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自動列車停止装置
歴史

ATSの歴史は過去に発生した鉄道事故と、その教訓による改良の繰り返しの歴史とも言える。
1921年（大正10年） : 東海道線汐留駅 - 品川駅間で磁気誘導式のATS試験。
その後、横浜線や福知山線でも別方式の試験が行われる。
1927年（昭和2年） : 東京地下鉄道（現在の東京メトロ銀座線）が、日本で初めてのATS実用運用路線として開業。打子式。
1941年（昭和16年） : 山陽線網干駅列車衝突事故。
この事故を契機に、東海道・山陽・鹿児島線で連続コード速度照査式ATSの設置工事を開始したが、空襲により爆撃を受け受信機が全損したため頓挫する。
また、戦後すぐに関門トンネルを挟む幡生駅 - 門司駅間9.8 kmを部分完成させ、車上装置を4両に搭載し試験を開始したが、GHQからの命令により中止となる。
1954年（昭和29年） : 山手線・京浜東北線でB形（軌道電流式）車内警報装置を使用開始。
その後、B形車内警報装置は東京・大阪の国電区間に設置される。
1956年（昭和31年） : 参宮線六軒事故。日本国有鉄道（国鉄）が全線に車内警報装置を設置決定するきっかけとなる。
1960年（昭和35年） : 12月4日、都営地下鉄1号線（現在の浅草線）開業。相互乗り入れの京成押上線とともに軌道電流式ATS（1号型ATS）を採用。
1962年（昭和37年） : 5月3日、三河島事故。国鉄が全線に設置中の車内警報装置に非常制動タイマーを付加して「自動列車停止装置 (ATS) 」とするきっかけとなる。
1964年（昭和39年） : 名古屋鉄道新名古屋駅構内で列車追突事故が発生。これを機に私鉄では初となる速度照査機能付ATSが翌1965年に設置される（後述）。
1966年（昭和41年）
ATCを導入済みの東海道新幹線を除く国鉄全線にATSが設置される。（三河島事故などの教訓から）
名鉄常滑線大江駅・京阪本線蒲生信号所・近鉄大阪線河内国分駅と、大手私鉄で立て続けに列車衝突事故が発生。
1967年（昭和42年）
前年の事故を受け、運輸省が大手私鉄などにATS設置を指示（昭和42年鉄運第11号通達）。
新宿駅構内米軍燃料輸送列車事故。国鉄はこの事故を契機に、場内信号直下にATS-S直下地上子を新設。
1968年（昭和43年） : 御茶ノ水駅追突事故。警報維持装置を設置しATS確認扱いを2段階化、ATS確認扱い後の注意喚起機能（確認ボタン押下後もチャイム音が鳴り続ける）を追加する。
1974年（昭和49年） : 関西本線でATS-Pを試験運用。多変周地上子式で現行とは異なる。
1984年（昭和59年）
山陽本線西明石駅列車脱線事故。これを機に、現在のATS-Pの原型であるトランスポンダを用いたH-ATS開発を決定。
1986年（昭和61年） : 山陽本線西明石駅ほか3駅にトランスポンダ式H-ATS（現在のATS-P）が設置される。
1988年（昭和63年）
12月1日 - トランスポンダ式の全面ATS-Pを京葉線で供用開始。関西線変周式ATS-Pは中断されており、H-ATS→ATS-P'と呼ばれていたのを正式にATS-Pとした。
12月5日 - 東中野駅列車追突事故。東日本旅客鉄道（JR東日本）がATS-P換装計画の拡大・前倒しを表明。運輸省が国電区間（ATS-B区間）など錯綜区間のATS-P換装を指導。
1989年（平成元年）
飯田線北殿駅列車正面衝突事故・阪和線天王寺駅列車衝突事故と、既存ATSの弱点を突いた事故が多発する。
JR東日本・東海旅客鉄道（JR東海）が、JR各社の委嘱を受けたATS-S改良のATS-SN開発。全JRに即時停止地上子123 kHzを追加、警報直下地上子を換装。JR東海はさらに車上時素式速度照査108.5 kHzを開発、ATS-STと呼ぶ（1990年12月20日から使用開始）。ST仕様はJR東海以西のJRとJR貨物（車上装置）に普及。
1990年（平成2年）
R東日本・西日本旅客鉄道（JR西日本）でATS-Pの整備を順次実施。
運輸省から中小鉄道事業者に対しATSの整備促進を指示。
1997年（平成9年） : 中央線大月駅スーパーあずさ衝突転覆事故。ATS電源のハンドル投入式改造中に未改造車の誤出発を止められず
2000年（平成12年）
JR東日本がATS-Psを開発。
京福電気鉄道越前本線列車衝突事故。京福電気鉄道は翌2001年にも列車衝突事故を起こす。
2002年（平成14年） : 国土交通省から中小事業者に対し補助金を交付してATSの整備を指示。
2005年（平成17年）
土佐くろしお鉄道宿毛駅衝突事故。この事故を受け、国土交通省は終端防護用ATSの緊急整備を指示。
JR福知山線脱線事故。この事故を受け、国土交通省は曲線等速度超過防止用ATSの緊急整備を指示。
2006年（平成18年）
3月：国交省令鉄道技術基準改定。安全設備設置選択を各鉄道事業者自身の責任で行うことを明記し、不設置理由として「行政指導がなかった」とは言わせない規定に改め、基準も機能規定化を図った。
6月 : JR東海がATS-STをすべて安全性の高い停止位置基準車上演算型ATS (ATS-PT) へ換装することを発表。保安コードはJR7社共通仕様とし、JR福知山線脱線事故を機に、JR西日本特認コードだった車種別の「本則+α加算」や、新設の「路線最高速度」などを7社共通コードに採用するなど補強を行い、数年で換装を完了した。
ATSの動作・構造

ATSの種類は、信号と連動して働く衝突防止のATSと、信号と独立して働く過速度に対するATSに大別される。また、運転上の取扱い方法についても、以下のように2つに分けることができる。
停止信号に近づいたときに警報を発し、乗務員が警報に応じた所定の取扱をしない場合に列車のブレーキを動作させる装置。（国鉄B型・S型）
乗務員が信号に従った運転取扱いを行っている場合はその運転に介入せず、乗務員の（体調不良、錯誤、故意など理由を問わず）異常な取扱いが行われた場合にだけ介入して列車のブレーキを動作させる安全装置。
ATS装置には様々な構造があり、同一路線でも別の装置が併用・機能分担されている場合がある。以下に、その構造と分類を概説する。
ATSの動作・構造 > 制御方式

