ATS-Pとは | <P_WHAT> |
ＡＴＳ＝衝突防止安全装置と考えると、中間現示速度制限は関係なく、停止点からのパターンで防御すれば足り、現実にそういう設定になっている。（下図）
その速度照査動作の確実性から、ＡＴＣにも同方式で導入され、従前、連続信号波（アナログ）だった情報のやり取りが、トランスポンダを介してのデジタル信号であることから「デジタルＡＴＣ」と呼ばれているが、制御原理としては位置基準制御でありデジタル／アナログは無関係である。新幹線ではＤＳ−ＡＴＣとして先ず'02/12盛岡−八戸延伸区間と('04/03/13開通)九州新幹線から採用し、東海道も換装工事中であり、他の従来ＡＴＣ区間も順次換装予定である。在来線用ではＤ−ＡＴＣとして'03/12京浜東北線で鶴見まで供用開始、その残り部分と山手線が換装工事中である。
またその優秀さは、最近ＡＴＣ区間２箇所（東京トンネル錦糸町−品川間と、埼京線新宿−池袋間）をＡＴＳ−Ｐに換装して安全度を落とさず増発・錯綜遅延に備えたことからも分かる。
山手線・京浜東北線など在来線のATC化を図った際に中央快速線だけはATCの列車間隔では乗客を捌き切れないのでATS-B型のまま残った曰く付きの路線だがATS-Pはここに導入できている。最も錯綜する東京駅では短時間の折返しを実現するため、ホーム中程の第２場内信号YY現示をYに１段階上げる現示アップ機能を利用しているし、停止目標基準の速度０の速度照査を設定して、信号パターンに当たらない様にして高速進入を保障し凋密ダイヤを可能にしている。
「停止位置基準速度照査方式」はなぜ優れているか！ | <P_WHY> |
|---|---|
なぜ ”ATS-P方式”なのか！ | |
「速度パターン方式」の優秀性 | |
すなわち、前列車との間隔が０よりも縮まらない(＝衝突しない)よう観測値を得て、制御値を調整する装置であるが、現実にシステムを構成するに当たり「可観測性」と「可制御性」の問題から、得たい特性値に直結する代用特性に何を選ぶかで良好な特性が得られるかどうかが決まる。
鉄道車両の制動の場合、制御側は制動空気圧、または電空併用では制動ノッチを選ぶが、観測する特性値は、先行列車や非開通箇所との距離を採りたい（その極限が移動閉塞）。しかし確実な再現性をもってこの安全距離を確保するシステムとしては「閉塞」とか、「基準点」を設けて、そこを先行列車に代える停止基準点として、基準点までの距離を代用特性として車上に伝え、安全に停止できる制限速度を車上で算出して自車の速度より低い場合に制動する方法がＡＴＳ−Ｐ、Ｄ(Ｓ)−ＡＴＣで採用した停止点基準「照査パターン」方式である。衝突管理値：車間距離に直結した制御を行うので、安全確保のための無駄が少なく、「原理的に優れた方式」といえる。
パターン方式＝停止位置基準速度照査方式の絶対的な利点は、停止予定点より先に出ることはないこと、＝冒進せず衝突しないことであり、速度制限や過走防止、誤出発防止を含めて一義的演算で制御できることである（制限速度＝０が停止）。
行き止まり駅での最高速度からの過走防止防御を想定すればATS-Sxであれば固定ロング警報＋過速度防止装置3〜4速照対＋過走防止装置4〜5速照対で最低でも15〜19基の地上子を必要とするが、P方式では１基あれば停止目標までの限界パターンを生成する。折返し出発信号用直下地上子と兼用できれば必要数は０である。
ATS-Pには安全のための無駄が必要なく、直通ブレーキ系車両は動作してもすぐ緩解できるので車間を詰められ、更に現示アップ機能で積極的に車間を詰めて安全度を落とさず線路容量を大きく増やしている。
