СПП.ТТУ.ЖДТ.2021
Летом 2020 проводилось исследование с целью оценить обеспечение требуемых температурных условий (ТТУ) при перевозках скоропортящейся пищевой продукции (СПП) железнодорожным транспортом (ЖДТ). Тогда оценке были подвергнуты перевозки только за один месяц (июнь 2020) в вагонах, без сборных грузов. Пришло время актуализировать данное исследование, чему и будет посвящена данная заметка.
Следует сразу сделать оговорку, что данная публикация - именно краткая заметка по итогам выполненной работы с приведением основных ее результатов. Также готовится полноценный материал в виде статьи в рецензируемом научном издании.
Объем исследования
Взяты перевозки СПП в вагонах и контейнерах всех типов во внутреннем сообщении за 2021 год. Критерием попадания перевозки в исследуемый интервал являлась дата приема груза к перевозке, в связи с чем некоторое количество перевозок в самом конце 2021 года остались без рассмотрения. Во внимание были приняты также сборные отправки СПП в неспециализированных вагонах и контейнерах; сборные отправки в термосах не были рассмотрены в связи с определенными техническими трудностями по их расчету.
Отдельно следует упомянуть, что как и в 2020 году у меня по-прежнему нет информации о моделях используемого холодильно-отопительного и энергетического оборудования в рефрижераторных контейнерах (КРК), а также сведений об остатке топлива перед началом перевозки. Соответственно, обсчитать рефрижераторы на предмет систематического необеспечения ТТУ при перевозке не представляется возможным.
Маршруты перевозки СПП были приняты в соответствии с тарифными маршрутами, которые помог рассчитать С.Ю. Матусовский, автор, на мой взгляд, лучшей программы для расчета железнодорожного тарифа "ПОЛЮС".
Расчетные параметры
Вагоны и контейнеры
Параметры вагонов привязаны к условному типу:
% Исходные данные (условный тип | m-файл | тип (1 - неспециализированный, 2
% - термос, 3 - рефрижератор)):
DATA = {...
[201 , 202 , 204 , 5201 , 5202 , 5204 , 382 ] , ...
'type204' , 1; ...
[205 , 206 , 207 , 5205 , 5206 , 5207 ] , 'type206' , 1; ...
[208 , 5208 , 209 , 5209 ] , 'type208' , 1; ...
[211 , 5211 ] , 'type211' , 1; ...
[5900 , 903 , 5903 ] , 'type903' , 1; ...
[925 , 5925 ] , 'type925' , 1; ...
[-20 ] , 'ukk__1CC' , 1; ... % расчетный УКК 20''
[-40 ] , 'ukk__1AA' , 1; ... % расчетный УКК 40''
[-45 ] , 'ukk__1EEE' , 1; ... % расчетный УКК 45''
[800 , 5800 ] , 'vt__16_6894__040' , 2; ...
[801 , 5952 ] , 'baltika_16_6935__040' , 2; ...
[803 ] , 'azovmash_16_1807_04__040' , 2; ...
[918 , 5918 ] , 'ivt_rs5_small_napresh_2012' , 2; ...
[366 , 5366 ] , 'raket_15t56_kmz' , 2; ...
[-200 ] , 'c_22H5_24t' , 2; ... % расчетный ТК 20''
[-400 ] , 'c_42H5_30t' , 2; ... % расчетный ТК 40''
[-450 ] , 'c_L5H5_30t' , 2; ... % расчетный ТК 45''
[818 ], '', 3; ... % АРВ без с/пом., кузов 21 м
[840 , 5830 , 5872 ], '', 3; ... % груз. ваг. 5-ваг. секции БМЗ
[842 , 5842 ], '', 3; ... % груз. ваг. 5-ваг. секции ЦБ-5
[-2000 ] , '' , 3; ... % расчетный ТК 20''
[-4000 ] , '' , 3; ... % расчетный ТК 40''
[-4500 ] , '' , 3 ... % расчетный ТК 45''
};Прогресс очевиден - в сравнении с 2020 годом добавлены контейнеры; универсальные крытые вагоны (УКВ) теперь уже не приравнены к 208 типу, а включают более широкую градацию (выше точность определения расчетных температурных условий внутри кузова вследствие воздействия солнечного излучения).
По термосам революционных изменений нет, не считая того, что добавлены контейнеры-термосы (ТИК).