列車の制御情報を地上から列車（車上）に伝える方式には、制御情報を連続的に車上に伝える「連続制御」、地上子など1点で情報を伝える「点制御」の2種類がある。この区別は情報の伝達に関するものであり、受けた情報に基づく速度照査の方法とは異なる。「点制御」の場合にも、速度照査に関して地上子から受けた情報を即時に照査する「点照査」の方式と、地上子からの情報を記憶して連続して照査する「連続照査」の方式がある。
制御情報を伝達するため、ATSは地上装置と車上装置によって構成されている。
地上装置とは地上に設置される、信号機の現示や速度制限などの情報を列車に送る装置であり、車上装置とは車両に搭載される、地上装置が送った情報を受け取り、条件によって自動的にブレーキを動作させる装置である。列車の速度がある値を超えた時に自動的にブレーキを動作させる機能を速度照査機能（速照）という。
地上装置と車上装置の違いによって、ATSは以下のように分けることができる。
実際には、同じ制御方式でも地上子やレールに流す信号の周波数や電文（コード）地上子の設置場所などが事業者によって異なるため、さらに細かく分けられている。地上、車上ともに信号の周波数などを含めた方式が一致して初めてATSがシステムとして有効になる。ATSの持つ「地上から列車にブレーキを動作させる」仕組みを利用したものとして、踏切防護装置、曲線速度制限装置、分岐器速度制限装置が存在する。
ATSの動作・構造 > 軌道回路式

軌道回路式とは、左右2本のレールを伝送線とし閉塞区間終端から入り口に向けて送った信号電流を車軸が短絡することで閉塞入り口には信号電流が届かなくなり、地上では在線を検知して停止信号となる回路（軌道回路）を利用して、車上では車軸より前に取り付けられた受電器で信号電流を受信することで、地上から車上に情報を送る方式である。連続制御可能であり、信号現示の変化に対しての追従性が良い。
軌道回路に流す信号電流の種類により商用周波数軌道回路、分倍周軌道回路、AF軌道回路、と分けられる。地上から車上に情報を送る方法としては、
地上側で一定時間信号電流を遮断し、車上側では信号電流遮断を検知し、遮断時間で情報を識別する（ATS-B、1号型ATSなど）
AF軌道回路で各信号現示に対応した周波数の信号電流を流し、これを受信する（西武ATSなど）
AF軌道回路で、一定周波数の搬送波を各信号現示に対応した変調周波数で変調した信号電流を流し、これを受信する（阪急ATS、アナログATCなど）
AF軌道回路でデジタル信号を流し、これを受信する（C-ATSなど）
がある。
ATSの動作・構造 > 地上子

情報を受け渡すための地上装置一般。動作原理により変周式、トランスポンダ式などがあり、これを基準に制御する場合が「点制御」となる。ただし、「点制御」で受信した速度制限値などのデータを記憶して参照する場合には点制御でも「連続照査」「連続参照」となり、単純な「点照査」に比べ保安度は高まる。
ATSの動作・構造 > 地上子 > 変周式（単変周・多変周）地上子

変周式とは、車上受信器である車上子が、特定の共振周波数を持つLC回路で構成される地上子の上を通過すると、電磁結合により車上子の発振周波数が地上子の共振周波数に引き上げられるので（これを変周作用という）、この周波数を車上装置のフィルタ回路で検出して地上情報を得る方式をいう。地上子の共振周波数は各々の信号コマンド（信号に対応した指令）に対応づけられており、単変周地上子においてはLC回路の開閉による共振の有無で、多変周地上子においては各信号コマンドに対応した共振周波数のLC回路に切り替えることで、車上に情報を送る。
国鉄が開発したATS-S形では、車上側では車上子を含む共振回路により常時発振周波数105 kHzを発信している、その出力の一部はフィルタ回路（105 kHz近傍の周波数しか通過できないバンドパスフィルタ）を経由してリレーを扛上させている。地上子は、内部がコイルとコンデンサが直列接続された共振周波数130 kHzのLC共振回路で構成されており、その共振回路に地上子内蔵の制御リレーもしくは地上子制御用のリレー箱を介してケーブルが信号機の制御用継電器と接続されている。
地上子が不動作時（信号機が停止信号以外）には、地上子制御リレーが扛上して地上子の共振回路が無効化されているため、車上子による相互誘導による発振周波数の引き込み（変周作用）は起きず、車上子の発振周波数は105 kHzのままであるが、動作時（信号機が停止信号）には、地上子制御リレーが落下して地上子のLC共振回路が構成され、車上子の発振周波数が地上子の共振回路に引き込まれて105 kHzから130 kHzに変化する。この時、車上子からの発振出力はフィルタ回路を通過できないためリレーが落下し、停止情報をベル鳴動および表示器の赤色灯で伝える。
元々は共振周波数が1種類だったことから、これを特に「単変周」と呼んだが、現在[いつ?]では電気検測車の車上からの地上子良否検査を可能にするため、地上子制御用リレー箱内の制御ケーブルにコンデンサ（外付コンデンサ）を接続して、地上子制御リレーが扛上し短絡されている不動作時の共振周波数を車上装置のフィルタ回路を通過する周波数である103 kHz付近とすることで、車上計測を可能にしている。
その後、改良された地上子は複数の共振周波数を持たせる共振回路構成になり（これを多変周と呼ぶ）、共振回路の共振周波数に応じて地上子からの信号コマンドを送るシステムとなった。いずれも車上子の単独発振周波数の変化または、後述する脱変周式では複数の周波数を車上子から送出し、特定周波数の上昇を検知して地上子の情報を得る。
京王電鉄、小田急電鉄、東武鉄道などの信号ATSがこの多変周方式で、東武ATS (TSP) は周波数の一部をパターン発生地上子に割り当てている（信号ATSとは別に過速度・過走防止ATSがある）。
最近の分類では意味の薄れた「多変周 - 単変周」を避け「多情報 - （単情報）」と整理されている。またATSシステムとしては多数の変周周波数を使用しても、単機能地上子として1周波数ということもある。
JR西日本が開発したATS車上装置であるATS-SW2形は脱変周式と呼ばれる共振周波数検出方式を採用しており、スペクトラム拡散方式により、車上装置から車上子にATS地上子で使用されている共振周波数帯域の複数の周波数を常に送信しており、車上子と地上子が電磁結合すると、地上子では共振電流が流れ、車上子では地上子から発信される共振周波数の信号スペクトルの受信レベルが上昇して、それをFFT方式によるスペクトル解析で共振周波数帯域の複数の周波数ごとの信号スペクトルの受信レベル変化によるピーク周波数を検知して共振周波数を検出している。
| 0 | 1 | 2 |
| --- | --- | --- |

| ATS-S形の構成図と常時発振周波数および共振周波数の流れ。A: 増幅器（105 kHzを発信）、B: 車上子、C: 地上子、D: フィルター回路（105 kHzだけを通過させる）、E: リレー、赤の矢印の線は、増幅器から発信される常時発振周波数105 kHzの流れ、黒の矢印の線は、地上子からの共振周波数130 kHzの流れ。 |  | ATS-S形の地上子と地上子制御用リレー箱の内部結線図。A: コイル、B: 内部抵抗、C: コンデンサー、D: 外付コンデンサー、E: 地上子制御リレー（QRリレー）の接点、F: 地上子制御リレー（QRリレー）、G: ケーブル。 |
ATSの動作・構造 > 地上子 > トランスポンダ式地上子