総武快速横須賀線東京トンネルや埼京線(山手貨物線)池袋−新宿間をATCからATS-Pに換装したのは単なる老朽化換装とシステム統一だけではなく輸送容量増が目論まれている。ATS-P換装に合わせて東京解結NEXや湘南新宿ライン激増となっている。またJR西日本の「拠点Ｐ」も隘路である駅周辺のみATS-Pによって安全に車間を詰めて輸送容量を増やすATS-SW改良型と言って良い。JR西日本自身も拠点ＰをATS-SWとして扱い切替表示も「Ｓ」だが、対外的広報でのみ「ATS-P路線」と主張して全面Ｐとの区別をしていないが、東海道山陽などの本線系は拠点Ｐ＝改良ATS-SWであり、区別したものを発表すべきである。
 ATS-P車上表示灯 「接近パターン 5km/h」という ラベルを１〜２枚貼っている |
ＡＴＳ−Ｐでは停止現示の（＝先行列車が在線する）閉塞入口を停止予定点に採っているが、Ｄ(Ｓ)−ＡＴＣでは閉塞とは別の、より多く設けられた固定基準点を採用しているため先行列車との間隔を更に詰められる様である。
ＡＴＳ−Ｓ／−Ｓｘでは、ロング地上子(130kHz同調)で停止現示の警報のみだから、自動制御したくても適切なブレーキタイミングが得られない。オペレータが一瞬ブレーキハンドルを操作した間に確認ボタンを押すとフルスピードから実質ノーブレーキで赤信号を冒進可能であり、絶対信号にのみ設置の直下地上子(123kHz同調)で非常制動が掛かっても最悪600ｍ冒進、Ｙ現示速度(45〜55km/h)からでも電車で95.9ｍ〜136.5ｍ冒進してしまう。
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この点、'67年私鉄ＡＴＳ通達は３段の速度照査を義務付けて、万一の停止信号突入照査速度を20km/hに抑えていて、最悪Ｙ現示速度(45km/h〜65km/h、各社毎制定)での突入に留まり、事業者によっては過走余裕を採っていて支障限界までに非常停止できる様にしているので、設置以降、故障・誤操作を除いて大事故にはならずに済んでいるが、過走余裕は明文では義務付けられて居らず、引き上げ線に適用されないので営団地下鉄ＡＴＣ下の中目黒駅回送電車対向側面衝突事故(92/06/16朝)など、実態として小事故は少なくない。だから、穴の少ないＡＴＣなどに改善している事業者も多い。
従前の車上信号式ＡＴＣでは、先行列車在線閉塞区間の手前の閉塞区間を停止信号にして、この区間内で停止させるから、「閉塞区間長−制動距離」だけ手前で停まることになる。先行列車が閉塞のどこにいるか分からないから手前区間を停止にしないと追突の危険があるからだ。
ＤＳ−ＡＴＣ/Ｄ−ＡＴＣは、これを改良して停止点基準＝ＡＴＳ−Ｐパターン方式速度照査を取り入れたものである。
こうして比較してみるとますますＡＴＳ−Ｐ方式の速度照査はその停止予定点を基準にした制御なので「原理的」に優れていて「安全のための無駄」のない優れた制御だと言える。 だが、これを裏返すと、列車の制動特性の不安定があると、無駄＝余裕の少ないＡＴＳ−Ｐ方式はピンチに陥りやすい、ということだ。新幹線岐阜羽島＆名古屋過走事故の様に80ｍ〜1kmも飛び出す派手な欠陥ブレーキ装置は論外だ。Ｄ−ＡＴＣ化に際して100系以前の車両は引退させるか、ブレーキのアンチスキッド制御の改善が必須である。−Ｓｘの様に、ベル鳴動での一旦停止、停止位置変更25km/h以下運転などという冗長度の高い運転はしないから、常に安定した制動装置が必要である。
常時投入／自動投入と、限界内停止＆安定した制動性能は当然大前提の絶対的条件である。
青信号でのＡＴＳ！
ATS-Pによる速度制限（追補）
05/05/08補足 <Ref_speed>