Грузы (СПП)
Расчетные параметры грузов приняты на основании нормативной документации на пищевые продукты и соотнесены с соответствующими кодами ЕТСНГ. Не буду подробно останавливаться на этом достаточно продолжительном подготовительном этапе, приведу для любопытных (если таковые есть) итоговый файл в Matlab, содержащий все необходимые параметры. Чтобы отнести часть перевозок к той или иной группе приходилось порой анализировать дополнительную информацию из ГНГ, а также изучать подробное описание груза.
Температуры наружного воздуха
Выборка метеоданных (фактических среднесуточных температур наружного воздуха по 484 метеостанциям, находящимся на территории СНГ, а также в Грузии и в странах Балтии) осуществлена с сайта Погода и климат. В сравнении с 2020 годом никаких нововведений в данной части нет. Кратно вырос только объем запрашиваемых данных.
Методы и модели, используемые в исследовании
Поскольку планируется к публикации научная статья, оставлю подробный разбор этого вопроса на статью. В целом, чтобы понять как проводилось исследование, достаточно ознакомиться с заметкой в канале, касающейся исследования 2020 года. Изменения есть, но не существенные. Напомню только, что речь идет не о прямых методах исследований (не обработке статистических данных по соблюдению ТТУ - их просто нет в природе), а о методах компьютерной обработки математических моделей теплообмена, характерных для различных технологий перевозки СПП железнодорожным транспортом.
Результаты расчетов
Самое, пожалуй, интересное. Поскольку все расчеты выполнялись в среде Matlab, обезличенные результаты этих расчетов по полумесячным периодам загружены в облачное хранилище [11,94 Gb]. Структура файлов (поля массива данных) следующая:
.wc_numb - последние три цифры номера вагона или
контейнера, включая контрольное число, строка,
начинающаяся с символа '*';
.tr_doc - последние три символа номера перевозочного
документа, строка, начинающаяся с символа '*';
.wс_type - код условного типа вагона или контейнера,
число, при этом:
-1 - вагоны и контейнеры вне исследуемой
задачи;
-2, -3, -4 - танк-контейнеры 20'', 30'' и 40'';
-20, -30, -40, -45 - УКК 20'', 30'', 40'' и
45'', соответственно;
-21, -31, -41, -46 - УКК соответствующей
длины с, возможно,
флекситанком внутри;
-200, -300, -400, -450 - ТИК соответствующей
длины;
-201, -301, -401, -450 - ТИК соответствующей
длины с, возможно,
флекситанком внутри;
-2000, -3000, -4000, -4500 - КРК
соответствующей
длины;
.etsng - код ЕТСНГ груза (без контрольного числа), число;
.load - количество груза в транспортном средстве, т;
.esr_id_st - ЕСР-код станции отправления (без
контрольного числа), строка;
.esr_id_fin - ЕСР-код станции назначения (без
контрольного числа), строка;
.date_st - дата приема груза к перевозке в формате
DATETIME;
.date_dep - дата отправления груза в составе поезда в
формате DATETIME;
.date_fin - дата окончания перевозки, текстовая строка в
формате DATETIME;
.veh_cat - категория транспортного средства, строка с
возможными значениями: 'УКВ', 'УКК', 'ВТ/ИВТ',
'ТИК', 'РПС', 'КРК';
.nonconf - доля от времени перевозки, в течение которой
требуемые температурные условия не были
соблюдены согласно расчетной модели;
.nonconf_t* - средняя абсолютная величина выхода
температуры внутри кузова за установленные
границы требуемых температурных условий
согласно расчетной модели, гр. Цельсия;
.t_n** - расчетная температура наружного воздуха при
перевозке груза в режиме "термос", гр. Цельсия;
.TAU_PRED** - предельный срок перевозки груза в режиме
"термос" с промежуточными данными в
соответствии с принятой методикой,
структурный массив, где последнее значение -
величина предельного срока, сут.;
.T - структурный массив размерностью [I, 1], где I -
количество метеостанций на маршруте перевозки, каждая
запись которого содержит следующие исходные и
промежуточные данные, с полями:
.vmo - 5-значный индекс метеостанции по ВМО, скаляр;
.name - наименование метеостанции, текстовая строка;
.lat - широта расположения метеостанции в градусах
(от -180 до +180), скаляр;
.lon - долгота расположения метеостанции в градусах
(от -90 до +90), скаляр;
.D - структурный массив, каждая d-я запись которого
соответствует одним суткам (по местному солнечному
времени) выборки данных, с полями:
.dstr - d-е сутки в формате dd-mmm-yyyy, строка;
.tm - расчетная (среднесуточная) температура
наружного воздуха за d-е сутки, гр.