トランスポンダ（地上子）とは、鉄道ではデジタル情報送受地上子のことで、送信機能のみのものも含めて呼んでいる。ATS-P形で知られる様になったが、それ以前にも新幹線には多数使われている。元々はトランスミッタ（送信機）とレスポンダ（応答機）で構成される通信機器のことであり、問い合わせに対して応答するもの、もしくは中継器を指していて、多くの情報を高品質と高速度で伝達する機能を有している。
トランスポンダ式地上子を使用している、ATS-P形の基本的な地上設備は、符号処理器 (EC) と中継器 (RP) と地上子で構成されており、地上子と車上子との間の送受信に使用される周波数（搬送波）は、有電源地上子又は無電源地上子から車上子に送信する際は1708 kHz、車上子から有電源地上子に送信する際は3000 kHz、車上子から無電源地上子に送信する際は245 kHzを使用しており、変調方式はFSK変調（Frequency Shift Keying : 周波数偏移）を使用している。通信方式は双方向での情報伝達が可能なよう二重通信方式を使用しており、64 kbpsの伝送速度で、HDLCのフレーム構成に準拠した電文構成により、1フレームあたり88又は96ビットのデジタル信号が、繰り返し伝送されている。また、地上装置と車上装置の間では、そのデジタル信号を一旦変換（変調）してから、送受信を行うため、その変換手段としてモデムを使用しており、その変調器 (MOD) と復調器 (DEMO) を使用して、送信の際では、変調器にデジタル信号を入力して変調波を出力させ、受信の際では、復調器に変調波を入力してデジタル信号を復元させることにより、情報を得られるようになっている。
ATSの動作・構造 > 速度照査

列車の速度を計測し、その速度が許容された速度の範囲内であるか否かを照合することを速度照査（そくどしょうさ）と言う。
ATSの動作・構造 > 速度照査 > 時素式

列車が線路上の2点を通過するのにかかった時間から速度を計測する方法を時素式と言う。計測を地上側で行う方式（地上時素式）と車両側で行う方式（車上時素式）がある。速度を客観的に測定することができる点で優れているが、原理的に「特定の地点において制限速度を上回っている場合に停止させる」以外の機能を持たせることができない。2019年現在も多くの事業者で使用されているが、パターン照査を導入するために演算式へ移行ないし併用する事業者が増えている。
ATSの動作・構造 > 速度照査 > 時素式 > 地上時素式

上側に設置された列車検出装置でタイマーを起動して一定時間停止地上子を有効にし、この間に列車が停止地上子に到達した場合に列車を停止させる。常時有効な停止地上子を配置することで絶対停止機能を兼ねることができる点で優れているが、地上子に電源が必要である。1960年代に伊豆急行が採用したほか、国鉄分割民営化後にはJR東日本・北海道旅客鉄道（JR北海道）・日本貨物鉄道（JR貨物）でも採用された。
京王高尾線高尾山口駅構内に設置されている過走防止用の地上子
ATSの動作・構造 > 速度照査 > 時素式 > 車上時素式

基一対の地上子を車上子が通過する時間を車両側で計測し、一定時間以下であった場合に列車を停止させる。地上子の電源を省略できる点で優れているが、その性質上0 km/hの速度照査が不可能であるため速度照査そのものには絶対停止機能を持たせることができない。1960年代に名古屋鉄道が採用したほか、国鉄分割民営化後にはJR東海・JR西日本・四国旅客鉄道（JR四国）・九州旅客鉄道（JR九州）でも採用された。
ATS-STの地上子、2基一対で地上子として機能する。
飯田線豊川駅でのATS-STとATS-PTの地上子の配置
ATSの動作・構造 > 速度照査 > 演算式

地上側から車両側へ制限速度に関する情報を送信し、車両側が保有する距離や速度に関する情報と照らし合わせて列車を減速または停止させる方法。連続的な照査、さらには制限速度を運転曲線に従って徐々に下げるパターン照査が可能である点や、常用制動機能を付加することが可能である点で優れているが、車両側の距離や速度に関する情報は基本的に車軸の回転から得るためあくまで理論値である。1960年代に東京急行電鉄・京浜急行電鉄・京成電鉄が採用したほか、1980年代以降にパターン照査を導入した事業者は、すべてこの方式か、あるいはこの方式との併用である。
黎明期のATS

ATSが導入される前は、「車内警報装置」（車警）という自動列車保安装置が使用されていた。この装置は文字通り「警報」を発生させるのみであり、自動的に列車を停止させる機能はなかった。また、かつて東京・大阪・名古屋の各地下鉄の一部路線で使用していた「打子式ATS」についても述べる。
黎明期のATS > 車内警報装置

国鉄では、線区によってA形、B形、C形の3種類の車内警報装置が使われていた。これらのうち、B形はATS-B形に、C形はATS-S形へと発展した。
黎明期のATS > 車内警報装置 > A形

東海道本線の全区間に1960年までに導入を完了した。
方式はAF軌道回路式で、1300 Hz の搬送波に 20 Hz（進行・注意信号）または 35 Hz （停止信号）を振幅変調した電流をレールに流し、車上の受電器で受信する。列車は通常時は 20 Hz の信号電流を受信し、車内の表示器にはそのことを示す白色灯が点いている。注意信号を現示している信号機を通過すると 35 Hz を受信し、車内の表示器には赤色灯が点灯するとともにベルが鳴る。また、停止信号を冒進し、信号電流が受信されなくなった時は赤色灯が明滅しブザーが鳴る。運転士が確認ボタンを押すとベルまたはブザーが鳴り止む。
黎明期のATS > 車内警報装置 > B形

1954年の山手線・京浜東北線を皮切りに東京や大阪の電車線区間で使われた。方式は#B形（軌道電流形）・S形（地上子形）（ATS-B形）を参照。
東京急行電鉄においても、1957年11月の東横線を皮切りに軌道線を除く全線に導入された。
黎明期のATS > 車内警報装置 > C形

主に信号方式が非自動の区間で使われた。方式は#B形（軌道電流形）・S形（地上子形）（ATS-S形）を参照。
黎明期のATS > 車内警報装置 > H形（阪急）

京阪神急行電鉄（現在の阪急電鉄）で1963年に使用開始。車内に信号機の現示を表示し、制限速度を超えた場合に警報が鳴動した。これを元として阪急形ATSがつくられた。方式は前述のA形と同様のAF軌道回路式（ただし使用している周波数は異なる）。
黎明期のATS > 打子式ATS

