ,. A . S K L P P K P ( a w z a N u m a r g o r p chOarbaeikktetyry -e n a w o z ij c a m r o f n i h c y n a w y w o h c e z r p e j a z d o R 9 2 D ilneikoeljowe –kategorai ilniikoeljowej j e w o j el o k ii n il a w z a n z a r o r e m u n – ii n il j e n a d a n j e w o c ñ o k z a r o j e w o k t ¹ z c o p ij c a t s a w z a n – ii n il ¿ a rt e m o li k – ii n il ei n e z c a n z e z r p – o g e w o j el o k u d a³ k a z o d j e w o j el o k ii n il æ œ o n ¿ el a n y z r p – ii n il a n w ó r o t y b z ci l a j c n e d i w e – ii n il ai n ei z ê³ a g d o – ii n il a n a n l a m y s k a m æ œ o k d ê r p – a z a B w ó d z a j e z r P h c y w o j el o K y d z a j e z r p e w o j el o k ––knulimomeretil,rnwiikkotelójroywmep,jrzneajakztdórjeejstelu¿mypeisrzzecjzaozndy u d z a j e z r p a w z a n – u d z a j e z r p o d h c a d z a j o d a n i ei z d Ÿ e j e z r p a n a w o g o r d ai n h c z r ei w a n – ei z d Ÿ e j e z r p a n h c y n a w o l a t s n i a z h c y c ¹ j a z c ei p z e b a z ñ e z d ¹ z r u e j a z d o r – o g e w o j el o k u d z a j e z r p ai r o g e t a k – u d z a j e z r p ai n e z c ei p z e b a z j a z d o r – ei z d Ÿ e j e z r p a n ê j c a u t y s h c y c ¹ j u r o ti n o m r e m a k æ œ o n p ê t s o d –

Rys. 3. Widok menu ekranowego programu Baza Przejazdów Kolejowych (PKP PLK S.A., 2004a) Rys. 2. Widok menu ekranowego programu D29 (PKP PLK S.A., 2005b)

SEPE – System Ewidencji Pracy Eksploatacyjnej

Centrum Kierowania Przewozami Polskich Kolei Pañstwowych ma za zadanie nadzoro-wanie i œledzenie przemieszczania siê poci¹gów zgodnie z rozk³adem jazdy i zapewnianie ich punktualnoœci. Nowoczesna organizacja prowadzenia ruchu polega na centralizacji sterowa-nia ruchem poci¹gów. Systemy komputerowe pracuj¹ce w czasie rzeczywistym powinny zbieraæ i przetwarzaæ informacje o ruchu na danej sieci, wykorzystuj¹c je do wizualizacji i sterowania. Od 2001 roku trwa³y prace nad powstaniem, a nastêpnie nad wprowadzeniem do eksploatacji Systemu Ewidencji Pracy Eksploatacyjnej (SEPE) – podstawowego narzê-dzia pracy dyspozytorskiej (PKP Informatyka, 2003). System SEPE, opracowany przez spó³kê PKP Informatyka, pozwala na przetwarzanie danych dotycz¹cych realizacji rozk³adu jazdy na liniach kolejowych zarz¹dzanych przez PKP Polskie Linie Kolejowe, wprowadza-nych do systemu przez dyspozytorów liniowych na stanowiskach znajduj¹cych siê w eks-pozyturach kierowania ruchem. Ka¿dy dyspozytor na ekranie swojego monitora widzi roz-k³ad jazdy wszystkich poci¹gów na liniach, które obs³uguje, wraz z ich kategori¹, rodzajem oraz numerem i d³ugoœci¹ sk³adu. SEPE umo¿liwia sporz¹dzanie wykresu rzeczywistego biegu poci¹gów, które maj¹ w systemie za³o¿ony szczegó³owy rozk³ad jazdy. Dziêki bie¿¹cej archiwizacji realizacji rozk³adu jazdy poci¹gów i wykonanej pracy eksploatacyjnej, a tak¿e przyczyn opóŸnieñ poci¹gów kwalifikowanych oraz wydarzeñ zaistnia³ych na sieci linii kole-jowych, mo¿na sporz¹dzaæ statystyki z pracy eksploatacyjnej W dalszym etapie istnieje mo¿-liwoœæ generowania danych sumarycznych w postaci miesiêcznych oraz rocznych sum opóŸnieñ danego sk³adu poci¹gu.

