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自動列車停止装置

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2024/04/09 16:25 UTC 版)

自動列車停止装置（じどうれっしゃていしそうち、ATS: Automatic Train Stop）は、日本の鉄道において、信号の現示及び線路の条件に応じ、自動的に列車を減速させる、又は停止させる装置^[1]のうち、地上信号方式を採用するものをいう^[2]。

脚注

注釈

^ 場内信号機のない終端駅でもATS地上子があるため如何を問わず確認扱いは必ずある。
^ 受電器はATC（自動列車制御装置）でも使用されている
^ 鉄道の場合のAF (Audio frequency) とは慣行的に電話・通信と同様300 Hz - 3000 Hz余の周波数を指しているが、元々は可聴周波数 (16 Hz - 20,000 Hz) を指すもの。分倍周は交流電化区間などノイズの多い区間に採用されており、当初は電動発電機などの機械装置で供給されていてAFとは区別された。
^ 後年になり設置された地上子は、共振周波数を変化させるリレーが一体化されている。
^ 地上子の『空振り』はATSの機能喪失につながるため、地上子のQ値が一定の値以上であることを定期的に計測し保守してきた^[9]。
^ 電力波と呼ばれ、電力供給の無い無電源地上子から情報の供給を受ける際、車上子から電力波を無電源地上子に送信して、無電源地上子はそれをエネルギー源にして定められた内容のデジタル情報を返送する。
^ 変調後の周波数は、地上→車上1708 kHz ±32 kHz、車上→地上（情報）3000 kHz ±32 kHzとなる。
^ これは、基本的にはブレーキ管の減圧で非常ブレーキが作用する自動空気ブレーキ機能を備えた車両の運用が前提となる保安システムである。ただしトリップコックを非常ブレーキ制御線回路を遮断するための電気スイッチに置き換えれば電気指令式ブレーキ搭載車でも利用可能であり、例として営団01系電車や02系電車がある。
^ これは、通常は停止信号を2つ重ねるべき箇所で、1つ目の信号機を警戒現示することで少しでも列車の間隔を詰められるようにするために行なわれた（クロージング・イン）。
^ 打子式ATSでしかも吊掛式の旧型車が混在しており車両性能が不統一であった当時の1号線では、列車運行間隔は最短でも2分15秒で、これ以上の短縮とこれによる列車増発は不可能であった。このため新しいWS-ATC導入と同線在籍車両の全面置き換えを行って性能を統一することで最短運行間隔を15秒短縮し、2分とすることが計画された。
^ ただし、四つ橋線用車両の定期検査が我孫子検車場で実施されていた関係で、同線のWS-ATC化完了までは同線との接続駅である大国町と我孫子検車場の最寄駅である我孫子の間については御堂筋線でも例外的に四つ橋線車両用として打子式ATSを残し、御堂筋線車両用のWS-ATCと併用する措置がとられていた。
^ 製鉄所の構内鉄道などでは現存する。
^ 鉄道事業法適用路線として上野動物園モノレールが打子式ATSを採用していた（2012年11月時点）。
^ 例外として、伊豆急行線はATS-S装備の国鉄車両の乗り入れがあるため、国鉄車両の改造を要せずかつ私鉄に出した運輸省通達を満たすために、地上タイマー方式の速度照査機構を設置している。
^ SW2形と同様にスペクトラム拡散方式でのFFT方式によるスペクトル解析で共振周波数を検知する脱変周方式を採用しており、ATS機能のみとその機能に加えて振り子制御を行うために、車両側で地上子を検知して地点信号を出力する機能の2種類がある。
^ 電車の場合は0.50秒、機関車の場合は0.55秒で設定されており、車上で予め設定されている。
^ 列車が設定された速度以上になると非常ブレーキにより停止できるように地上側の地上子間隔を、設定された速度おいて車両側が0.5秒で通過できる間隔に設定して設置する。