国鉄・JRでは実用として使用されたことはないが、打子式ATSが1927年（昭和2年）に東京地下鉄道（現在の東京メトロ銀座線）の開業時に採用された。
このシステムはアメリカ・ニューヨーク市地下鉄やドイツ・ベルリンSバーンで同種のシステムが導入されていたのを参考に導入されたもので、実用的なものとしては日本で最初に採用されたATSである。
帝都高速度交通営団（現在の東京地下鉄）丸ノ内線・大阪市交通局 （現在のOsaka Metro）（大阪市営地下鉄御堂筋線・四ツ橋線・4号線（中央線））・名古屋市交通局（名古屋市営地下鉄）東山線でも採用されていた。日本国内の地下鉄路線においてこのタイプのATSを使用していたのは、全て第三軌条方式の集電システムを使用していた路線であった。
線路の脇に設置されたトリップアーム（可動打子）を地上子、台車下部の軸箱付近に設置されたトリップコックを車上子として用いる。トリップアームは閉塞信号機のほぼ直下にあり、信号機が停止現示の時にアームが立ち上がり、その状態で列車が通過するとアームがトリップコックに当たる。トリップコックはブレーキ管に接続されており、これが開かれて減圧するため非常ブレーキがかかる。列車が在線している区間の閉塞信号機と、その1つ手前の信号機が連続して停止現示を示す「重複式」とすることで2個目の停止信号手前で停止する仕組みとなっている。なお、ブレーキ管減圧後、トリップコックレバーは自動的に復帰する。
停止信号現示以外に警戒信号現示でもトリップアームが立ち上がる路線もあった。その場合、警戒現示が続いていても、列車が手前のある地点を通過してから一定時間後にトリップアームが下がるように設定されていた。つまり、列車が警戒信号に従って徐行していれば、トリップアームは既に下がっていて、そのまま通過できる。トリップアームが下がる前に進入すれば速度超過と判定されて非常ブレーキがかかるという、簡潔な方法ながら確実な速度照査を行なっていた。
大阪市営地下鉄（当時）では1号線（御堂筋線）の混雑緩和を目的として建設された2号線（谷町線）東梅田駅 - 谷町四丁目駅間開業の際（1967年3月）にWS-ATCが導入されて以降、新規開業線区では全てATCが導入されるようになった。さらに既開業線区についても1970年（昭和45年）の大阪万博開催に伴う輸送力増強策の一環としてまず1969年（昭和44年）12月に中央線で、続いて1970年（昭和45年）2月に御堂筋線で打子式ATSの使用停止・撤去とWS-ATCへの全面切り替えが実施された。最後に残った四つ橋線も1972年（昭和47年）11月9日の玉出駅 - 住之江公園駅間がWS-ATC設置で開業するのに合わせて既開業区間にもWS-ATCを導入して打子式ATSが使用停止・撤去され、これをもって大阪市電気局による1号線開業以来の打子式ATSが全廃となった。
これに対し、単純な機構ながらも高い信頼性を持つことから、営団地下鉄（当時）銀座線・丸ノ内線では1990年代まで、名古屋市営地下鉄東山線では2000年に入ってからも打子式ATSの使用が続けられていた。しかし、物理的手法による限界からスピードアップ時の安全確保に対応することができず、銀座線では1993年（平成5年）、丸ノ内線では1998年（平成10年）に使用を終了している。
名古屋市営地下鉄東山線が2004年（平成16年）で使用を終了したことにより、日本の鉄道事業法や軌道法に基づく鉄道で、打子式ATSを用いたATSは全てATCに置き換えられ、消滅した。
国鉄・JR（一部私鉄）のATS

国鉄・JR（一部の私鉄を含む）で採用されたATSには、下記のような種類がある。また、これらの路線を引き継いだ第三セクター鉄道についても、多くの場合は同様のATSを使用している。
国鉄・JR（一部私鉄）のATS > B形（軌道電流形）・S形（地上子形）

いずれの方式も、ATS設置以前に使われていた車内警報装置に、5秒以内に確認操作をしなければ非常ブレーキがかかる機能を追加したものが元となっている。
B形は主に国電区間で用いられた方式で、商用周波数を利用した送電電流を2本の線路の間に流して軌道電流として用いる。B形は制御点に列車が到達したことを接近リレーで検知して、通常は流れ続けている軌道電流を一定時秒停電することにより、「停止信号接近」の情報が地上から車上へ伝達される。
S形は国電区間以外の線区で用いられた方式で、線路の線間に設置された「地上子」と、車両に設置された「車上子」の組み合わせによって構成されている。S形は「変周式」であり、車上の発振周波数が（車上子コイルを通じて）地上子の共振周波数に引き上げられることにより、「停止信号接近」の情報が地上から車上へ伝達される。国鉄が試験を行っていたC形の改良型だが機能の面での違いはなく、真空管を使った回路からトランジスタを使った回路に改良されている。
S形の場合、停止現示の信号機の600 m手前に設置されたロング地上子（130 kHzを発振する）を通過すると運転台において警告音（ベル）が鳴り、そこで運転士が5秒以内にブレーキをかけて（重なり位置にして）、確認ボタンを押すとチャイム（いわゆる「キンコン音」、一部の車両は電子音のタイプもある）に変わる（実際にはチャイム音はベル音とともに鳴り始める。ATS-S型の電源投入時やATCからATS-S型に切り替える時にもベル音とチャイム音が鳴動する）。
また、地上タイマー式の速度照査機能も存在する。これは、1つ目の地上子を通過と同時に地上装置のタイマーを起動、一定時間後に2つ目のロング地上子の電源が切れる。このため、一定時間以内に通過（=速度超過している）した場合には運転台の警報が鳴る。（ATS-SNではロング地上子を即時停止地上子に置き換えている）
B形の場合は、上記の「ロング地上子を通過」を「軌道電流停電を検知」と読み替えるのみで、あとはS形と同じである。
この確認作業をしない場合、列車は自動的に非常ブレーキがかかる。しかし、私鉄に出した運輸省通達では必須とされた速度照査機能がなく、いったん確認作業をしてしまうと、それ以降は停止信号を通過しても非常ブレーキがかからないという欠点がある。実際、ATS確認作業後の運転扱い誤りが原因の重大事故が幾度も発生し、国鉄は何度かの改良を加えたが、根本的な改良はATS-Pまで持ち越すこととなった。
2009年（平成21年）現在では、B形の区間は全てATCまたはP形に換装され、S形の区間はP形を追設、あるいは即時停止地上子 (123 kHz) や時素式速度照査地上子対 (108.5 kHz) による非常制動を付加したSx形などに改善された（旧来のS形をそのまま含んでSx形を構成している）。
国鉄・JR（一部私鉄）のATS > ATS-S改良形

