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摘要：本文从列车设备硬件特性及软件控制逻辑着手，深入分析3号线列车深度滑行的原因。为日后的解决这类故障提供依据，更好的确保安全运营，提高服务质量。
关键词：深度滑行；轮轨粘着系数；防滑控制；
0 引言
3号线列车在雨天时经常发生轮对打滑，严重影响列车制动性能，降低列车运行稳定性，导致列车晚点。轮对打滑时可导致乘客摔倒、列车冲标等严重问题，影响列车安全运营。本文对列车深度滑行现象和原理分析和介绍，并提出列车轮对空转滑行防范措施。
1 空转/滑行定义及危害
1.1 列车轮对空转
列车牵引时，当轮对牵引力大于粘着力时，轮对就会发生原地打转。空转时轮对转速迅速上升，使车辆牵引力下降，轮对踏面严重擦伤，钢轨磨凹；同时牵引电动机转子绕组也可能因离心力过大而飞散“扫膛”。
1.2 列车轮对滑行
列车制动时，当轮对制动力大于粘着力时，轮对就会发生抱死，在铁轨上滑行。列车滑行使轮对踏面失圆，导致车轮轴承、车轴和轨道的损伤；列车制动性能降低对设备及行车安全带来严重的影响。
2 列车制动设备特性
2.1 车辆制动系统
深圳地铁3号线既有列车为长春客车股份有限公司集成，增购列车为浦镇车辆有限公司集成，车型同为B型6节编组，4动2拖。两者空气制动系统均由可诺尔车辆设备有限公司提供，电牵引/制动系统由韩国现代提供。但是两者的空气制动机械机构存在差异，具体分析如下。
2.1.1 既有列车制动系统
3号线既有列车采用的是踏面闸瓦制动。铁路机车车辆采用的制动方式最普遍的是闸瓦制动，其用铸铁或其他材料制成的瓦状制动块，在制动时抱紧车轮踏面，通过摩擦使车轮停止转动。
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图1 踏面闸瓦制动
缺点：闸瓦摩擦面积小，大部分热负荷由车轮来承担。当车轮踏面温度增高到一定程度时，就会使踏面磨耗、裂纹或剥离，既影响使用寿命也影响行车安全。
优点：闸瓦会对车轮踏面进行磨刮，并清扫踏面上的污物、液体，优化轮轨粘着力。
2.1.2 增购列车制动系统
3号线增购列车采用的是轮盘制动系统。它是在车轴上或在车轮辐板侧面安装制动盘，用制动夹钳使以合成材料制成的两个闸片紧压制动盘侧面，通过摩擦产生制动力。
缺点：车轮踏面没有闸瓦的磨刮，轮轨粘着恶化；制动盘使簧下重量及冲击振动增大，运行中消耗牵引功率。
优点：盘形制动可减轻车轮踏面的热负荷和磨耗；盘形制动的摩擦面积大，制动效果明显，制动平稳，噪声小。
2.2 车载信号系统
2.2.1 速度传感器
深圳地铁3号线车载信号定位设备有4个速度传感器。速度传感器连续地确定列车位置以及列车的速度及加速度，但由于速度传感器是借助于车轮的旋转才能工作，因此其精度会收到车轮工况影响。
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图2 速度传感器
2.2.2 多普勒雷达
深圳地铁3号线车载信号定位设备有2个多普勒雷达。多普勒雷达以地面作为测速参考面，而不是通过车轮的旋转进行测速，不受车轮空转/滑行的影响，可用于辅助监测空转/打滑。
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图3 多普勒雷达
3 列车深度滑行故障原因分析
3.1 轮轨粘着系数较低原因分析
3.1.1 轮轨环境影响
3号线增购列车滑行发生在雨天，下小雨或空气湿度大时，且轨面上有粉尘、铁锈磨屑、落叶、油和油脂时，这层薄薄的水膜与其他磨屑碎片混合在一起，形成糊状的润滑剂膏，从而显著降低粘着。
3.1.2 设备机械结构影响
通过对比增购列车与既有列车的机械构造，可以发现增购列车使用的为轮盘制动。轮盘制动的主要缺点之一是车轮踏面没有闸瓦的磨刮，将使轮轨粘着恶化。雨天时，43列既有列车踏面闸瓦的摩刮，踏面的水被刮掉，进一步维持车轮的粘着系数。
3.2 防滑控制原理分析
3.2.1 车辆防滑控制
车辆制动系统包括牵引系统电气制动及空气制动，由于克诺尔空气制动防滑控制效果最佳，因此当列车发生深度滑行时，则会切除电制动，由空气制动进行防滑控制。
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图4 克诺尔制动CAN总线单元
但是43列既有列车与33列增购列车的空气制动防滑控制方式存在差异：
①43列既有列车发生深度滑行时，列车将发生滑行的一节车辆的电气制动切除，并在6节列车上均匀补充空气制动，以满足制动需求。
②33列增购列车发生深度滑行时，列车将发生滑行的一节车辆的电气制动切除，并在滑行的一节车辆及1、6车上集中补充空气制动，以满足制动需求。
增购列车在3节车上补充空气制动，这造成该3节车补充的平均制动力比既有列车的6节车要大，因此该3节车更容易发生深度滑行。
3.2.2 车载信号设备防滑控制原理
当深度滑行时，因部分车轮出现“抱死”现象，个别速度传感器输出的速度（蓝线）与多普勒雷达速度（紫线）不一致，且明显慢于多普勒雷达速度值，系统此时将失去列车实时定位，并认为此时列车的定位是不能保障列车安全运行，VATC将触发紧急制动，这是车载信号设备的正常防护手段。当深度滑行发生在其他车厢，VATC主机则无法监测到空转滑行，因此车载信号设备不会做出任何防滑控制措施。
4 解决措施及建议
4.1 车辆系统整改措施
①建议安装踏面清洁器，以实现对踏面雨水的清除。
②从机车往钢轨上撒干砂，沙子碾碎后的粉末可大大增加轮轨粘着系数。
③改善空气制动防滑控制逻辑。
4.2 车载信号系统整改措施
尝试把车载信号系统最大常用制动指令上调，避免列车深度滑行造成进站冲标；车辆、信号专业联合开展列车冲动问题整治，减少瞬间施加大制动造成列车发生深度滑行。
5 结束语
经过以上的分析论证，列车深度滑行的原因包括环境、轮盘制动对轮轨粘着系数的影响，列车防滑控制逻辑的影响等。针对以上问题，列车深度滑行无法完全避免，目前也主要从列车防滑控制着手，并分析探索提高信号系统输出的最大常用制动的可能性，以最大的可能降低深度滑行对列车运营的影响。
参考文献：
[1]黄云鹏.空转滑行和粘着问题.2011.
[2]王艳伍 陈爱丽.地铁车辆滑行控制方案对比分析.西安市地下铁道有限责任公司.2013