Цельсия, cкаляр;
.ELSEG - числовая матрица, в столбцах которой
сохранены широта и долгота (столбцы 1 и
2 соответственно) точек, ограничивающих
привязанные к метеостанции
элементарные отрезки за d-е сутки, а
также отметки времени (по МСК - столбец
3, и местному солнечному времени -
столбец 4) в формате serial date Matlab
их расчетного проследования грузом;
.dtbeg - отметка времени входа на
рассматриваемый участок (по местному
солнечному времени) в формате serial
date;
.dtend - то же, выход с рассматриваемого участка
(по местному солнечному времени);
.dtbeg_msk - то же, что .dtbeg, но по
московскому времени;
.dtend_msk - то же, что .dtend, но по
московскому времени;
.imp - доля рассматриваемой записи в .D от
полных суток (по времени проследования),
скаляр в диапазоне (0; 1);
.lat* - средняя широта местности, град.;
.v* - средняя скорость движения транспортного
средства, км/час;
.nu* - средний угол между осью транспортного
средства и меридианом, град.;
.t_v* - расчетные температурные условия внутри
кузова, гр. Цельсия;
.nonconf* - доля от времени перевозки, в течение
которой требуемые температурные
условия не были соблюдены согласно
расчетной модели;
.nonconf_t* - средняя абсолютная величина выхода
температуры внутри кузова за
установленные для груза пределы
согласно расчетной модели, гр.
Цельсия;
_____________________________________________________________________
ПРИМЕЧАНИЕ - звездочкой обозначены поля, которые создаются в случае
крытого вагона универсального назначения или
универсального контейнера, двойной звездочкой - в
случае вагона-термоса; структурный массив .T создается
только в случае соответствия данных по перевозке
принятым ограничениям
_____________________________________________________________________Краткие результаты, представленные на одном слайде, приведены ниже:
Для возможности более гибкого анализа результатов выполненного исследования разработан интерактивный слайд в Power BI, который можно посмотреть тут. Ниже посмотрите обучающий видеоролик как всем этим пользоваться.
На слайде доступно выбирать следующие элементы (фильтры):
- ВТ/ИВТ - вагоны-термосы различных категорий, включая модернизированные из универсальных крытых вагонов (речь о модернизации, а не "обклейке пенопластом" на коленке);
- ТИК - термоизолированные контейнеры, они же контейнеры-термосы;
- УКВ - крытые вагоны универсального назначения;
- УКК - универсальные крупнотоннажные контейнеры;
- РПС - рефрижераторные вагоны всех типов;
- КРК - крупнотоннажные рефрижераторные контейнеры;
Цветные прямоугольники в центре также доступны для выбора. При этом, если навести мышь на такой прямоугольник, появится дополнительная количественная информация, которая может быть также полезной для более точного анализа данных.
Все данные допускают множественный выбор. Для этого надо выбирать различные фильтры удерживая зажатой кнопку Ctrl на клавиатуре.
Справа отображаются следующие данные (сверху вниз):
- процент от годового объема внутренних перевозок СПП, под которым крупно отображается абсолютное значение в миллионах тонн;
- процент перевозок с соблюдением ТТУ (чем меньше, тем хуже для качества груза);
- доля по времени груженого рейса, в течение которой не соблюдались ТТУ (оценка только по перевозкам с несоблюдением ТТУ) - то есть речь о том, насколько долго имело место несоблюдение ТТУ в течение перевозки;
- средний выход температуры внутри УКВ или УКК за границы ТТУ (оценка только по перевозкам с несоблюдением ТТУ в УКВ или УКК) - то есть речь о том, насколько далеким за границы ТТУ был средний выход температурных условий внутри кузова.
Итог
Таким образом мы получили достаточно подробную и адекватную оценку соблюдения ТТУ при перевозках СПП железнодорожным транспортом, включая все особенности перевозок в течение года. Оценка получена научными методами путем моделирования условий перевозок. Эти данные показывают плачевную ситуацию с соблюдением ТТУ.