警報機能のみのS形に、全JRが即時停止機能を追加し、さらにJR東海以西の各社とJR貨物で時素式速度照査の機能を追加した方式。
即時停止機能は、確認ボタンを押して警報を解除しても、停止現示の絶対信号機直下の地上子を通過（信号冒進や誤出発）すると即座に非常ブレーキをかける機能である。車上時素式速度照査機能は、二対の地上子対通過時間を車上タイマーと比較して速度照査し、速度超過時には非常ブレーキをかける機能である。
ATS-S改良形はJR各社で呼び名が異なり受信機が異なるものもあるが、JR北海道とJR東日本はSN、JR東海はST、JR西日本はSW (SW2) （車体表記はS）、JR四国はSS（SS II）（一部車体表記はSS）、JR九州はSK （車体表記はSK）、JR貨物はSFと呼ばれている。SN形には即時停止機能のみが追加されているが、それ以外にはSNの即時停止機能に加え車上時素式速度照査機能（2つの地上子の間を0.5秒以内で車上子が通過すると非常ブレーキが作動する）が追加され、さらにST形には列車番号送出機能が追加されている。また、SW形ではST形から列車番号送出機能を省略して車上装置を設計し直したもので、このSW形がほぼそのままSK形、SS形となった。SF形は当初はSN型機能だったが後日、車上に時素速照ボードを追加してST形に対応した。またロング地上子と絶対信号機直下の即時停止地上子の変周周波数は130 kHzと123 kHzで共通で互換性があり、車上子の常時発振周波数はSNの105 kHzの他は103 kHzとしている。これは車上時素式速度照査機能を追加したための措置で、速度照査区間にSN形やS形の列車が乗り入れても、車上速度照査用の地上子の変周周波数にST・SW・SS・SK・SF形は反応するが、SNやS形は常時発振周波数帯域のため、反応しない。また、車上時素式速度照査機能は分岐器の速度制限にも対応できるようになっている。
車体表記は、JR北海道がSN（SとNがそれぞれ大文字が四角で囲んである）、JR東日本がSN、JR東海がST（東海管内はPに切り替わらない場合の絶対停止のみ使用）、JR西日本がS、JR四国がSSまたはS、JR九州がSK（JR北海道と同様の場合と1つに収まっている場合の2種類がある）、JR貨物がSFとなる。
JR東日本車のうち、JR東海および伊豆箱根鉄道駿豆線に直通運転をする運用を持つ車両には、ST形と同等の車上時素式速度照査機能を持つATS（SN●と表記）を搭載している。
JR東日本管内に直通運転をしている伊豆急行の車両にはSiの表記があるが、呼び名が異なるだけでSN形と同じものである。ただし、伊豆急行線内では地上装置として速度照査機構を設置しており、信号の現示速度を守っていればロング地上子による警報ベルは鳴動しないようになっている。また、ATS確認ボタンにはカバーを被せ使用禁止としている。
それと同様に、かつてJR西日本管内からの直通運転があり、現在でもキヤ141系などJR西日本所属の検査車両などが入線する富山地方鉄道の鉄道線と、同じくかつてはJR西日本の路線として営業していた富山港線の鉄道区間は、JR西日本と同じくSW形を採用している。JR東海との関係が深い愛知環状鉄道線・伊勢鉄道伊勢線・JR東海交通事業城北線では、JR東海と同じST形を採用している。また、JR貨物との関係が深い水島臨海鉄道では、ATS-SFとほぼ同形で確認扱い運転がないATS-SMを採用している。JR線からの直通運転を行わない第三セクター鉄道でもS形からSx形に更新する事業者が増えている。
なお現状では、改良機能に対応した地上子（即時停止地上子・時素式速度照査地上子）は原則として、絶対信号機（場内・出発信号機）・線路終端部・分岐部・急曲線部のみに設置する拠点設置であり、閉塞信号機には設置されていない。ただし、例外として、JR東海の一部駅・あおなみ線の全駅の場内相当閉塞信号機には、即時停止地上子が設置されている。愛知環状鉄道線ではすべての閉塞信号機にも時素式速度照査地上子が設置され、すべての信号でロング地上子をなくしている。
絶対信号機直下にあるATS-Sn形の即時停止地上子
ATS-ST形の地上子
絶対信号機直下にあるATS-ST形の即時停止地上子
ATS-SW形の地上子
|  |  | ATS-S | ATS-Sx> Sn | ATS-Sx> St | ATS-Sx> SW/SS/SK/SF（新） |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 車上子（発信周波数） | 常時発信周波数 | 105 | 105 | 103 | 103 |
| 車上子（発信周波数） | 列車番号送出 | - | - | 360 | - |
| 地上子（共振周波数） | 停止現示 | 130 | 129.3 | 129.3 | 129.3 |
| 地上子（共振周波数） | 即時停止 | - | 123 | 123 | 123 |
| 地上子（共振周波数） | 車上時素式速度照査 | - | - | 108.5 | 108.5 |
| 地上子（共振周波数） | 進行現示 | 103 | 103 | 103 | 103 |
国鉄・JR（一部私鉄）のATS > ATS-P形（デジタル伝送パターン形）

ATS-Pは、停止限界点など基準点を基に、自列車の位置と減速性能、勾配から刻々の走行限界速度を「車上演算」で求めて速度照査し、減速・停止するATSである。
その車上演算方式は優れた実績から、デジタルATCなど後発の保安装置に多く採用された。
確認ボタンを押すと後は制御が働かなくなるATS-S形の欠点を改善するために開発されたATSである。
国鉄・JR（一部私鉄）のATS > ATS-P形（デジタル伝送パターン形） > システム概要 > 開発当初の経歴

1973年（昭和48年）12月26日に関西本線平野駅において、分岐器の通過制限速度を超えて進入した列車が脱線する事故が発生した。これを受けて速度照査機能付きのATSの開発が行われ、1980年（昭和55年）から多変周点制御式のATS-Pが関西本線で試用を開始された。この際に113系の一部編成に試験的に変周式ATS-Pを取り付けた。
その後、1984年（昭和59年）10月19日に山陽本線西明石駅において、寝台特急が制限速度を超過して分岐器に進入してホームに衝突して大破する西明石駅列車脱線事故が発生した。これを受けて位置基準車上演算方式（ = いわゆる「車上パターン式」で赤信号までの距離等を車上へ送信しデジタル符号伝送のできるトランスポンダ式）で冒進・過速度の起こらないATSがH-ATSという名前で開発された。1986年（昭和61年）末に西明石駅・大阪駅・京都駅・草津駅の4駅に地上設備が設置され、寝台特急牽引用のEF66形16両に車上設備が搭載されて、ATS-Sと併用する形で運用が始まった。このH-ATSは ATS-P' とも呼ばれていた。
初めて全線すべての信号機に設置されたのは、1988年（昭和63年）末に新規開業した京葉線で、これ以降、関西線の変周式ATS-Pの運用は打ち切り、改めてH-ATSを正式にATS-Pと定めた。なおH-ATSで使用されていた地上装置は1型ATS-Pとされ、その後、機能拡張やインテリジェント化が進むとともに、無電源でも車上子からの搬送波で電文を送出できるATS-P(N)等の簡素化した地上装置も開発が進んだ。
国鉄・JR（一部私鉄）のATS > ATS-P形（デジタル伝送パターン形） > エンコーダ方式 ATS-P 地上装置