Poseor – Poznañski system ewidencji ograniczeñ prêdkoœci i ich rozliczania

Program Poseor (PKP PLK S.A., 2004b) jest kolejnym systemem informacyjnym, wy-korzystywanym w ramach obs³ugi infrastruktury kolejowej Polskich Kolei Pañstwowych i wspomagaj¹cym funkcjonowanie aplikacji D29. Do jego podstawowych zadañ nale¿y utrzy-manie bazy danych zawieraj¹cej bie¿¹ce i archiwalne informacje o ograniczeniach prêdkoœci na liniach sieci PKP, jak równie¿ wspomaganie zarz¹dzania obiektami, bêd¹cymi ich w³asno-œci¹. Efektami wymiernymi dzia³aj¹cego od kilku lat programu Poseor s¹ m.in. automatyza-cja ewidencji ograniczeñ prêdkoœci zastêpuj¹ca wczeœniejsze rêczne prowadzenie ksi¹¿ek ostrze¿eñ doraŸnych, dostêp zainteresowanych u¿ytkowników do informacji o bie¿¹cym i archiwalnym stanie ograniczeñ prêdkoœci na liniach bêd¹cych w koncesji PKP PLK S.A., a tak¿e wspomaganie planowania i realizacji robót torowych oraz inwestycji modernizacyj-nych na sieci PKP.

AUTEL – program informacyjny do obs³ugi i administrowania liniami kolejowymi

Kolejnym kolejowym programem informacyjnym do obs³ugi i administrowania liniami kolejowymi, stanowi¹cymi w³asnoœæ PKP, jest system AUTEL (PKP PLK S.A., 2005a). Jest to rozbudowana baza opisowa, zawieraj¹ca szereg parametrów deskrypcyjnych, pozwalaj¹-ca zarówno na lokalizacjê administracyjn¹ obiektu, jak i na jego charakterystykê. Urz¹dzenia kontrolne, które stanowi¹ bazê informacyjn¹ programu AUTEL, pogrupowane s¹ w zespo³y urz¹dzeñ, takie jak na przyk³ad nastawnie, rogatki, semafory czy napêdy rozjazdowe. Dla ka¿dej powy¿szej grupy obiektów sporz¹dzono klasy elementów lokalizuj¹cych oraz

charak-teryzuj¹cych dany obiekt. Pierwsz¹ klasê stanowi¹ takie parametry, jak np.: oddzia³, zak³ad, linia kolejowa oraz posterunek. Drug¹ klasê tworz¹ dane opisowe, takie jak rok budowy, stan w³asnoœci, liczba rozjazdów i torów kierunkowych oraz stan techniczny i status. Program AUTEL ewidencjonuje urz¹dzenia kontrolne zamontowane w ci¹gach linii kolejowych, do-starcza informacji na temat tego, jakie s¹ koszty ich utrzymania, a tak¿e, kiedy ostatnio by³y remontowane.

ROZKAZ – system zautomatyzowanego prowadzenia ksi¹¿ek ostrze¿eñ doraŸnych i wydawania rozkazów pisemnych

Jednym z zadañ maj¹cych bezpoœredni wp³yw na bezpieczeñstwo ruchu na szlakach kolejowych jest poprawne przygotowanie i wydanie rozkazu pisemnego, powiadamiaj¹cego dru¿ynê poci¹gow¹ o wszystkich sytuacjach wymagaj¹cych odrêbnego postêpowania a nie ujêtych w rozk³adzie jazdy. Maj¹c na uwadze mo¿liwoœæ znacznego zmniejszenia praco-ch³onnoœci oraz podwy¿szenia wiarygodnoœci prowadzenia ewidencji ostrze¿eñ doraŸnych oraz przygotowania i wydawania rozkazów pisemnych przy zastosowaniu techniki kompu-terowej, opracowany zosta³ informatyczny „System zautomatyzowanego prowadzenia ksi¹-¿ek ostrze¿eñ doraŸnych i wydawania rozkazów pisemnych – ROZKAZ” (PKP Informatyka, 2002). Jest to ostatnia aplikacja, zaliczana do grupy zwi¹zanej z obs³ug¹ infrastruktury kole-jowej. Dy¿urny ruchu, po otrzymaniu powiadomienia o ostrze¿eniach doraŸnych w postaci telegramów, wprowadza do bazy danych komputera centralnego informacje, które s¹ w nim zawarte. Ostrze¿enie zostaje umieszczone na liœcie aktualnych ostrze¿eñ w sposób uporz¹d-kowany tj. wed³ug numeru linii i jej kilometra¿u. Wprowadzenie systemu ROZKAZ znacznie skróci³o czas przygotowania rozkazu pisemnego, wyeliminowa³o zbêdne opóŸnienia poci¹-gów dziêki stale aktualnemu rejestrowi ostrze¿eñ doraŸnych oraz zwiêkszy³o bezpieczeñ-stwo ruchu na szlakach kolejowych.

