デジタルATC アナログATC 違い

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株式会社マイナビ %PDF-1.7 %�� 今回は鉄道は他の交通機関と異なり、どこを走るかは地上側の進路の構成によって決まる。つまり、分岐器(一般的にいうところのポイントのこと)をどちらに切り替えるかは、列車側で勝手に決めることはできず、地上側で指示するようになっている。運転士が行えるのは、そうやって決まった進路の中で「加速」あるいは「減速」する操作だけである。つまり、鉄道では先行列車や対向列車との衝突回避を「ハンドル操作」によって実現することはできない。そこで、先行列車や対向列車との衝突を避ける手段としては、「閉塞」という概念を用いている。これはどういうことかというと、線路を複数の「閉塞区間」に区切り、ひとつの閉塞区間には1本の列車しか入れないようにするという考え方だ。そして、次の閉塞区間に入って良いかどうかを指示するのが信号機である。先行列車や対向列車が次の閉塞区間にいる場合には、信号機は「赤」(停止信号)を表示する。運転士はそれを見て、次の閉塞区間に入る前に列車を止める。こうすることで衝突を防ぐ。列車の運転頻度が高い路線では、ひとつの閉塞区間を短くするとともに、表示する信号現示の種類を増やして、段階的に減速させている。ところが、この仕組みを機能させるには、それぞれの閉塞区間に列車がいるかどうかを把握する、いわゆる在線検知の仕組みが必要になる。現在は一般的に、レールに列車の存在を検出するための電流を流す方式や、閉塞区間の入口と出口にあたる場所で列車と地上の信号設備が通信して在線検知を行う方式などがあるが、いずれにしても地上側に在線検知や信号のための設備を必要とすることに変わりはない。そして、設備の保守には相応の手間がかかる。また、閉塞区間の長さは線路や機器を設置した時点で決まってしまう。すると、たとえば「運転間隔を詰めるために閉塞区間を短く区切り直そう」となった場合には、地上設備に対して大幅に手を入れなければならない。そこで登場するのが、移動閉塞という考え方だ。要は、衝突しないように列車同士の間隔を一定以上に保ったり、対向する列車同士が同じ線路に進入したりしないようにするのが目的なのだから、「列車の在線検知」と、それを受けた「個々の列車に対する、信号を通じた進行/停止の指示」ができればよいのである。そこで移動閉塞では、列車の側で位置検出を行い、地上側の設備に頼らなくても済むようにしている。列車が走り始める際に、まず起点となる位置を把握した上で、車輪の回転数や加速度の情報を利用する仕組みだ。GPS(Global Positioning System)でも同じことを実現できそうだが、あいにくとトンネルに入ると電波を受信できなくなるので、援用はできても、GPSだけに依存することはできない。その点、車輪の回転数に頼る方法なら、レールの上ではどこでも使える利点があるし、リアルタイムで連続的な位置の把握が可能だ。ただし、空転や滑走、摩耗による車輪径の減少によって誤差が出てくるので、駅で停車、あるいは通過する際に誤差を補正する必要があるだろう(駅なら場所を確定しやすいので確実だ)。そうやって得た位置情報、それと編成長の情報を、車上装置が地上の拠点装置に無線で送信する。その間隔は、後述するATACSの場合で1秒間隔と、きわめて短い。拠点装置はそれを受けてデータベースと照合することで、どの列車がどこからどこまで線路を塞いでいるかを把握できる。こうすることで、拠点装置が「衝突が発生する可能性がある」と判断する根拠ができる。もしも「停止させないと衝突する」と判断した場合には、当該列車に対して停止の指令を送るのだが、これも無線で行う。また、前方にカーブがあって速度制限が発生するときに、当該列車に対して減速の指示を出すという応用も可能だ。豪雨や強風といった場面で速度制限をかけることもできるだろう。移動閉塞システムのキモは、個々の列車が正確に自車位置を検出し続けることと、列車と拠点装置の間で確実に情報をやりとりし続けることだ。だから、移動閉塞の死命を制するのは無線通信システムということになる。通信を途絶させないだけでなく、エラー訂正の仕組みや、妨害対策・セキュリティ対策も必要だろう。