情報伝達は従来方式のように地上→車上の一方向ではなく、地上と車上との双方向に伝達するトランスポンダ式で開発されたものである。
地上装置ではそれを利用して、列車からの列車番号や列車選別等の情報を、車上から地上の地上子と中継器を介して符号処理器に伝送されると共に、それらの情報が他の各符号処理器の間で伝送されることにより、関係する信号機の現示を上げることができる現示アップ機能が可能となり、運転間隔をさらに短縮することができるようになり（H-ATS、1型、PN型地上装置ではこのような現示アップ機能は不使用）、種別による踏切の定時間制御を可能としている。
JR東日本ではII形と呼んでおり、その後は、光伝送部を符号処理器に後付けして列車の在線情報などを駅にある駅処理装置に光ファイバーで伝送できるようにしたIII形、III形の光伝送部を符号処理器に内蔵したIV形、中継器を小型化してクロージャと呼ばれる接続容器に収容したIV形、中継器をさらに小型化して地上子に内蔵することで中継器の設置場所の制約を無くしたIV (N) 形、符号処理器と光伝送部を二重化して信頼性の向上を図り、制御電文のデータ変更を内蔵された電文ROMを交換する方式から、PCカードのケース内に二重系分の電文データを記録したROMカードを使用して、PCカード書き込み装置によりデータの変更を行う方式に変更したIV (W) 形、関連機器を機器室に集約して現場機器の削減を行い、符号処理器と光伝送部の間の伝送を二重系とし、地上子の送信停止機能を追加して、保全性・信頼性・施行性を向上させた機器室集約形、IV形・IV (N) 形と互換性があり、符号処理器のブロック構成によるブロック化や二重系化などを行ったV形がある。
JR西日本では、符号処理器に閉塞信号機で使用される現場用と駅構内の信号機器室 (SH) で使用されるVEタイプのSH用の2つがあり、SH用には内部に8つの符号処理部と統括部があり、他の符号処理器とは統括部を介して伝送される。前述の1形のほか、中継器を一方方向伝送機能と双方向伝送機能の2つに分けて、前者は中継器を小型化して地上子内蔵形として信号機から遠方に設置し、後者は信号機に最も近い地上子に接続された2形、2形にME（マイクロエレクトロニクス）技術の進歩による装置の小型化と中継器で使用される電源が交流または直流でも符号処理器の電源ブロックを取替えることで使用可能とし、制御電文のデータ変更を内蔵された電文ROMを交換する方式から、CFカードから符号処理器のメモリに直接ロードする方式に変更した3形がある。
285系「サンライズエクスプレス」はJR東日本・JR東海・JR西日本・JR四国の区間にまたがって運転されているが、車上子の設置位置がJR東海車は運転室直下であるのに対して、JR西日本車は中央だったため、入線試験時に停止定位の出発信号でパターンに当たることがあった。営業運転に際しては車上子を運転室直下に移設して本州3社のATS-P区間でトラブルが起こらないように対策した。営業運転に伴い以下のように運転することとなった。
JR東日本・JR東海管内（東京駅 - 米原駅間） - ATS-Pを使用（手動の切替スイッチを「P」位置に設定=P/S自動切替）
JR西日本・JR四国管内（米原駅以西） - ATS-P/Sxを併用して運転（切替スイッチを「S」位置=P/S併用 : 拠点Pモード）
JR東海が東海道本線にATS-PTを導入する2010年度以前の取扱いについては、下り列車はJR東海の乗り継ぎ乗務員が、上り列車についてはJR東日本の乗り継ぎ乗務員がATS切替スイッチにて手動で切り替えていた。これは拠点P（=Sw扱い）の福知山線と全面PのJR東西線直通列車が尼崎で行うP/S切替操作と同じである。後述するが、JR東海が2010年度よりATS-PTを導入したため、熱海駅でのATS切り替えは行われなくなった。また団体輸送などでも同様の事象があるため米原駅以西を直通運転する列車についてはサンライズ同様の取り扱いをすることとなっている。
ATS-PT導入以前、JR東日本とJR東海を跨ぐその他の定期列車については丹那トンネルの東京寄りにATSの切り替え地上子があり、そこで自動的に切り替わるようになっており、下り列車の場合はS型のチャイムが鳴動し、運転士が手動にてチャイムを止める（ATS-PT搭載車は電子チャイムのみ、S型チャイムは鳴動しない）。逆に上り列車の場合はP型のチン・ベル（ATS-PT搭載車は電子チャイム）が鳴動するが特段することはなくそのまま走行する（ATS-P/Sx自動切替は伊豆急行線伊東駅構内などで常時見られる）。
JR東日本では後に、ATS-P路線から直通するATS-Sn区間（＝拠点ATS-Ps区間）に「拠点P」方式を導入することを発表したが、自動切替モードで設置のため、P/S手動切替操作は無用である。P/S切替は、自動切換モードか、併用モードかの切替なので、操作を間違えてもそれぞれが動作し危険な状態にはならない。JR福知山線脱線事故後の安全対策見直しで、ATS-Sn区間には、折り返し、合流点など重要地点に拠点ATS-Psを設置していたが、上越線などATS-P区間からの直通-Sn路線で拠点ATS-Pを設置。
上記以外にも、ATS-Pを2重化（故障対策）やPs（SN機能付き）統合型も開発されている。
国鉄・JR（一部私鉄）のATS > ATS-P形（デジタル伝送パターン形） > エンコーダ方式 ATS-P 地上装置 > 地上装置設置区間

JR東日本のATC導入線区を除く首都圏地域と、山形・秋田新幹線（奥羽本線福島 - 新庄、大曲 - 秋田と田沢湖線全線）
JR西日本の桜島線・おおさか東線・JR東西線・関西空港線全線と、東海道本線（梅田貨物線）・大阪環状線・阪和線・関西本線（大和路線）・JR宝塚線の一部
智頭急行智頭線
北越急行ほくほく線
東京臨海高速鉄道りんかい線
相模鉄道全線（本線・厚木線・いずみ野線・相鉄新横浜線）
SN形などの変周式とは互換性がないため、P形が搭載されていない列車が入線する可能性がある線区では、ATS-S改良形 (ATS-Sx) を併用している。関西空港線（りんくうタウン駅 - 関西空港駅間）は南海空港線との共用区間であるため、南海のATS-PNを併設している。
国鉄・JR（一部私鉄）のATS > ATS-P形（デジタル伝送パターン形） > ATS-P(N)（無電源地上子方式ATS-P）地上装置