Za³o¿enia Kolejowego Systemu Informacji Geograficznej

W geomatyce system informacyjny kojarzy siê przede wszystkim z wykonywaniem okre-œlonych funkcji pozyskiwania, gromadzenia, analizowania i praktycznego stosowania kon-kretnych danych geoprzestrzennych, które odpowiadaj¹ potrzebom danego u¿ytkownika lub grupy u¿ytkowników. Przy takiej interpretacji systemu wa¿n¹ cech¹ systemu jest jego okre-œlonoœæ: dane i funkcje s¹ zdefiniowane i ujednolicone, dobrze znane s¹ œrodki i cele, bierze siê po uwagê konkretne struktury organizacyjne oraz kr¹g ludzi powi¹zanych z systemem (GaŸdzicki, 2002). Podstawowym celem tworzenia zorganizowanych systemów informa-cyjnych jest obs³uga dzia³añ wystêpuj¹cych w rzeczywistoœci. Proces budowy systemu informacyjnego wymaga zwrócenia bezpoœredniej uwagi na dzia³ania celowe, którym sys-tem ten ma s³u¿yæ. Oznacza to koniecznoœæ zrozumienia, w jaki sposób ludzie w danej organizacji wyobra¿aj¹ sobie swoj¹ rzeczywistoœæ oraz w jaki sposób i o jakiej jej czêœci pragn¹ byæ informowani. Systemy informacyjne nie mog¹ byæ konstruowane przed osi¹-gniêciem pewnego porozumienia, dotycz¹cego w³aœciwych form zrozumienia i dzia³ania w ramach danej organizacji. Nie mo¿na tym samym oddzielaæ informacji i systemów informa-cyjnych od dzia³alnoœci ludzi. W zwi¹zku z tym analityk, który zajmuje siê tworzeniem

skom-puteryzowanego systemu informacyjnego, musi wzi¹æ pod uwagê przede wszystkim jego wymiar „ludzki” (Beynon-Davies, 2004).

Projektowanie i tworzenie systemów informacyjnych jest procesem z³o¿onym i musi zostaæ poprzedzone faz¹ analizy, która ma na celu poznanie celów oraz potrzeb danej organi-zacji, a tak¿e zrozumienie wymagañ oraz oczekiwañ przysz³ych u¿ytkowników tworzonego systemu. W tym celu niezbêdne jest ustalenie faktów specyfikuj¹cych system, któr¹ to czyn-noœæ mo¿na opisaæ jako sformalizowany proces stosuj¹cy badania, wywiady, kwestionariu-sze, próbkowanie oraz wszelkie techniki s³u¿¹ce zbieraniu informacji o systemach. Technika ta jest nazywana tak¿e gromadzeniem informacji albo zbieraniem danych. Pozyskiwanie fak-tów powinno przebiegaæ w sposób zorganizowany, wyszukiwanie informacji ma bowiem kluczowe znaczenie dla fazy planowania i pozwala wychwytywaæ istotne informacje (Whit-ten i in., 1998).

