自動列車制御装置

自動列車制御装置（じどうれっしゃせいぎょそうち、ATC:Automatic Train Control） とは、鉄道における信号保安装置の一種である。

開発の経緯

自動的にブレーキ制御を行うATCを日本で最初に採用した鉄道は、1964年（昭和39年）に開業した東海道新幹線である。新幹線は最高速度210km/hでの営業運転を行うにあたり、高い安全性を備えた運転保安システムが要求された。高速運転中は地上に建植された信号機では視認する事が極めて困難である。また、高速走行中に運転士が異常や錯誤に気づいて非常ブレーキをかけても完全に停止するまでには数kmの距離を要する。当時在来線で採用されていたATSのように、速度照査は行われず信号冒進などの異常事態が発生してから動作するというバックアップ装置では、高速走行かつ安全な運行を行うためには極めて不十分なシステムであった。以上の理由により、採用された自動列車保安装置はスピードシグナルの概念を基本として、車内信号方式 (CS-ATC:CabSignal-ATC) による速度信号現示を行い、信号現示より高い速度で運転されている場合には自動的に速度を信号現示以下に減速させるシステムとなった。これがATCの開発・設計の基本理念となっている。一方、地下鉄などに採用されたATCは高速走行をしないため地上信号方式 (WS-ATC:WaysideSignal-ATC) が採用されたが、最近はこれらの鉄道でもCS-ATCが主流である。

広い意味でモノレールも鉄道に含まれるが、この場合車内信号方式のATCを初めて採用したのは1985年に開業した北九州高速鉄道（北九州モノレール）である。

新しいATC

従来形のATCは、走行速度が現示速度を超過した場合に常用最大（通常使うブレーキで最も効きが強いブレーキ）ブレーキをかけ、現示速度以下になると自動的にブレーキを緩解（緩めること）するシステムである。しかしこの方式では、結果的に停止すべき地点までに数回の常用最大ブレーキとブレーキ緩解が繰り返される事となる（このようなブレーキ制御を多段ブレーキ制御方式と称する場合がある）。このような動作は乗り心地悪化の原因であり、運転間隔短縮を実現する上での障害となってしまう。これらのATCの欠点を補った1段ブレーキ制御方式CS-ATCが東京急行電鉄の田園都市線で初めて導入された。その後、東横線や東京地下鉄の一部路線などでさらに改良されたATC（ATC-P、東京地下鉄は営団新CS-ATC）が使用され、JRグループでは同じ理由でデジタルATCが使用されはじめている。

国鉄形ATC（アナログ）

日本国有鉄道（国鉄）・JRグループの路線・車両にて採用されたATCには下記のような種類がある。呼び名は車上装置の形式であり、地上装置の形式とは異なる。他の鉄道事業者では呼び名が異なるので注意。

ATC-1型（東海道・山陽型）

東海道新幹線開業時1964年に採用されたATCで、東海道新幹線は地上装置がATC-1A型最高運転速度210km/hとして設計され、続く山陽新幹線はATC-1B型とし東海道より最高速度を上げた。信号現示は0,30,70,110,160,210で、すべて現示速度は抑止速度（実際に速度超過でブレーキが作動する速度）であった。このうち0信号は地上子P点による01（ゼロイチ)、先行区間進入などの無信号区間や各種機器の故障時等による02（ゼロニ）、ループコイルによる03（ゼロサン）があり車上現示では区別がわからないが01と02では確認扱いにより進行することができる。03信号は絶対停止信号とも呼ばれ信号現示が変わらない限り進行することはできない。東海道新幹線大阪運転所脱線事故や品川基地出入場線本線合流部・新大阪駅構内の異常信号現示により、無信号時の混信における意図しない信号現示が問題になり保安度向上の必要性に迫られた。その後、保安度向上および最高速度アップに伴う現示追加のため、2周波組み合わせ方式に改良され（ATC-1D型、山陽ATC-1W）、現在では、最高運転速度は東海道新幹線は270km/h、山陽新幹線は300km/hとなり、信号現示は0,30,70,120,170,220,230,255,270,285,300となっている。なお、220信号以上での抑止速度は現示速度+5km/h(300のみ+3Km/h)であり、東北・上越・長野新幹線とは考え方が異なる。東京～新大阪間の東海道新幹線では既にデジタルATC (ATC-NS) へ更新されており、将来的には山陽新幹線もATC-NSに移行する予定である。