比較的列車密度の低い線区に導入されているATS-P形の地上装置であり、車上→地上への情報伝達機能を省略したものである。信号機からの現示条件により無電源地上子が電文切替リレーの切替により、内蔵した電文ROMからそれに対応した制御電文を選択して車上に送信するとしたもので、それを送信するための電源は車上側の車上子から送られる。
当初無電源地上子は最大3現示対応だったが、これを最大5現示対応（単線区間での方向）まで拡張して信号に使用しており「電文」=コードを複数持たせている。Sx地上子と同様に現示条件だけで制御できるので非常に安価に設置でき、2001年初頭から2010年にかけて、首都圏周辺部の現示アップ機能の必要ない線区約600 kmに導入されている。
省略されて存在しない機器は、符号処理器・光電送部・中継器であり、存在しない機能は、車上列番受信・現示アップ・踏切定時間機能である。なお、車上装置は共通である。
国鉄・JR（一部私鉄）のATS > ATS-P形（デジタル伝送パターン形） > ATS-P(N)（無電源地上子方式ATS-P）地上装置 > 設置区間

川越線
武蔵野線
日光線
烏山線
中央本線 : 高尾 - 塩尻間（中央東線）
成田線
外房線
内房線
東金線
久留里線
八高線
五日市線
相模線
鶴見線
両毛線
上越線 : 高崎駅 - 水上駅間
信越本線 : 高崎 - 横川間、篠ノ井駅 - 長野駅間
篠ノ井線（姨捨駅および桑ノ原信号場構内を除く）
大糸線 : 松本駅 - 北松本駅間
鹿島線
伊東線
伊豆急行線 : 伊東駅 - （河津駅 - 稲梓駅間に存在する）鷲頭山トンネル先
国鉄・JR（一部私鉄）のATS > ATS-P形（デジタル伝送パターン形） > ATS-PT形 （JR東海ATS-P）

JR東海および名古屋臨海高速鉄道がATS-STの取り替えにより、2010年度から順次導入している方式。2012年2月に全ての在来線において更新が完了した。
基本的構造はJR他社で導入されているATS-Pと同様であるが、車上装置の動作に常用ブレーキは使用しない。すなわち、他社のATS-Pの車上装置（自動空気ブレーキ方式の車両を除く）では常用ブレーキと非常ブレーキに基づくパターンをそれぞれ生成し、前者を超過した場合には常用最大ブレーキが作動して停止するのに対し、ATS-PTの車上装置では非常ブレーキに基づく照査パターンのみを生成し、それを超過した場合には非常ブレーキが作動し停止する。これは自動空気ブレーキ方式である従前の機関車、気動車用ATS-Pと同機能である。ATSの目的はあくまで安全確保と考え、運転支援のための機能を省略してコスト削減を実現したものと言える。また停止後に復帰扱いすれば緩解して運転を続行できるのはATS-Pと同じである。地上子は、駅構内など制御条件が多数ある地点にはMPU制御のエンコーダ式の有電源地上子、閉塞や単純の駅は最大5電文式の無電源地上子、曲線等の速度制限は電文固定式の無電源地上子を使用することでコストダウンを図っている。
JR東海管内では、ATS-STの地上設備は大部分が撤去された。なおJR西日本管内（新宮駅、猪谷駅構内を含む）と篠ノ井線のスイッチバック構造で後退運転する姨捨駅・桑ノ原信号場（構内のみATS-SN）、中央本線辰野支線内・辰野駅構内・大糸線の一部区間、関西本線亀山駅・伊勢鉄道伊勢線・愛知環状鉄道線（ATS-STのまま）、駅構内の一部の貨物発着線、貨物線内 (ATS-SF) などで車両側にATS-STが必要である。
運転席を立ち上げる時はATS-STで起動され、ATS-Pの地上子を通過してATS-PTに切り替わる点は、他社のATS-Pと同様である。
車両表記は、東海ではPT。
国鉄・JR（一部私鉄）のATS > ATS-P形（デジタル伝送パターン形） > ATS-PT形 （JR東海ATS-P） > 設置区間

2010年度導入線区
東海道本線（熱海駅 - 米原駅間）
美濃赤坂支線（大垣駅 - 美濃赤坂駅間）
中央本線（名古屋駅 - 中津川駅間）
関西本線（名古屋駅 - 河原田駅間）
高山本線（岐阜駅 - 美濃太田駅間）
飯田線（豊橋駅 - 小坂井駅間）
2011年度導入線区
上記路線以外のJR東海の在来線全線
名古屋臨海高速鉄道あおなみ線
国鉄・JR（一部私鉄）のATS > ATS-P形（デジタル伝送パターン形） > ATS-PT形 （JR東海ATS-P） > ATS運転方向設定

ATS-Pの車上装置は、車上で設定する運転方向スイッチの方向とATS-P地上子から発信される制御情報の中の運転方向ビット（情報）を受信して、車上で両者の運転方向条件が一致した場合のみ、その制御情報を採用する方式を取っている。運転方向設定の方式としては2種類あり、車上に運転方向条件を切替える運転方向スイッチを設置してA線とB線の切替を行ない、地上側のATS-P地上子にはA線用とB線用を設置して、A線用にはA線用の運転方向ビット（情報）が発信され、B線用にはB線用の運転方向ビット（情報）が発信される方式と車上の運転方向条件をA線又はB線に固定して、A線の方向に進路が開通した時には、地上側はA線用地上子からAB線用の運転方向ビット（情報）を発信して、B線用地上子からは無制御の運転方向ビット（情報）を発信し、逆にB線の方向に進路が開通した時には、地上側はB線用地上子からAB線用の運転方向ビット（情報）を発信して、A線用地上子からは無制御の運転方向ビット（情報）を発信する方式がある。
以下にATS-PT導入路線におけるA線・B線の運転方向を示す。乗り入れ先のJR東日本、JR西日本ではATS-P扱いとなるため進行方向の制約はない。
| 路線名 | A線 | B線 |
| --- | --- | --- |
| 東海道本線 | 熱海向き | 米原向き |
| 御殿場線 | 国府津向き | 沼津向き |
| 身延線 | 富士向き | 甲府向き |
| 飯田線 | 豊橋向き | 辰野向き |
| 武豊線 | 武豊向き | 大府向き |
| 中央本線 | 塩尻向き | 名古屋向き |
| 稲沢線 | 名古屋向き | 尾張一宮向き |
| 高山本線 | 猪谷向き | 岐阜向き |
| 太多線 | 多治見向き | 美濃太田向き |
| 東海道本線 美濃赤坂支線 | 大垣向き | 美濃赤坂向き |
| 垂井線 | 垂井向き （逆走する関ヶ原→垂井間のみ） | 関ヶ原向き |
| 関西本線 | 亀山向き | 名古屋向き |
| 紀勢本線 | 新宮向き | 亀山向き |
| 名松線 | 松阪向き | 伊勢奥津向き |
| 参宮線 | 鳥羽向き | 多気向き |
| あおなみ線 | 金城ふ頭向き | 名古屋向き |
デルタ線構造の四日市駅 - （A線→）- 亀山 - （A線→） - 津駅 - （伊勢鉄道PT整備外・←A線） - 四日市駅間の方向設定、また方向切り替え駅は亀山駅で、伊勢鉄道経由の列車は方向切り替えは不要。
名古屋駅 - （A線→） - 塩尻駅（旅客用ホーム） - （辰野経由・みどり湖経由共←A線） - 岡谷駅 - （A線→） - 豊橋駅 - （←A線）- 名古屋駅はデルタ線構造ではないので方向切り替えは不要。
2011年の身延線不通の時身延線 - 甲府駅 - 塩尻駅 - 名古屋駅 - 静岡車両区の回送では車両の向きとAB線関係で塩尻駅構内の貨物列車用東西連絡線を使用して回送された。
JR東海311系電車の場合、クモハ311形はA線に、クハ310形はB線に方向設定スイッチがピンで固定されている（不正操作防止のため）。
国鉄・JR（一部私鉄）のATS > ATS-P形（デジタル伝送パターン形） > ATS-PF形（貨物列車用ATS-P車上装置）

