速度照査
速度照査方式の種類は、地上から車上への情報の伝送の仕方で点制御と連続制御の2種類に分類されている。
地上時間比較式の速度照査は、判定を地上側で行いその結果を車上に送信して必要時にブレーキを掛ける仕組みとなっている。車上側からは、常に一定の周波数の電磁波が地上に対して送信されている。速度照査を掛ける地点では、レールの間にループコイルが敷設されており、これにより車上からの電磁波を受信する。受信した時点からタイマーによるカウントが始まり、ループコイル上をあらかじめ定められた時間以内に通過すると速度超過と判定する。
例として、36 km/hで速度照査を掛ける場合を考える。これは秒速に換算すると10 m/sとなる。仮にループコイル長が10 メートルであれば、制限速度ちょうどで走っている列車はこの上を1 秒で通過し、制限速度以上の列車はこれより短く、制限速度以下の列車はこれより長くなる。したがってループコイル上を1秒未満で通過した列車に対して速度超過と判定してブレーキ指令を送る。
この方式では、制限速度そのものの情報は地上から車上へ送信されず、速度照査結果のブレーキ指令が送られるだけである。このため、点制御点照査の速度照査となる。
この方式は、日本のATS-S・Sxで用いられている。
曲線や分岐器に高速で進入すると脱線の危険があり、また乗客の乗り心地を阻害するため、速度制限が設定されていることがある。これは線路条件が変化しなければ常に一定であり、恒久的速度制限とも呼ばれる。ただし同じ地点であっても、車種によって制限速度が異なることもある。また分岐器では、直線側を進行する時と分岐側を進行する時で速度制限が異なっていることもよくある。
車上時間比較式の速度照査は、地上に2つの地上子を設置してその間の通過時間を車上で測定する仕組みとなっている。地上子はRLC回路となっており、特定の周波数に対して共振する。車上から常に一定の周波数の電磁波を送信しており、地上子の上を通過する時に共振により起きる周波数変化(変周)を検知することで地上子を検知することができる。対になっている2つの地上子の間隔は、その地点での照査速度に応じて決定される。車上では2つの地上子の設置地点の通過時間が一定時間より短い時に速度超過と判定する。
同様に例として、36 km/hでの速度照査を考える。この時に2つの地上子を10 メートル離して設置してあれば、その間を制限速度ちょうどの列車は1秒で走行し、制限速度以上の列車はこれより短く、制限速度以下の列車はこれより長くなる。1個目の地上子を通過した時点でタイマーを起動し、2個目の地上子を通過した時点での時間が一定時間未満であれば速度超過と判定してブレーキが掛かる。
車上側には地上子の設置間隔の情報も制限速度の情報もなく、単に一定の時間を計測して判定するのみである。したがって特定の路線に設置する速度照査用地上子は全て同じ通過時間を前提にして、地上子の設置間隔を調整することで照査速度を設定する。
JR北海道は130km/h運転を行う特急列車を始め、多くの高速列車を運行しているが、同社の運転保安装置は海峡線のATC-Lを除くとすべてATS-SNである。従来は曲線での速度照査装置は貨物列車の過速度転覆事故が相次いだ函館本線大沼付近の峠越え区間にのみ設置され他所には全く無かったため、曲線での速度超過の危険性に対する列車の保安は事実上、運転士の注意力のみに委ねられていた。
国土交通省の通達を受け、同社は2005年7月26日より、ATS-SN線区における曲線での速度照査装置の運用を開始した。既に10箇所で運用を開始しており、2006年度末までに計21箇所設置する予定。当該装置は分岐器過速度防止装置と同じもので速度照査地点ごとに地上タイマーと列車検出地上子、即停地上子制御用のリレー回路が必要であり、また、豪雪山間地域における電源確保(高圧から変圧)やその維持管理などが必要で、全く無電源のST/SF車上タイマー方式と較べると費用が嵩む。なお、分岐器での速度照査は200箇所以上で実施していた(分岐器過速度防止装置によるもの)。
速度照査による照査を適用する対象としては以下のような例が挙げられる。速度照査装置の種類により、どの種類の速度制限を適用できるかは異なっている。
無線通信式は、無線通信を行うことで情報伝送を行う仕組みである。速度制限が設定されている位置などは、線路上のキロ程といった絶対位置情報で伝送され、別途列車の現在位置を測定する手段と組み合わせることで車上装置により速度照査のためのパターンを生成する。曲線や分岐器などの恒常的な速度制限については、車上のデータベースに位置と制限速度が記録してあることもある。
無線通信式で連続制御パターン照査を実現しているものとしては、JR東日本で開発中のATACSや、ヨーロッパ共同のETCS レベル2、レベル3がある。
軌道に流す連続的な情報または地上子による点で受け取る情報を元に、車両側で連続的速度を照査する。