Odnosz¹c siê do wstêpu artyku³u, a tak¿e spogl¹daj¹c na aktualny stan informatyzacji kolei polskich nale¿y stwierdziæ, i¿ jednym z elementów, które bêd¹ mia³y wp³yw na rozwi¹-zanie problemów zwi¹zanych z obs³ug¹ i zarz¹drozwi¹-zaniem infrastruktur¹ kolejow¹ jest powsta-nie Kolejowego Systemu Informacyjnego, który bêdzie jednoczeœpowsta-nie systemem informacji geograficznej. W Zak³adach Linii Kolejowych regionalnych oddzia³ów Polskich Kolei Pañ-stwowych wyodrêbniono komórki organizacyjne, które zajmuj¹ siê obs³ug¹ oraz zarz¹dza-niem wspomnianym „maj¹tkiem”. Oprócz Wydzia³u Planowania Technicznego, który jest podstawowym ogniwem tej dzia³alnoœci, wyró¿niæ nale¿y Wydzia³ Eksploatacji, Wydzia³ Marketingu i Sprzeda¿y Produktu, Oddzia³ Zarz¹dzania Dworcami Kolejowymi oraz Wydzia³ Zastosowañ Informatyki, który opracowuje aplikacyjn¹ strukturê tworzonych programów. Przeprowadzone rozmowy we wszystkich tych jednostkach dowiod³y, i¿ zaprezentowany powy¿ej pogl¹d nie jest odosobniony. Zarówno dyrektorzy jak i naczelnicy poszczególnych wydzia³ów wyra¿aj¹ opiniê, i¿ informatyzacja kolei nie powiedzie siê bez utworzenia syste-mów wspomagaj¹cym typu GIS. Dla Polskich Kolei Pañstwowych aplikacja GIS pozwoli³a-by sprostaæ niezwykle wa¿nym w ostatnim czasie zadaniom, jakimi s¹ przede wszystkim zarz¹dzanie i przegl¹d stanu swojego posiadania, planowanie nowych inwestycji, a tak¿e sprzeda¿ obiektów oraz ich wydzier¿awianie podmiotom prywatnym. Podczas przeprowa-dzonych rozmów uzgodniono, i¿ mapa cyfrowa, która bêdzie graficzn¹ czêœci¹ systemu, powinna przede wszystkim uwzglêdniaæ przebieg kolejowych szlaków komunikacyjnych wraz z ich kilometra¿em, pokazywaæ punkty krzy¿owania siê linii z wa¿niejszymi wêz³ami komunikacji drogowej, schematycznie uwidaczniaæ mosty oraz wiadukty na linii, pokazy-waæ po³o¿enie dworców wraz z rozmieszczeniem budynków towarzysz¹cych oraz klasyfi-kowaæ perony, ³¹cznie z ich numeracj¹. Ponadto wa¿nymi elementami mapy cyfrowej z punktu widzenia s³u¿b kolejowych powinny byæ nastawnie oraz szlakowe przejazdy kolejo-we. Wszystkie wymienione obiekty musz¹ zostaæ uzupe³nione o czêœæ opisow¹, której zada-niem bêdzie ich charakterystyka. Ze wzglêdu na bogat¹ bazê opisow¹ oraz du¿¹ iloœæ infor-macji, zawartych w aktualnie stosowanych aplikacjach informatycznych, istnieje mo¿liwoœæ wykorzystania pewnej ich czêœci przy tworzeniu Kolejowego Systemu Informacyjnego. Jednak z uwagi na tajemnicê handlow¹ PKP S.A., w chwili obecnej opcja powy¿sza mo¿e mieæ jedynie charakter teoretyczny. Ze wzglêdu na ograniczone mo¿liwoœci redakcyjne, dok³adna analiza atrybutów charakteryzuj¹cych wspomniane obiekty stanie siê przedmiotem osobne-go referatu, który poœwiêcony bêdzie budowie modelu pojêcioweosobne-go informacji geograficznej Kolejowego Systemu Informacyjnego.

W celu szerszego wykorzystania tworzonego systemu, drug¹ grup¹ odbiorców Kolejo-wego Systemu Informacyjnego bêd¹ pasa¿erowie podró¿uj¹cy kolej¹. Przeprowadzone ba-dania dowiod³y, i¿ 91% respondentów jest zainteresowanych powstaniem Kolejowego Sys-temu Informacyjnego w postaci sysSys-temu informacji geograficznej. Zdecydowana wiêkszoœæ pasa¿erów chce mieæ mo¿liwoœæ uzyskiwania dodatkowych informacji praktycznych na temat linii kolejowych, dworców, wyposa¿enia peronów oraz dostêpnoœci strefy przydwor-cowej. Mimo wszystko jednak, dalsze prace, które bêd¹ ukierunkowane na powstanie mo-du³u pasa¿erskiego tworzonego systemu, wymagaj¹ g³êbszej analizy oraz zdefiniowania ka-tegorii informacji, które powinny siê w nim znaleŸæ.