2008年4月1日から使用開始。JR貨物の機関車にはATS-PF形車上装置が搭載されているものがあり、PFと表記されている。ATS-P形のコードが貨物列車の速度制限に対応しておらず、また、貨物列車用の車両には、ブレーキは強める一方のブレーキ操作しかできないものが多くあり、旅客列車とは減速特性が異なるため、車上装置が共用できない。そのため、貨物列車用のATS-P車上装置として開発されたものである。
貨物列車はけん引する貨物の種類によって最高速度が定められているため、車上装置側の「列車設定スイッチ」により最高頭打ち照査速度を設定する。最高頭打ち照査速度は45・55・65・75・85・95・100・110 km/hのほか、入換時の最高速度である25 km/hから選択する。パターン超過時のブレーキ指令は非常ブレーキのみである。運転台には、バーグラフ表示により現在の列車の速度と発生しているパターンの照査速度を表示する運転台表示器、電源投入時の操作・パターン発生や消去・パターン接近・復帰扱いでのブレーキ開放の時にチャイム又は女性の声でアナウンスを流すための大型スピーカーが設置され、機関車が重連運転の補機又は後押し補機での場合にはATSの機能を停止させる機能も搭載する。また、ATS-Pを連続整備しているJR東日本およびJR東海管内と拠点P方式を採用しているJR西日本管内では運転取扱や仕様に一部相違があることを考慮し、「東モード」と「西モード」を備え、会社間切換地上子（醒ケ井駅 - 米原駅の会社境界地点に「ATS西⇔東」の標識がある）による自動切換機能を有する。なお、EF210形（セノハチ補機も含む）・EH200形・EF510形・EH500形・EH800形（量産形）、DD200形は新製時からPFを搭載している。入換機関車はPF未搭載の上最高速度が低いため、本線用機関車が牽引して、常駐駅と車両基地の往来をする。
車両表記はPF。
JR貨物は、ATS-PF・Ps統合型車上装置が開発されている。
国鉄・JR（一部私鉄）のATS > ATS-P形（デジタル伝送パターン形） > 拠点P

ATS-SxやATS-Psの地上子を残したまま、ATS-P地上装置を、絶対信号機付近や、一部の踏切、分岐器の箇所に拠点設置する方法。JR西日本と東日本で採用されている。
国鉄・JR（一部私鉄）のATS > ATS-P形（デジタル伝送パターン形） > 拠点P > JR西日本

絶対信号機（場内・出発信号機）や、ホームに近い踏切（停車列車が行き過ぎる恐れがある時の踏切防護）、分岐器付近にATS-P地上子を設置し、基本的には閉塞信号機には設置しない。
この方式を採用した区間では、全ての信号に対してATS-SW地上子が設置してあるため、ATS-Sx (Ps・D-TAS) のみを搭載した列車も拠点P区間へ入線可能（ATS-SWが機能）である。また、ATS-P (PT・PF) を設置した列車も、ATS-SxとATS-Pを同時に作動させて運転する（扱いは「ATS-S」となるが、ATS-PのP電源を投入状態にすることで同時作動状態にさせている。ATS-Pが作動しているかどうかは運転台の表示器で確認することができる。）。
この方式を採用した区間では、ATS-P地上子の設置されていない閉塞信号機はATS-SWと同等の動作となるが、列車間隔の詰まる駅周辺では、ATS-P自体の位置基準速度照査方式（パターン方式）と現示アップ動作により列車間隔を詰められるので全線Pよりも低コストで線区全体としての線路容量を増やすことができる。
閉塞信号機の区間内での曲線に対する速度照査はATS-SWの車上時素速照機能でも可能だが、閉塞区間が短い路線ではATS-P速度照査地上子も設置されている。
なお、ATS-P2 (P3) はJR西日本の設計した車上装置の形式であり、拠点Pを示すものではない。
国鉄・JR（一部私鉄）のATS > ATS-P形（デジタル伝送パターン形） > 拠点P > JR西日本 > 設置区間

東海道本線・山陽本線・北陸本線（琵琶湖線・JR京都線・JR神戸線） : 長浜駅 - 上郡駅間 ※近江塩津駅構内にも設置
東海道本線・大阪環状線（梅田貨物線）：大阪駅 - 野田駅間
片町線（学研都市線） : 全線
福知山線（JR宝塚線） : 宝塚駅- 篠山口駅間
関西本線（大和路線） : 王寺駅 - 加茂駅間
阪和線 : 日根野駅 - 和歌山駅間
奈良線 : 全線
山陰本線（嵯峨野線） : 京都駅 - 園部駅間
湖西線 : 全線
国鉄・JR（一部私鉄）のATS > ATS-P形（デジタル伝送パターン形） > 拠点P > JR東日本

2015年よりJR東日本では上越線の水上駅以北の一部の駅に駅構内及び第1閉塞の直前のみ設置する拠点P運用を開始している。JR西日本とは異なり、P/S併用ではなくP/S自動切替で対応している。JR東日本の計画では新潟駅から青森駅までの日本海縦貫線でPsを設置していない駅に今後拠点設置する予定。
国鉄・JR（一部私鉄）のATS > ATS-P形（デジタル伝送パターン形） > 拠点P > JR東日本 > 設置区間

上越線 : 越後中里駅・越後湯沢駅・石打駅・六日町駅・浦佐駅
信越本線、白新線、越後線 ： 新潟駅
羽越本線：間島駅、越後早川駅、鼠ヶ関駅 - あつみ温泉駅
国鉄・JR（一部私鉄）のATS > ATS-P形（デジタル伝送パターン形） > 拠点P > 名古屋鉄道

名鉄常滑線・空港線のATS-Pは ミュースカイ用2000系専用で一部の曲線（制限速度が高くなっている）と中部国際空港駅に拠点P方式で設置されている（一般車と一般区間はM式ATSを使用）。