ATC-2型（東北・上越・長野型）

東北・上越新幹線開業時には、東海道・山陽新幹線で実績のあるATC-1型をベースに、2周波化して保安度を向上するとともに将来の最高速度アップに伴う現示追加や電源周波数の50/60Hz両用化で全国新幹線網に対応した上位互換の地上装置ATC-1D型が採用された。しかし車両形式が異なることから、車上装置はATC-2型とされ、以後は、車両形式にかかわらず、東海道・山陽新幹線用をATC-1 (D, W) 型、東北・上越（・長野）新幹線用をATC-2型と呼称している。当初の信号現示は、0,30,70,110,160,210,240,で、後に260（長野）、275（東北・上越）が追加された。また、当初は200系の一部編成、その後E2系J編成・E3系にも拡大した高速対応車両は、一部区間において、トランスポンダを使用して240信号を読み替えることで275信号を現示する。なお、東北・上越・長野新幹線においては、すべて現示速度＝抑止速度である。東北新幹線では全線において既にデジタルATC (DS-ATC) へ更新されており、2009年度までに上越新幹線の全線でDS-ATCに移行する予定である。

ATC-3型

営団地下鉄東西線（当時）乗入用の地上信号方式ATC（営団WS-ATC）で国鉄形式ではATC-3型と呼ばれる。乗入相手先の部分でのみ使用され国鉄区間では採用・使用されていない。同線に過去に乗り入れをしていた103系1000・1200番台、301系や、E231系800番台にはATC-3型車上装置が搭載されていた。乗入先の東京地下鉄東西線が2007年3月にATC-10型（東京地下鉄CS-ATC）へ切り替えられたため、既にJRではこの形式のATCは使用されていないが、2008年10月現在、東京地下鉄東西線に乗入をしている東葉高速鉄道東葉高速線でこの方式を使用している。

ATC-4型

常磐緩行線と営団地下鉄千代田線（当時）用で国鉄形式ではATC-4型と呼ばれる。信号現示は0,25,40,55,75,90である。常磐線増強のため複々線化による緩急分離と、それに伴い千代田線と直通運転するため採用されたのが営団に合わせた車内信号方式であるATC-4型（営団CS-ATC）であった。使用開始は1971年。複々線化による緩急分離営業運転開始と相互直通運転開始は同時である。その後1999年に、常磐緩行線・千代田線の運転間隔短縮実現のため、ATC-4型からATC-10型へ変更され、既にJRではこの形式のATCは使用されていない。2008年10月現在、東京地下鉄有楽町線の新木場～新富町間でこの方式を使用している。

ATC-5型（消滅）

総武快速線・横須賀線地下ルート用で国鉄形式ではATC-5型と呼ばれる。1972年～1976年に開通した総武快速線・横須賀線は、信号見通し距離の確保が困難であったためATC-4型と同等のCS-ATCを採用することになったが、信号現示が0,25,45,65,75,90で異なり、車上装置には使用線区両端部である錦糸町駅・品川駅でのATS切替機能を追加したため、ATC-5型と呼称される。地上装置はATC-1C型である。なお、2004年に総武快速線・横須賀線の地上部で使用されていた地上信号方式のATS-Pへ切替統一されたため、現在この形式のATCを使用している区間はない。

ATC-6型

国鉄形式ではATC-6型と呼ばれ、ATC-5型に対して上位互換性がある。地上装置としてはATC-1E型で、山手線、京浜東北線は最高速度90km/hだが、コードとしては埼京線と同じく120km/hまで割り当てられている。信号現示は0,15,25,45,55,65,75,90,100,110,120。 当時の国電ATC-6型化計画により、第一期工事で1981年に山手線、京浜東北線（大宮～蒲田間）が、第二期工事で1984年に赤羽線、京浜東北線（蒲田～横浜間）、根岸線が使用開始となる。翌1985年に赤羽線の延長ともいえる通勤新線の大宮～赤羽区間が新規開通、赤羽線を吸収した形の埼京線全線で使用開始となる。また、1986年には埼京線が乗り入れることになった山手貨物線の一部区間でも使用開始となる。 上記のうち山手貨物線と根岸線の一部区間はバックアップATC区間である。 バックアップATCとは、貨物列車などのATC非搭載車両が入線できるようATC-6型とATSの併用して使用することであり、ATC搭載車はATCを、ATC非搭載車はATSを使用し運行されるので、意味的にはバックアップ付きATCという感じである。 その後、山手貨物線（埼京線池袋駅～新宿駅間）のバックアップATC区間は、2003年5月25日に実施された線路切り替え工事によりATS-Pに変更された。また、山手線は2006年7月30日をもってD-ATCに変更された。 2008年10月現在、京浜東北・根岸線（鶴見駅～南浦和駅間を除く）、埼京線大宮駅～池袋駅間で使用されている（埼京線池袋駅～大崎駅間はATS-P）が、京浜東北線と根岸線はD-ATCか工事中でいずれ切り替えることになる。

ATC-9型

筑肥線と直通運転する福岡市交通局（福岡市地下鉄）のATCは、国鉄形式がATC-9型となった。

ATC-10型

一段ブレーキ制御方式ATC（アナログ形）で、ATC現示の多現示化に対応しており、東京地下鉄CS-ATCと同じである。常磐緩行線および直通運転を実施している東京地下鉄千代田線に採用されている。東京地下鉄各線（ただし有楽町線の新木場〜新富町及び池袋〜和光市間を除く）も、現在はこの方式に変更されている。信号現示は0,10～90は5km/h刻み。新CS-ATCの項も参照のこと。