現行ATS-Pは1986年開発当初H型ATSと呼ばれ、山陽路の特急旅客用電気機関車EF-66型16両に搭載され、西明石、大阪、京都、草津の４駅に設置されたが、開発の動機は'84/10西明石ブルトレ富士脱線大破事故と'82/01天王寺駅突入事故を承けて，本格的な位置−速度制御を行うATSとして開発されたものの１つであり、従前のATS-Sが55km/hまでの過速度警報しかできなかったので、それ以上の速度の過速度防止装置を兼用して開発されている。だからATS機能としては有り得る直近の赤信号までの距離を地上子から車上に送って速度限界を刻々算出する停止機能、制限点までの距離、制限値、制限区間長、制限種類を地上子から車上に送って分岐器速度制限、曲線速度制限、勾配速度制限、臨時測度制限を行う４項目の青信号下の制限機能を独立に持っていて、停止信号と併せこれら５項目の速度制限の最低値で強制制動が動作する。その特徴は、ATS-Sx系の様な点速度照査で必要な減速余裕距離が全く不必要でその分列車間隔を詰められることで、その点は赤信号に対するATSの減速・停止速度パターンと共通である。直通ブレーキを採用した車両では、速度制限に当たった場合、緩解の早い常用最大ブレーキが掛かるが、制限速度以下に減速すれば即緩解可能であるため時間損失がない。この点、10km/h以下に減速しないと緩解を許さない赤信号に対するATSとは異なる。なお自動ブレーキ車は操作次第で途中でブレーキエアーが不足する危険があるので赤信号・青信号どちらの制限に抵触しても非常制動で停止させている。
速度制限地上子は、取りこぼしを怖れて、４ｍほど離して２基ずつ設置しているが、分岐器過速度防止装置としてはポイントに連動し場内地上子に制限継続/非継続フラグがあって分岐側だけ動作する。制限値が固定なので動作電源を車上から送信される高周波電力を受信して動作する「無電源地上子」を用いる。ＪＲ東日本日本では当初、曲線速度制限地上子は全くみられなかったが最近は都心部ATS-P区間から始まり総武線にも見られる様になってきた。
4/25尼崎過速度転覆脱線惨事以来新型＝ATS-P化で過速度は抑えられるかの報道が圧倒的で国土交通大臣までそう発言していた（後日訂正済み）が、真相は、青信号でのATSである速度制限地上子を設置しなければ速度制限されないし、旧型＝ATS-SWであっても108.5kHz速度制限地上子対を２〜３対設置して過速度防止装置を構成していれば今回の惨事は起きなかった。安全費用を渋ったのと、SW速度制限設置で生ずる余分な徐行距離＝高速化の邪魔者を嫌って設置をサボったのだろう。
ＪＲ東海が速度制限差40km/h以上の箇所に制限地上子を設置し、ＪＲ西日本自身、東海道・山陽・北陸路のATS-SW区間で同じ速度制限地上子を17箇所設置していたことが報道されており、高速区間の唯一回復運転可能区間の終端になんで過速度防止装置を付けなかったのか！固定の地上子４基20万円〜６基30万に工事費を加えて100万円でおつりが来る(土佐くろしお鉄道談：4/6〜4/7赤旗新聞中四国版)ものを、危険20箇所に付けても2000万円。尼崎惨事107名の命はもう返らない。
図の青線がATS-P制動コマンド発効線相当。青点がATS-ST型過速防止装置の設定点。70km/h制限に対してST側には余分な徐行距離を生じている
（追補２）ATS-P地上装置
エンコーダ式vs無電源地上子式
06/05/27補足 <ATS-PN>
1986年末に供用されたATS-P原型のATS-H以降、機器構成で１〜４、４N型、統合型、PN型などがあるが、地上子の発するコードとしては同じ(＝総てATS-P地上装置)であり、設置時期により内部構成が微妙に違う程度の差が多いが、構造上の大きな違いとしては信号機毎にATS-P動作を司る一種のボードPC＝「エンコーダ＝符号処理器」を使うか、それとも信号現示によるリレー制御だけで済む｢無電源地上子｣内部切替方式のATS-PNかという違いがある。エンコーダ式ATS-P
エンコーダ(EC：符号処理器)というのは、各信号機毎のATS-P装置を制御する組込ボードPCと言って良い。8085CPUで信号現示に応じたコードを各地上子のレピータ(RP：中継器)に送り、また２型以降はエンコーダ間通信で前後の信号から情報を得ることができる。レピータ(RP)とは、トランスポンダ地上子の入出力を引き受けてエンコーダからのコードを地上子に送り、地上子からの車上情報をエンコーダに送る装置である。
