自動列車停止装置
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。
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。
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。
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。
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。
地上時素式
地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・JR北海道・JR貨物でも採用された。
京王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
車上時素式
2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・JR四国・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
韓国では1969年から鉄道庁の主要路線に、日本国有鉄道のATS-Sと同格の装置が順次導入された。さらに1974年の首都圏電化に伴い運行されるようになった電車には、多変周点制御車上連続速度照査式ATSが搭載された。ブレーキ弁ハンドル挿入による電源自動投入、警報後5秒以内に常用全ブレーキにより確認扱いが可能、などの機能を有しているが、減速信号現示に対する照査はない。ソウルの首都圏電鉄1号線、2号線に地上設備が設けられているが、2号線はATO化される予定である。1980年代に、鉄道庁の幹線である京釜線に、5現示自動閉そく信号化に併せて、首都圏電鉄と同等の速度照査式ATSが設けられた。照査速度は高速寄りに読み替えて使用されていた。また、曲線の速度制限に対する速度照査機能も併設された。なお、京釜線、湖南線はユーロバリスを用いたATP化の途上にある。
車上DBは、メンテナンスの容易化のため、車両性能DBと線路DBの2つのDBにより構成される。車両性能DBは、その車両の形式、車両最高速度、減速度性能、車両種別(振り子車両、本則、機関車等)に応じた曲線等の速度補正情報のほか、車両現在位置の計測に重要な速度発電機の諸元や、車両側車上子の取付位置まで含む。線路DBは、「絶対位置データ」として、対応する線区全体にわたり、各線区におけるキロ程情報や精密な区間長と線区ID等、さらにデータ更新情報としてバージョン情報を保持する。各線区について、具体的な線路データを駅(信号所)ごとにまとめて保持しており、これにはその線区の絶対位置情報、上下区分、信号機位置、地上子位置、速度制限情報(線区最高速度、勾配、曲線、分岐器)などを保持している。さらに各駅構内の各番線と駅の停止位置目標の情報も保持する。
多変周・点制御式ATSだが、速度照査を他の方式のように信号現示に応じて階段的に行うのではなく、車上装置で発生する2段階の速度照査パターンを用いて連続的に行い、列車速度がその速度照査パターンを超過した場合に非常ブレーキが掛かる独自のATSである。これは当時直通運転を実施する計画であった東京都交通局との共同開発であった。
JRのATS-Pと異なる点は、トランスポンダのように停止信号までの距離を伝送して1段階の減速パターンを発生するのではなく、信号機の現示に応じて2段階のパターン(電車の場合60 km/hまで減速、15 km/hまで減速の2パターン)を用いて速度照査を行う点。なお、運転台上に減速パターンの速度照査発生時の照査速度を表示する表示灯があり、ATSによる減速パターンの速度照査が行なわれていることを確認できる。