自動列車停止装置
仙台地区で設置が始まり、新潟地区においても導入が進んでいる。運用されている区間は以下の通り。
仙山線(仙台駅 - 愛子駅間)
東北本線(白石駅 - 小牛田駅間)
信越本線(宮内駅 - 新潟駅間)
越後線(内野駅 - 新潟駅間)
白新線(全線)
羽越本線(新発田駅 - 村上駅、あつみ温泉駅 - 酒田駅)
仙台空港鉄道仙台空港線(全線)
会津鉄道会津線(西若松駅 - 会津田島駅間)
阿武隈急行線(全線)
しなの鉄道線
しなの鉄道北しなの線
大糸線
飯山線
当該地区における車両はもちろんのこと、この他にも関東の一部の車両(ジョイフルトレインなど)にもPs形が設置されている。また、JR西日本京都総合運転所所属の583系についても、夜行急行列車きたぐににて信越本線宮内駅 - 新潟駅間に乗り入れるため、2010年にPs形が取り付けられた(なお、同車は2012年3月のダイヤ改正をもって定期運用終了。同年度の冬の臨時運転をもって乗り入れが終了している)。
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。
その結果、2014年9月26日の発表で227系に新型ATSとして搭載されることが発表され、報道陣への公開の中でATS-DWと表記されていた。2018年の発表においては名称をD-TASに変更し、同年5月20日より使用を開始することが示された。既設のATS-Sw地上子を活用し、データベース志向でパターン照査を車上で行うという点において、システムとしては先出のATS-Dx形と類似している。
2014年度よりATS-SW線区である白市 - 岩国間に導入され、これに対応した新型車両である227系が2015年3月14日のダイヤ改正で運用開始した。但し当初はATS-SWのみの対応とし、2018年5月20日より山陽本線西広島 - 岩国間で、2020年4月より山陽本線白市 - 西広島間で、D-TASの使用を開始した。2023年5月13日より呉線広 - 海田市間でD-TASの使用が開始される予定。今後、ATS-P型(拠点P)が導入されている近畿エリアへの展開も見据えている。
JR西日本ではこのD-TASのほか、2015年時点でJR東日本仙石線に導入済みの「ATACS」をベースにした無線式列車制御システムの開発および実地試験を行っており、実用化を目指して在来線技術試験車「U@tech」による走行試験が続けられている。
車体表記はDWsである。
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。
日本国有鉄道が開発した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。
8000系の初期修繕車までは、運転台の表示灯部に60と15と書かれた表示灯があったが、6050系や8000系の1987年以降の修繕車、9000系以降では、運転台の速度計の60 kmと15 km付近にATCの車内信号の表示に類似した表示灯があり、丸形の15と60の表示、または、60 kmと15 kmの指針外側に青色発光の三角矢印▼(8000系の東上線・越生線用T-DATC搭載のワンマン対応車および9000系・9050系、10000系以降のT-DATC搭載車)で表示される。 東武や後述の西武においてパターン式を必要としていたのは、導入当時電車列車に比べて制動性能の劣る貨物列車が多数設定されていたことに対応するためであった。
2017年より東武鬼怒川線で運行を開始した「SL大樹」の牽引機となる蒸気機関車にも例外なく取り付けが行われたが、C11 207やC11 325は他社からの借受および譲受による導入で、車上装置は運転台に設置したものの電源装置が小型のタンク機関車のため設置が出来ず、電源車としてヨ8000形を別途繋げてジャンパケーブル接続による方式で装置を稼働させている。
採用例 東武鉄道(東上線池袋駅 - 小川町駅間はT-DATCに移行済み) 都営地下鉄三田線(T型ATSと称す。新CS-ATC化で廃止)
ATS-Sxとの機能交換性を確保しつつ、車上にて速度照査パターンを発生させる新しい車上速度照査式ATS-Xを鉄道総研が開発を行ってきたが、このATS-Xを基本に線路条件に応じた速度制限機能に対応し、低コスト化と地上装置の省略を実現するため、車上データベース(車上DB)を導入したのがATS-Dxである。ATS-Sxと互換性があり車上速度照査機能を付加したものだが、線路条件に応じた速度照査パターンや速度制限機能を発生させるのに車上DBを使用している。
ATS-Dxは車上装置にATS-Sxの車上子を使用し、地上装置は従来のATS-Sxと同様の変周周波数のほか、デジタル信号を同時送信できるD形地上子を使用しており、種類としては、S形地上子の機能に加えて信号機までの距離等をデジタル情報として送信する有電源地上子、固定のデジタル情報を送信できる電源ケーブルレス地上子、現示追随性に応じて設置される速度照査パターン消去用(中間・直下)地上子、補足機能や付加機能を使用するために必要な個所に設置される制御用地上子の4種類がある。
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(醒ヶ井~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、本線用機関車に牽引して、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。
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、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。
なお、相鉄ではJR東日本や東急などへの直通対応車両を含め、ATS-P搭載車両の車体表記を特に行っていない。
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「パターン式」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形電気機関車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H-ATSを正式にATS-Pと定め、関西線の変周式ATS-Pの運用は打ち切った。地上装置は1型ATS-Pとされた。
東武鉄道(T-DATCを導入の東上本線を除く)で導入されているATSであり、JRのATS-Pとは互換性がない。2013年9月現在、導入予定等の発表は行われていないが、業界誌で解説が行われている。
ATS-P形と同じく、トランスポンダ地上子により、該当する信号機や次の信号機の信号現示・信号機までの距離・勾配などの情報を車両側に送信して、車両側ではそれを元に信号機までの速度照査パターンを発生させる方式であるが、ATS-P形と異なり減速 - 警戒信号に対してもパターンが発生する。また曲線や分岐器での速度制限でも、同様にトランスポンダ地上子から曲線区間や分岐器までの距離とそこでの速度制限の情報が送信されて、車両側で曲線区間や分岐器までの距離に応じた速度照査パターンと曲線区間や分岐器での速度制限を発生させ速度照査を実施する。トランスポンダ地上子から線路情報が送信されるため、他社線からの相互直通運転を容易にできる。また車両側には従来の変周式とトランスポンダ式を一体化した車上子を搭載している。
国鉄のATS-S型に近いが、地上子を2つ並べて、その2つの地上子を通過する時間によって速照する方式である。国鉄のATS-Sの改良型に似ている。地上子の間隔により照査速度を任意に設定可能で、地上との相対速度で計測するので速度計と関与がない。名古屋鉄道、京阪電気鉄道、南海電気鉄道で採用。
また、ATS-DKの検査用に、JR西日本のキヤ141系にも可搬型が搭載される。また、地上設備については、国土交通省令により『平成28年(2016年)6月末までに設置すべき箇所』において、2016年(平成28年)6月までに設置完了した。対象以外の路線についても、2020年度以降の整備に向けての計画が策定されている。
JR貨物ではATS-DN形およびATS-DK形の運用が開始され設置の進捗が進んだことへの対応として、貨物列車用としてATS-DF形を2014年度より、設置区間を走行する車両に対して更新を始め、2016年6月までには整備すべき39両すべてに搭載が完了した。
車両表記は、DN形はDNと、Nが小さく添えているが、DK形はDK、DF形はDFと大きく書かれる。原則的にはSxとDxは併記しているが、DN搭載車一部にはSN表記が省略されている場合がある。
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。