信号現示には拠らない固定コードは「無電源地上子」から車上に送ることができる。
無電源地上子式ATS-P＝ATS-PN
無電源地上子とは、動作電力を車上から得て動作する地上子を言い、電源配線が無用であることから「無電源」と呼ぶが、動作電源は必要だ。車上から245kHz電力波で供給としているが、具体的構造は分からない．周波数からして電磁誘導(トランス)方式だろうか？変周式であるATS-Sxは元々無電源なのでことさらの無電源地上子は存在しない。地上時素を用いたATS-SN/-S速度照査装置に動作電源の配線が必要なだけである。
エンコーダからのコードを子細にみると、各地上子から次の停止信号までの距離と下り平均勾配を送るだけなので、地上子数×現示数の固定コードを信号現示によってエンコーダ内部で切り替えていることが分かる。そこで、信号現示による切替を無電源地上子内で行えば、エンコーダ抜きに信号現示のリレー制御ベースで行え、大幅なコストダウンができる。最大５現示切替を可能として、この方式をATS-PNとした。エンコーダに内蔵していた「電文ROM」を対応する各地上子内蔵にしたものである。大月以西、千葉以南など首都圏に直結する地方部600km余に設置された。
エンコーダがないことで車上情報と故障情報を得られなくなり、現示アップ動作、踏切定時間制御、列車番号取得機能がなくなった。輸送容量が問題になれば隘路となる合流点などその地点だけ車上情報による制御を導入すれば済むが、まだその実施例は聞かない。次節ATS-PTがその方式に決まる可能性がある。（決定した）
JR東海ATS-P＝ ATS-PT <ATS-PT>
ATS-P導入を頑なに拒否し、低速側しか対応せず危険な高速側を放置するJR東海ST型過走防止装置などで足りるとしていたJR東海が「全く想定外」の宿毛事故(05/03/02)と尼崎惨事(05/04/25)と、それを承けた技術基準改定2006/03で去る06/05/23付けで2010年〜2011年のATS-P導入を発表した。詳細仕様は未定流動的で、漏れ伝わる処に拠れば完全独自コード案、鉄道総研ATS-X採用案まで検討されたが、それらに全JR共通ATS-Pコード方式を捨ててまだ上回る様な利点は見いだせず、JR全社共通コードで初開発供用以降20年経過して構成部品が陳腐化する装置を新設計する方向で、ATS-PNを基準に現示アップなどの車上情報制御を必要とする部分にエンコーダ方式を配する構成で落ち着く見通しとなった。JR共通コードだからATS-Pそのものである。ATS-PTはJR東日本同様、安全性重視の全面ATS-P採用か、それともJR西日本に倣って絶対信号など輸送隘路となる信号のみATS-Pとして輸送容量増加を図り警報のみで強制停止のない閉塞信号は放置する｢拠点Ｐ｣方式かは大いに注目されるが、総予算でみる限り大幅コストダウンの完全Ｐというより手抜きの拠点Ｐで計画されている疑いが強い。(注：実際は全面Ｐで設置されている)
尚、速度制限に当たった場合、直通ブレーキ車も非常制動を掛けると受け取れるJR東海の広報文がwebに公表されているが、これは構造的には常用制動側に制御弁を設けるかどうか、あるいは電気指令信号を出すかどうかだけなので、固定ではなく、JR東西稠密区間乗り入れ車など輸送容量を増やしたい車両には緩解の早い制動方式を採用することになるし
（追補３）ＳＷ併用拠点ATS-P！
キセルATS-Pで良いのか「拠点Ｐ」
05/05/09補足 <kiseru_P>
 切替連動を「短絡」するとＰ/Ｓ併用となる ＝自動切替が「定位」：↑京葉線205 ↓熱海折返し東海211系３連
|  「短絡」定位で電車区印で封印。 (客室より撮影し遠近補正) |