Wykorzystanie obrazów satelitarnych do utworzenia

graficznej czêœci Kolejowego Systemu Informacyjnego

Historiê wysokorozdzielczych zobrazowañ satelitarnych rozpocz¹³ z dniem 24.09.1999 r. IKONOS – pierwszy satelita, który od roku 2000 regularnie dostarcza zobrazowañ powierzchni Ziemi z rozdzielczoœci¹ terenow¹ 1m x 1m w zakresie panchromatycznym oraz 4m x 4 m w czterech pasmach spektralnych (B, G, R i IR). Jedynym konkurencyjnym systemem, który do tej pory pomyœlnie wdro¿ono jest QuickBird, satelita dostarczaj¹cy danych obrazowych o podobnych parametrach radiometrycznych, lecz o ok. 40% wiêkszej rozdzielczoœci. Obec-nie jest to system komercyjny o najwy¿szej zdolnoœci rozdzielczej. Osi¹gniêto j¹, zmieniaj¹c wysokoœæ orbity: z planowanych pierwotnie 600 km na 450 km (Wycza³ek, 2004).

Wed³ug osób odpowiedzialnych za zarz¹dzanie i administrowanie sieciami kolejowymi oraz obiektami infrastruktury, a tak¿e w opinii Wydzia³u Geodezji przy Zak³adzie Gospodaro-wania Nieruchomoœciami PKP S.A. w Poznaniu, informacja graficzna Kolejowego Systemu Informacyjnego powinna mieæ postaæ wektorowej mapy cyfrowej, która bêdzie zawiera³a w swojej treœci elementy wymienione w poprzednim rozdziale, a wiêc przede wszystkim linie kolejowe, dworce wraz z budynkami towarzysz¹cymi oraz perony dworcowe. Reprezenta-cja graficzna tych obiektów oraz dok³adnoœæ ich usytuowania powinna odpowiadaæ standar-dom map z przedzia³u 1:5000 – 1:10 000. W przypadku szlaków kolejowych skala ta mog³a-by zostaæ zmniejszona do 1:25 000. W celu wykonania powy¿szego zamierzenia wybrano podstawowe Ÿród³o danych spe³niaj¹ce postawione wymogi, jakim jest satelita QuickBird.

Praktyczn¹ ocenê zobrazowañ QuickBird pod k¹tem przydatnoœci wykonano na Politechnice Poznañskiej we wspó³pracy z ZGiKM Geopoz (Wycza³ek I., 2004). Ana-liza dotyczy³a mo¿liwoœci wykorzystania wysokoroz-dzielczych obrazów satelitarnych QuickBird do realiza-cji zadañ planistycznych i monitoringu terenów miejskich. Celem badañ by³o okreœlenie faktycznej rozdzielczoœci terenowej satelity, poprawnoœci geometrycznej i sposo-bu przedstawienia obiektów, czyli tych cech, które rzu-tuj¹ na skutecznoœæ jego zastosowañ.

Ocenê obrazu dokonano z wykorzystaniem skali NIIRS (skala oceny interpretacyjnoœci obrazów), sto-sowanej w USA jako miernik jakoœci danych

teledetek-d r i B k c i u Q a ti l e t a S . 3 a l e b a T h c y c ¹ j u p ê t s a n a n e n a d a r e i b z h c y n l a r t k e p s h c a m s a p ) 4 0 0 2 , k e ³ a z c y W ( e n l a rt k e p s o m s a P D³ugoœæ m n w il a f e n z c y t a m o r h c n a P 450-900 a n o w r e z c a w r a B 630-690 a n o l ei z a w r a B 520-600 a k s ei b ei n a w r a B 450-520 ñ ei w r e z c d o p a k si l B 760-900