^ 駅付近の踏切において、列車番号情報により駅に停車するか又は通過するかを判断して踏切の警報時間の均一化を図る機能であり、車上側から車上子の常時発振周波数にその情報である360±12 kHzの周波数のMSK変調波を重畳（重ねて）して地上側の地上子に送信され、地上側ではその情報を地上子で受け取り、その後、信号回路の電源ケーブルを通り電子踏切装置に送られて、駅での通過又は停車を判別して踏切の警報時間を制御する。
^ 108.5 kHz。
^ 100 kHz - 110 kHzとの間。
^ JR東海がATS-PTを導入したため一旦不要となったが、駿豆線の速度照査が車上時素式に更新されたため再び必要になっている。
^ 信号機の現示表示が警戒信号 (YY) から注意信号 (Y) に変更される。
^ 信号機までの距離の他に、現示コード（その時の信号機の現示）・地上子情報（有電源地上子又は無電源地上子かの情報）・信号機種別（出発・場内・閉塞などの信号機の種類）・次の地上子までの距離の情報を送信するとともに、信号機がG現示の場合は、2つ先の信号機がR現示として仮定して（ただし必ずしもR現示ではないが）、そこまでの距離情報を車上に送信する。
^ 車上で作成・記憶されたパターンで使用される列車の速度検知と距離積算は、速度発電機からの出力パルスを使用する。
^ JR東日本・相鉄・北越急行・東京臨海高速鉄道・伊豆急行所属車両（JR西日本681系/683系はくたか用編成、名鉄2000系、JR東日本乗り入れ時代のJR東海373系含む）ではゴング音が、JR西日本・智頭急行所属車両（JR東海所属の285系含む）では電子チャイムがそれぞれ鳴る。
^ Y現示は1つ前の信号機まで、G現示は2つ前の信号機までの距離情報（最大4000 m）を送信して、速度照査パターンの更新を行う。
^ 現示アップが発生しない場合には信号機までの距離情報又は即時停止情報か送信されるが、R現示の信号機から外方（手前）50 mで停車した列車が、信号機が現示アップして運転を開始した場合には、照査パターンの更新を列車に送信する。
^ 信号機から手前180 m・85 m・20 m。
^ 信号機から手前280 m・180 m・130 m・85 m・20 m。
^ カーブでの速度制限の場合、制限速度・制限区間長・カーブまでの距離などの情報を車上に送信する。
^ 下り勾配では、勾配の大きさに応じて列車の減速度にマイナスが発生するため、その値を補正値として車上に送信する。
^ JR貨物所属の機関車は速度加算部分を無効にして走行する。
^ ただし、交直切替は交直流車のみ、架線電圧切替は新在直通用のみ搭載。異電化や非電化進入防止は不明。例えば、「交直切替地上子」や「非電化区間地上子」通過が直流車・交流車は即時停止（即非常ブレーキ作動）、気動車・蒸気機関車は無効に設定している場合もある。セクション地上子も力行・停止制限対応も電気車は有効・気動車は無効である。
^ 交流電化区間や異電圧区間の存在しない相鉄・北越急行・東京臨海高速鉄道・伊豆急行・JR東海・JR西日本など「非電化区間地上子」はJR各社及び各社の車両基地内の架線が無い場所がある、このコード領域を無効又は即時停止等（未定義コード等）にしている。
^ JR西日本保有の「D51 200」は炭水車のエンジン側のドローバー付近に車上子を設置している。
^ VE（バリューエンジニアリング）手法による省スペース化を図ったもの
^ ただし、2011年7月1日の鉄道に関する技術上の基準を定める省令の改正に伴い、営業運転での使用は全面禁止となった。回送列車と試運転列車などの非営業列車の場合、は事前の申請を行った上での特例が出される。
^ 電力波の245 kHz
^ ただし、伊東駅 - 南伊東駅間のうち、下り線は松原トンネル入口 - 水道山トンネル中間のみATS-Si^[24]、上り線はこの区間もATS-P^[25]
^ 但し、JR東日本およびJR西日本（JR東海所属の285系電車を含む）のATS-P車上装置を搭載している車両では通常通り常用最大ブレーキがかかる。