手抜き拠点Ｐ採用の理由は確率論と資金の有効利用というお定まりのコスト低減論だ。『重大事故の80%は出発信号と場内信号(＝絶対信号)周辺で発生していて、中間の閉塞信号ではあまり発生しない。近年閉塞信号で発生した東海道線片浜事故(97/08/13)も鹿児島線宗像事故(02/02/22)もATS-Pでは防げなかった。限りある資金の有効利用を図るべきだから拠点Ｐで良い』という論旨だが、対策で防げそうな残る20％はどうするのだ！これは重なるモグラ叩き対応で重大事故を重ねながら存続してきた欠陥ATS-Sx擁護論にそのまま重なる。部内的には｢拠点Ｐ｣というのは絶対信号で列車間隔を詰められるATS-SWという扱いで運転台の動作表示も｢Ｐ｣ではなく｢Ｓ｣である。これを社外に対しては｢ATS-P区間だ｣として主張するのは筋が通らない。
片浜・宗像両事故について言えば、ATS-Pが無閉塞運転中の保護を設定してなかったからの話であり、コード固定のPN方式を含めて対応させる最も簡単な方法は、無閉塞運転中は法定15km/h制限を掛け続ければ足りることである。すなわち無閉塞運転開始操作をしたら、直下地上子通過、次閉塞進入を確認するまで15km/h制限を解除させないよう車上装置のソフトを微調整すれば良いだろう。既に地上子のIDコードは車上で受信しているし、JR東日本は曲線制限速度について本則＋αコードの拡張を決めたのだから、その換装に合わせて施工すれば費用は要らない。曲線制限差額設定として特急車だけソフトを換装し普通車のソフトはいじらないで済ませる積もりだったのか？そうだとしても10年余も経てば線区換え時などで換装される。
京成系と京浜急行、都営地下鉄１号線共通１号型ATSは1960年末の供用当初から無閉塞運転中の15km/h制限機能がある。安全装置として運転条件を監視するのは当然の機能である。｢無閉塞運転は信号とATSに従わないのだから速度制限するのはおかしい｣という暴論が鉄道の本職側から出てくるのは驚きだ。無閉塞運転中の速度規制15km/hを守らせるのは安全装置本来の役割だろう。
こういう無茶な論議は40年ほど昔に製造現場に安全装置を普及・義務付けるときに執拗に現れ安全対策に抵抗した論理だったが、製造現場では次々の死亡労災の発生で抵抗を押し切っていった。鉄道が今その状態だが、信号ATS-Pに関してはJR東日本が本来のATS-P設置を維持しており、その努力を支えて次の乗客の生け贄(＝次の大惨事)がなくても他JRに実施させる世論の追及が必要である。この辺りは国交省ではダメで(厚生)労働省を引きずり込む必要があるようだ。鉄道には誇り高い本職でも、エラー絡みの安全確保問題ではまるで素人であることに新たな犠牲の前に気付いて欲しいものだ。JR西日本に負けない上意下達・聞く耳持たない労働者への専制支配体制からみて次の大惨事はきっとJR東海だ！そこにアリバイ的に輸送力増強・安全性軽視のATS-PT｢拠点P｣導入を許さない方が良い。(06/06/25補足節)
ＪＲ西日本はATS-P化率を７％と発表しているが、この長大なキセルＰ区間を実Ｐに換算すれば実際は半減してしまいそう。ATS-Pの高信頼性は、一般閉塞信号を含めて最低３閉塞区間先までの距離情報を得て９基〜１５基の地上子で順次更新しながら走ることで生まれる訳で、それが中抜きでは信頼度が大幅に落ちてしまう。これを並列にATS-P区間だとするにはいくら何でも無理がある。ATS-Snの上位互換パターン制御ATSとして開発されたＪＲ東日本のATS-Psこそ「拠点Ps」で施工されるのかと思ったら、きちんと「完全Ps」での施工となっている場所もある。安全装置に対する姿勢が東と西でまるきり違うのだ。
（追補４）ATS-P'車種別'速度制限コマンド
JR西が機能拡張し,その拡張部を設定ミスか！
05/11/11補足 <shashu>