cyjnych. Jest to dziesiêciostopniowa skala, opracowana i rozwijana dla ce-lów militarnych, oceniaj¹ca jakoœæ ob-razu jako „potencja³ informacyjny dla celów rozpoznawczych” (Civil NIIRS, 1996). Dane kryterium okreœla iloœæ informacji, która mo¿e byæ pozyskana z obrazu na danym poziomie interpre-tacyjnoœci. Przeprowadzona w ramach omawianej pracy ocena jakoœci obrazu mia³a dostarczyæ informacji, w jakim stopniu obraz QuickBird’a nadaje siê do celów urbanistycznych, pod wzglêdem stopnia rozró¿nialnoœci szczegó³ów te-renowych oraz zgodnoœci z map¹ miej-sk¹ Poznania (mapa wektorowa w skali 1:2000). Do porównania oceny obrazów pos³u¿ono siê ponadto ortofotomap¹ miejsk¹ w skali 1:2000. Wynikiem wielowariantowej oceny jakoœci by³o stwierdzenie, ¿e zobrazowanie QuickBird mieœci siê pomiêdzy 5 a 6 poziomem skali NIIRS, zatem mo¿e z powodzeniem byæ wykorzystywane do produkcji ortofotomap w skali 1:5000. Nale¿y podkreœliæ, i¿ po-ziom 5 skali pozwala na wyselekcjonowanie z treœci zobrazowania ulicznych pasów rozdzia-³u, chodników, œcie¿ek rowerowych oraz szeregów i grup drzew. Z kolei poziom 6 pozwala na zaobserwowanie s³upów i znaków drogowych (na podstawie ich cieni), a nawet pojedyn-czych osób. Wykonuj¹cy podobn¹ ocenê obrazów IKONOS Samadzagedan i in. (2003) uzyskali podobne wyniki stwierdzaj¹c we wnioskach, ¿e wysokorozdzielcze obrazy sateli-tarne mog¹ byæ z powodzeniem wykorzystywane do kontroli i aktualizacji map w skali 1:5000.

Dwa fragmenty obrazu QuickBird przedstawiono na rysunkach 4 i 5. Pierwszy obejmuje widok ogólny stacji kolejowej Poznañ G³ówny, drugi czêœæ magistralnej linii kolejowej nr 3 Warszawa Zachodnia – Kunowice. WyraŸnie daje siê rozró¿niæ szlaki kolejowe wraz ze s³u-pami trakcji elektrycznej, budynki dworcowe, perony wraz z zadaszeniami, budynki towa-rzysz¹ce, a nawet stoj¹cy na stacji sk³ad poci¹gu z widocznymi przerwami miêdzy wagona-mi. Ponadto w strefie przydworcowej ³atwo rozró¿nialnymi szczegó³ami s¹ parking oraz stoj¹ce na nim samochody.

Upowa¿nia to do stwierdzenia, i¿ na sporz¹dzonej ze zobrazowania QuickBird ortofoto-mapie, istnieje mo¿liwoœæ wektoryzacji widocznych obiektów kolejowych z dok³adnoœci¹ wymagan¹ dla mapy w skali 1:10 000, a nawet wy¿sz¹. Wektoryzacja powinna tym samym stanowiæ podstawowy element tworz¹cy strukturê graficzn¹ Kolejowego Systemu Informa-cyjnego. Na korzyœæ wysokorozdzielczych obrazów satelitarnych QuickBird przemawia rów-nie¿ fakt, i¿ satelita ten ma mo¿liwoœæ pokrycia jednorazowo terenu o szerokoœci pasa 16.5 km oraz d³ugoœci do 165 km, co w tym przypadku jest rzecz¹ bardzo wa¿n¹, zwa¿ywszy na to, i¿ linie kolejowe przebiegaj¹ przez teren ca³ej Polski. Ponadto, istnieje mo¿liwoœæ skiero-wania satelity w dowolnie zadanym kierunku, na przyk³ad wzd³u¿ wskazanej linii kolejowej.