また、停電した場合に安全側に働くような設計も求められる。そして、長い鉄道路線を単一の無線基地局でカバーするのは非現実的であり、しかも地形に阻害される可能性もあるので、全線をくまなくカバーできるように無線基地局を設置する必要がある。つまり、無線基地局をきっちり整備する必要があるのだが、それでも現行のような信号保安システムを整備するよりはシンプルにできるという考え方だ。そして、ある無線基地局の担当範囲から別の無線基地局の担当範囲に列車が移動すると、通信相手を切り替える必要があるが、これは携帯電話で行っているハンドオーバーと同じ考え方だ。新幹線の車内で通話していてもハンドオーバーで途切れることはそうないのだから、絵空事というわけではない。エラー訂正や暗号化にしても、すでに移動体通信の分野で実現している技術を応用できる。この移動閉塞システムこそ、JR東日本が仙石線(あおば通-東塩釜間)で導入したATACS(Advanced Train Administration and Communications System)のことである。実は、すでに実運用試験を行う段階まで開発が進んでいるのだ。ATACSのイメージ(また、ヨーロッパではEU(European Union)がERTMS(European Rail Traffic Management System)という運行管理システムの構想を進めており、その一環としてETCS(European Train Control System)という保安システムの導入構想を進めている。ETCSには複数のレベルがあるが、ATACSと同様の移動閉塞を行うのはETCSレベル3である。ただし、まだETCSレベル3は実用段階に達していない。ATACSにしろETCSレベル3にしろ、地上設備にかかる経費の節減を図れるだけでなく、無線によるデータ通信を活用することで、列車と拠点装置の間でやりとりできる情報を多様化できる利点もある。そして、車両の性能を考慮に入れて最適な制御を行うことで、効率的な運行が可能になると期待できる。コンピュータ技術や移動体通信技術が発達しなければ、こうしたシステムは実現できなかっただろう。
京王ATCの運転台の車内信号機、停止位置付近での5km/hでの速度照査の状態新幹線のATC設備のうち駅構内の場内進路・出発進路の始端の外方（前方）には添線式停止制御軌道回路（ループコイル）が敷設されており、敷設箇所を示す停止限界標識が近接して建植されている。各進路が設定されていないときは絶対停止信号（03信号）が送信される、また、駅で本線と合流する副本線の出発進路や車両基地の回送線と本線と合流地点の出発進路には、進入検知器が設置されており、列車が過走して停止限界標識やループコイルを超えて隣接線の進路に入った場合には、進入検知器が列車を検知して、隣接線の列車に緊急停止信号を送信して列車を防護する。終着駅での過走余裕（停止目標 - 車止め間）が無い所では、列車の終端防護のために速度照査停止制御装置が設置されている。これはJR各社によって仕組みやシステムが違うが、東海道新幹線では、終端に向かって、レールの両側に2基一対の車軸検出子を6つとループコイルを3つ設置して、列車が所定停止標識に停止するまでの速度を車軸検出子が速度照査し、決められた速度以下を検知した場合は、車軸検出子から所定停止標識までの1つのループコイルに03信号を送信しないが、決められた速度以上を検知した場合は、そのループコイルに03信号を送信して、列車を停止させる。また、列車が所定停止標識を超えた場合には、そこに設置された車軸検出子がそれを検知して、所定停止標識から停止限界標識までに設置されたもう1つのループコイルに03信号を送信する。さらにその奥に、停止限界標識から車止標識までにループコイルが設置されているが、これは列車の速度や接近に関係なく、常に03信号が送信されている。