ＪＲ西日本がATS-Pの速度制限設定値を全129箇所中実に94点、分岐制限２箇所を設置以来最長15年間も間違っていて、振り子車制限で最大＋35km/h、新快速で＋25km/hの設定ミスがあり、高速側は10月中に改修済みというスクープニュースが飛び込んで、ＪＲ西日本のATS-Pの速度制限が車種別設定が出来るよう拡張されていたことと、折角の拡張部の多くを支社輸送課の解釈ミスで誤設定していて尼崎事故調の異常値照会まで気付かなかったことが分かった。(see日記90)
ＡＴＳ−Ｐ／−Ｈの速度制限コマンドは、１速度しか割り当てられず空き領域は３ビットだけだった。これを余分なマーカー部10ビットを削ってここに許容不足カント毎の＋α分を割り付ける拡張をJR西日本が行っていたことが判明。不足カント50mm,60mm,70mm,110mmに2,2,3,3ビットを割当て本則＋35km/hを許容する。この方式ならＪＲ東日本が近年首都圏周辺部に設置の電文固定のATS-PNに採用できる。先のJR西日本のエラーは不足カント110mmの振り子式でも＋αを付けられないカーブに＋35km/h補正をしてしまったものか？(訂正06/05/31)(Pコード表)エンコーダ式のＰ地上装置を利用して、車上から地上に車種情報を送って、これを元に地上から列車種別に適した制限値を送る方式は採用していない。（ＪＲ東はこのコード拡張を了解していて、今後設置の曲線速照に採用）
ＪＲ東日本では貨物用のATS-PFが旅客用の制限速度を音声で読み上げ機関士が貨物用制限に読み替えて手動減速する車種があるという話が伝わっている。外部にはなかなか事実を確かめようがないが、これが冗談だとしたらATS-P速照に詳しい人の創作で、１速制限の弱点を的確に突いたものだ。
ATS-Pの諸設定 <const>
制動パターン：高減速車、中速車、低速車それぞれの想定減速度と、空走時間：不詳。操作感の統一からATS-Sxの制定値/sxlaw.htmを推算に援用する。
停止位置＝閉塞手前10ｍ固定 (東西JR共通)
T-180地上子(180ｍ位置)がＹ現示速度とパターンの交点
(電車基準？貨物ではT-280地上子では？？)
警告パターン：高減速車、中速車、低速車それぞれの想定減速度と空走時間：不詳。
速度ゼロ位置＝？閉塞手前50ｍ？
車上子位置：ＪＲ東日本電車：運転席直下。ＪＲ西日本電車：車体中央〜後部台車前。
機関車：取付可能なスペースを捻出して。極端には蒸気機関車の炭水車に埋め込んで設置。
最高速度：160km/h
パターン突破制限速度：10km/h、内方50ｍまで15km/h
空き閉塞数：３区間（信号現示数）。当該信号が進行現示の場合に、想定される最も近い停止現示位置までの距離を地上子から与える（地上から場所毎に与えられる固定データ）
絶対信号地上子数：６標準
閉塞信号地上子数：３標準
最大地上子数：８基。（他閉塞の地上子と連続データである）
| 地上子標準位置： | 別紙図＆表参照/atspal.htm | ：
| ATS-Pコマンド一覧： | 別紙図＆表参照/atspcd1.htm
| ：電文：コード表,種別
| ： |
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|---|
ATS-P動作推定図 ( '03/11 UpLoad)
| ATS-P伝送コード(電文) | atspcd1.htm |
| ATS-P地上子位置の分析 | atsppos.htm |
| (T-180＝Ｙ現示速度) | t180pos.htm |
| (T-280＝Ｙ現示速度(表)) | t280tbl.htm |
| ATS･ATC概論 | atsatc.htm |
| ATS･ATC事故史関連 | histrydc.htm |
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| Last Upload: Last Update: 06/06/25 （06/05/31、05/05/09 /08、04/10/30 ） | |||||