u z a r b o o g e n a w o z il a n a e n a d e w o w a t s d o P . 4 a l e b a T ) 4 0 0 2 , k e ³ a z c y W ( ai n a w o z a r b o z j a z d o R QucikBrid ] m k [ y n e c s æ œ o k l ei W 5x5 ai n a k s y z o p a t a D 1.06.2003 ai n a n o k y w a n i z d o G 9:45 ei n e z r u m h c a Z 0% [ u ri d a n d o ai n el y h c y w t ¹ K o_{] 7} h c y n a d p y T PAN+MS t k u d o r P Standardpan-sharpened a n z c y rt e m o i d a r æ œ o z cl ei z d z o R 11­btiowa a n n e z rt s e z r p æ œ o z cl ei z d z o R 0,6merta

Podsumowanie

Obecny stan informatyzacji Polskich Kolei Pañstwowych, dotycz¹cy zagadnieñ zwi¹za-nych z obs³ug¹ oraz zarz¹dzaniem infrastruktur¹ kolejow¹, nie odpowiada aktualnym wymo-gom, stawianym programom informacyjnym. Wykorzystywane programy informatyczne, charakteryzuj¹ce tylko wybrane elementy infrastruktury, wymagaj¹ szybkiej modernizacji. Dane w nich zawarte maj¹ wy³¹cznie charakter opisowy, a ponadto nie charakteryzuj¹ ele-mentów dworcowych oraz peronowych. Wed³ug osób odpowiedzialnych za administrowa-nie obiektami infrastruktury kolejowej, drog¹ do jej efektywnego zarz¹dzania, a tak¿e wspo-magania jej szeroko pojêtego utrzymania, jest tworzenie systemów informacji geograficznej, którego kolej w tej chwili nie posiada, a które wyposa¿one w funkcjê lokalizacji geograficz-nej za pomoc¹ mapy cyfrowej, wskazuj¹ miejsce, czyli precyzyjne i jednoznaczne usytu-owanie konkretnego jej elementu. System GIS, uzupe³niony o szczegó³owy opis techniczny obiektu, jak i jego charakterystykê, dostarcza wiedzy niezbêdnej do tego, by w sposób sku-teczny i szybki przegl¹daæ, inwentaryzowaæ oraz zarz¹dzaæ posiadanym maj¹tkiem.

Przedstawione w artykule za³o¿enia dotycz¹ce budowy Kolejowego Systemu Informacji Geograficznej opisuj¹ ogólny charakter oraz wymagania, jakim powinien odpowiadaæ two-rzony system. Wychodzi on naprzeciw aktualnym oczekiwaniom s³u¿b kolejowych, chocia¿ nale¿y sobie zdaæ sprawê z tego, i¿ i tak nie rozwi¹¿e on wielu problemów, z którymi stykaj¹ siê na co dzieñ kolejowe komórki organizacyjne, zarz¹dzaj¹ce maj¹tkiem kolejowym. Ich rozdrobienie oraz rozproszenie jest dodatkow¹ barier¹ w sprawnym administrowaniu ca³o-œci¹ wspomnianej infrastruktury. Tworzony System Informacyjny umo¿liwi kompleksowy jej przegl¹d oraz da cenne informacje graficzno-opisowe o liniach kolejowych i dworcach kolejowych. Na koniec warto wyraziæ pogl¹d, i¿ bez wzglêdu na kierunek, w którym pod¹¿y rozwój kolejnictwa, budowa aplikacji informacyjnej w postaci GIS jest na dzieñ dzisiejszy bardzo potrzebna.

Literatura

Beynon-Davies P., 2004: In¿ynieria Systemów Informatycznych, Wyd. Nauk.-Tech., Warszawa.

Civil NIIRS Reference Guide, 1996: Imagery Resolution Assessment and Reporting Standards (IRARS) Committee, http://www.fas.org/irp/imint/niirs_c/index.html

Garczarczyk J., 2005: Metodyka i organizacja badañ empirycznych. Materia³y pomocnicze na Studium Doktoranckie, Akademia Ekonomiczna, Poznañ.

GaŸdzicki J., 2002: Wnioski dla Polski, Magazyn Geoinformacyjny Geodeta, Nr 11. Klimkiewicz J., 2003: Kolej informatyzowana. Rynek Kolejowy, Nr 10.

Kuszewski R., Sapielak R., Chojnacki T., 2004: Symulacja pracy Systemu Informacji Geomatycznych GIS w œrodowisku kolejowym w oparciu o zdjêcia satelitarne i bazy opisu sieci. PKP PLK SA Centrum Diagnostyki i Geodezji, Warszawa.