基本的なシステムはD-ATCと同じであるもの、列車側では車上装置海峡線のうち、新中小国信号場から木古内駅の間は、北海道新幹線の開業に合わせて設備（交流25,000V、DS-ATC、日本で初めてとなる無線設備はデジタル列車無線のうち、使用していないチャンネルをRS-ATCの制御に使用する。列車の停止点の設定、現在地の把握方法、車上データベースはDS-ATCと同じ仕組みとし、車上の一部のシステムをDS-ATCと共用している。列車とは当該の列車番号・現在地などを常時通信するもので、逆方向への運転も可能になっているほか、従来の代用保安方式に比べて安全性が向上されている。ただし、軌道回路を使用しないため最高速度は110km/hに制限されるほか、1駅間に1列車のみの走行に限定している当初は新ATCという名で開発が進められていたが、実用化を前に、後述する九州新幹線でKS-ATCとして先行導入し、その後、東海道新幹線への導入の際に、仕様の一部を変更したものである。東日本旅客鉄道（JR東日本）の東北・上越・北陸新幹線で採用しているDS-ATCと同様の一段ブレーキ方式であるが、多段式ブレーキ方式を用いたアナログ信号によるATC-1D型の機能も備えており、多段式ブレーキ方式から一段ブレーキ方式への切り替えを容易にしている。車上側の車上装置では、路線データと車両性能データが予め記録されており、速度発電機のパルス出力から算出した移動距離、トランスポンダ地上子から受信した位置情報を元に、自列車の位置を把握しており、地上側の地上装置JR東海で開発が進められていたATC-NSを実用化する前の先行導入であったため、前述のATC-NSとほぼ同じシステムであるが、KS-ATCでは、駅間で後続列車が先行列車に接近の場合には、列車の最高速度から停止まで、ATCの速度照査パターンによる一段ブレーキになり、停車での駅進入の場合には、列車の最高速度から分岐器制限速度まで、分岐器制限速度から手動による頭打ち速度である15km/hまで、手動による頭打ち速度である15km/hから停止までの、ATCの速度照査パターンによる三段ブレーキとなっており、15km/h以下からは、ブレーキハンドルによる手動操作により列車を停止させ、ATC-NSで行われている確認ボタンによる確認扱いは行わない。ブレーキハンドルによる手動操作が行われなかった場合には、ATCの速度照査パターンにより、進路終端までに列車を自動的に停止させる。 2002年12月の東北新幹線盛岡～八戸間延伸開業で使用が開始され、2013年までに東北・上越・北陸新幹線の全線で、アナログ型のATC-2型からDS-ATCへ更新された。終着駅の終端防護のために設置されている、速度照査停止制御装置の車軸検出子。スピードですか？物理学 - 前回も新幹線のブレーキについて、質問させていただいたものなのですが、今回はアナログatcとデジタルatcの違いで分からないことがあるので、質問させていただきます。 atcシステ …

ORPは過走防護装置と呼ばれており、駅の停止線手前のレールにORP添線を敷設して、P25またはP35信号を発信している。その区間へ列車が進入して、その信号を検知した時点から残距離をカウントし、25または35km/hから7.5km/hまで降下するパターンを発生させ、その後、PEP信号を受信して、7.5km/hから5.5km/hまで降下するパターンに切替わる過走防護パターンを車上側で発生させる。運転台では、速度計の脇に「P」が点灯し、ORPゲージのある車両は、速度計の赤指針で発生パターンを表示して、列車の速度が発生したパターンを超過すると非常ブレーキが動作する。また、ORP区間に列車が入っている時、列車は自位置を把握しているわけではないので、ORP添線の長さは一定に敷設されており（P25信号で約60m、P35信号で約80m）、これにより、駅への進入速度の向上と運転時分の短縮が可能になる。通常のATCは常用ブレーキ主体だが、過走防護パターンはATCの非常ブレーキのみのバックアップという位置づけである。京王ATCの運転台の車内信号機、制限速度までのパターンが発生している状態物理学 - 前回も新幹線のブレーキについて、質問させていただいたものなのですが、今回はアナログatcとデジタルatcの違いで分からないことがあるので、質問させていただきます。 atcシステム … 京王形運転台には照査速度を示す緑の京王ATCの運転台の車内信号機、パターンが発生していない状態トップページへ戻る東急や営団に導入された一段ブレーキ制御ATCは、理想的な運転と保安度の向上を目指し、アナログ方式では究極の方式といえる。

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