^ ATS-Pでは大幅な後退運転すると誤動作をしてしまうので、構内でATS-Sxに切り替える必要がある
^ 機関車は曲線の速度加算部分を無効にして走行（正規の速度制限を適用。）
^ 騒音の多い環境での使用を考慮したため
^ 最高頭打ち照査速度だけは機能している。
^ JR東日本およびJR東海管内で使用
^ JR西日本管内で使用
^ JR東日本車・JR東海車はATS-P切換連動スイッチを開放、JR貨物車は西モードに設定して当該区間を走行する。
^ 宝塚駅の福知山方にATS-PからATS-SWに切り替えているかを注意する標識がある。
^ 車上子の常時発信周波数を103 kHzから73 kHzに変更し、従来の108.5 kHzと123 kHzと130 kHzの他に、新たに80 kHz・85 kHz・90 kHz・95 kHzを地上子の変周周波数として追加。その他にも踏切鳴動開始用のバックアップ列車検知器と分岐器速度照査装置を作動させるために、100.5 kHzの周波数を73 kHzに加えて地上子から送信している。
^ 車上で生成されたパターンで使用される列車の速度検知と距離積算は、ATS-P形と同じく、速度発電機からの出力パルスを用いるが、2台の速度発電機を使用することにより、より精度を上げている。
^ 90 kHz又は95 kHzの変周周波数を発振させる地上子。
^ Pbパターンにおいては、マーカ地上子から95 kHzを受信後に走行距離3 m以内で103 kHzを受信後に消去される。
^ 速度照査パターンの補正は、第2パターンだけを補正する。
^ 108.5 kHzと95 kHzの地上子。
^ 検知方式は、車上送受信器から車上子にスペクトラム拡散信号を送信して地上子の変周周波数を検知する、脱変周方式を使用する。
^ 発振される変周周波数は、103 kHz・108.5 kHz・123 kHz・130 kHzの4種類。
^ 頭打ちパターンとよばれている。
^ JR各社を含む全鉄道事業者を対象としている。また、この省令の施行により従来の普通鉄道構造規則、鉄道運転規則、新幹線鉄道構造規則、新幹線鉄道運転規則は廃止された。
^ 変周式の基本構造は、故障状態でも不動作が無い（車上側が反応する）ことを第一の設計要件とし、地上子の電子回路に故障しやすい電源および能動素子（トランジスタやリレーなど）を必要とせず、受動素子（RLC等）のみを使用しかつ無電源で動作する方式として、旧国鉄の技術陣が発明した
^ 第01編成を除く
^ T-DATCで用いる車内信号表示灯の一部をATS表示灯と共用している
^ 従来の照査速度の信号によるATSブレーキの場合は、常用最大ブレーキが作動する。
^ 3秒間の軌道電流無信号（この間は空走時間となる）により速度超過を伝達する原理上、別途方式を採用しない限り絶対停止信号を車両に伝達できない。
^ 「多情報パターン制御式ATS『C-ATS』装置 - 相互直通運転に対応した地上データベース方式 - 」『鉄道と電気技術』 2008/10 日本鉄道電気技術協会
^ 標識の設置は変更前の数日に行われた。
^ 名鉄豊川線は軌道線適用の事実上の鉄道線であるめため、他の名鉄鉄道線同様変周式ATSを採用している。一方、福武線は併用軌道区間が存在するため、鉄道法適用区間も含めて軌道電流式ATSを採用している。

出典

^ 鉄道に関する技術上の基準を定める省令
^ 国土交通省が作成する鉄道統計年報では、「信号の現示及び線路の条件に応じ、自動的に列車を減速させ、又は停止させる装置」を自動列車停止装置 (ATS)、自動列車制御装置 (ATC)、自動列車運転装置 (ATO) の3つに区分して集計している。ここでは地上と車両の伝達に軌道回路を用いるものや常用制動機能があるものも地上信号方式であればATSとして集計されていることから、本記事においてはこれに従い、地上信号方式によるものをATSとする。
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