Lipiñski A., 2004: Rola informatyki w kolejnictwie. Rynek Kolejowy, Nr 12. Pilch T., 1977: Zasady Badañ Pedagogicznych. Ossolineum, Wroc³aw.

PKP Informatyka Spó³ka z o.o., 2002: System zautomatyzowanego prowadzenia ksi¹¿ek ostrze¿eñ doraŸ-nych i wydawania rozkazów pisemdoraŸ-nych „Rozkaz”, Instrukcja obs³ugi. Oœrodek Informatyki w Poznaniu. PKP Informatyka Spó³ka z o.o., 2003: System Ewidencji Pracy Eksploatacyjnej SEPE, Instrukcja obs³ugi.

Centrum Kierowania Przewozami w Warszawie.

PKP Polskie Linie Kolejowe S.A., 2004a: Baza Przejazdów Kolejowych. Dokumentacja u¿ytkowa, Oddzia³ Regionalny w Poznaniu, Wydzia³ Zastosowañ Informatyki.

PKP Polskie Linie Kolejowe S.A., 2004b: Poznañski system ewidencji ograniczeñ prêdkoœci i ich rozliczania „Poseor”, Instrukcja U¿ytkownika. Oddzia³ Regionalny w Poznaniu, Wydzia³ Zastosowañ Informatyki.

PKP Polskie Linie Kolejowe S.A., 2005a: AUTEL, Dokumentacja u¿ytkowa. Oddzia³ Regionalny w Pozna-niu, Wydzia³ Zastosowañ Informatyki.

PKP Polskie Linie Kolejowe S.A., 2005b: D29, Dokumentacja u¿ytkowa. Oddzia³ Regionalny w Poznaniu, Wydzia³ Zastosowañ Informatyki.

Samadzadegan F., Hahn M., Bagherzadeh H., Haeri M., 2003: On the geometric accuracy and information content of IKONOS high resolution imagery for map revision. ISPRS Papers, Com. IV Joint Workshop “Challenges in Geospatial Analysis, Integration and Visualization II”, Stuttgart, s. 75-79.

Œmigiera J.W., 2004: Systemy Informatyczne w grupie PKP, Rynek Kolejowy, Nr 12.

Whitten J.L., Bentley L.D., 1998: Systems Analysis and Design Methods, Irwin/McGraw-Hill.

Wycza³ek I., Wycza³ek E., Plichta A., 2004: Wykorzystanie danych teledetekcyjnych w miejskich systemach informacyjnych. Roczniki Geomatyki, Tom II, Zeszyt 2, Polskie Towarzystwo Informacji Przestrzennej, Warszawa.

Summary

The comparison of implementation of information technologies by Polish railways and by leading European railways shows that the needs in this respect in Poland are enormous. The company Polish State Railways S.A. is now faced with the need to upgrade and extend its information system presently used and to implement new solutions in the areas not yet covered by the information technologies. Currently used applications can only provide descriptive information about objects of railway infra-structure. However, since certain time there is a need to provide to users also the access to information on localization of these objects. The direction indicated by Geographic Information Systems is undo-ubtedly the right one and most desired.

The paper contains a review and general characteristics of existing information systems usually applied by railways. Results of the research prove the usefulness of taking geographic information into account in the Railway Information System. In addition, the paper provides analysis of usefulness of QuickBird satellite images from the point of view of the possibility to use them in creating the graphic part of the Railway Information System.

mgr in¿. Artur Plichta artur.plichta@put.poznan.pl tel. 061 665 25 19

Rys. 4. Widok ogólny fragmentu dworca kolejowego Poznañ G³ówny, Ÿród³o: fragment sceny nr 1010010001F23F01, QuickBird; w³asnoœæ: Politechnika Poznañska, Zak³ad Geodezji

Artur Plichta

Rys. 5. Fragment magistralnej linii kolejowej nr 3: Warszawa Zachodnia – Kunowice z obrazu QuickBird, Ÿród³o fragment sceny nr 10100100001F23F01, QuisckBird; w³asnoœæ: Politechnika Poznañska, Zak³ad Geodezji