ATC-L型

1987年に開業した海峡線（新中小国信号場－木古内駅間）に採用されている。将来の北海道新幹線延伸計画を考慮し、ATC-1D型（ATC-2型）との共用を意識した方式である。地上装置としてはATC-1F型とされる。開業時は、殆どの列車がED79形電気機関車に牽引される自動ブレーキのみの方式であり、ATCブレーキ動作後の自動緩解（弛め動作）が難しく、込め不足の危険があるため、制限速度が変化する進路の1進路手前で予告現示を行い、ブレーキハンドル位置を指定し、進路境界までに運転士の操作で減速させる方式とした。考え方としてはフランス国鉄のTGVで採用されている方式と類似している。もちろん、運転士による減速が行われないまま進路境界を越えると、自動的に常用最大ブレーキが作動する。自動緩解が行われないため、当初はATCのハードを使ったATSとしてATS-L型と称していたが、車内信号閉塞式であることから制度上ATSとしては認められずATCの一種という整理がなされ、正式開業時にはATC-L型となった。ちなみにLはLocomotive（機関車）の意味である。信号現示は0,45R,45,110Y,110で、45R,110Yがそれぞれ0,45の予告となっている。電車列車（485系、781系、789系）は、機能上通常のATCであり、信号現示は0,55,105,140となっている。

デジタルATC

JR化後に開発・採用されたデジタルATCは以下のような種類がある。

D-ATC

• 京浜東北線（南浦和～鶴見）
• 山手線
• 都営新宿線

東日本旅客鉄道（JR東日本）の在来線で採用されており、D-ATC (Digital-ATC) と呼称する。従来のアナログATCでは地上装置から最高速度を直接表示する地上主体型の階段制御だったが、D-ATCでは地上装置から列車が止まるべき場所を列車に送信し車上装置が列車の現在地を把握した上で最適な速度を表示し、減速時にはATS-Pと同じ車上主体型のパターン制御に変更することにより、車両性能に応じたブレーキ扱いが可能となり、乗り心地の向上や保安性の向上、スピードアップによる運転密度の向上が図られている。なお、速度現示に必要な列車の現在地は車両に付けられた速度発電機により把握するが、より正確に把握できるよう地上子による補正も行われる。また何らかの理由で現在地が把握できなくなった場合は即非常ブレーキが作動する。
現示速度は5km/h刻み（E233系では1km/h刻み）で、速度計を取り囲むように緑の▼（0km/hのみ赤の▼）で表示するほか、走行速度がATCの速度パターンに近づくとパターン接近を表示する。またデジタル電文による通信で扱える情報量が増えたため、踏切の非常ボタンが押された等の付帯情報も列車に送信し運転台に表示できる。なお、従来のATC-6型の車内信号も搭載されている。

京浜東北線は、同線で運用されている209系に順次D-ATC車上装置取付改造を実施したうえで、2003年12月21日に南浦和駅－鶴見駅間がD-ATCへ変更された。

山手線は2005年4月をもって、205系からD-ATC車上装置が搭載されたE231系500番台への置き換えが完了した。地上装置側の整備を待ち、2006年7月30日に全線がD-ATCへ変更された。これに伴い2007年3月18日のダイヤ改正で、1周59分で運転される。

京浜東北線の残り区間および根岸線についても、直通する横浜線車両205系のD-ATC対応化や地上設備の更新とともに2008年度末までにD-ATC化される予定である。

なお、2005年5月14日より使用を開始した東京都交通局（都営地下鉄）新宿線の新ATCも、D-ATCのシステムをほぼ踏襲している。

DS-ATC

• 東北新幹線

JR東日本の新幹線で採用されており、DS-ATC (Digital communication & control for Shinkansen-ATC) と呼称する。基本的な構造はD-ATCと同じで、長野新幹線を除くJR東日本管内の新幹線既存区間でも順次この方式へ変更予定である。東北新幹線は全区間でDS-ATCが採用されており、2009年頃までに上越新幹線でも導入予定である。なお長野新幹線は今のところ導入は未定である。

D-ATC・DS-ATCは、下記ATC-NS・KS-ATCとは異なり、ブレーキパターンデータはあらかじめ作成済みのものをデータベースとして所持し、地上からの停止点情報を元にそのパターンデータを「検索」するという方式を採っており、ブレーキパターンを都度演算するATC-NSで導入当初に頻発した演算エラー等での停止信号現示などの現象は起きにくいとされている。着眼点は地震の規模からあらかじめ津波予測を計算・データ化し保存しておき、地震発生時はそのなかから最適データを引き出すだけとする津波予報システムと同様の考え方といえる。

ATC-NS

• 東海道新幹線（東京～新大阪）

DS-ATCと同様一段ブレーキ方式であるが、DS-ATCでは停止点を送信するのに対し、ATC-NSは進行できる区間（閉塞に相当する）の数を送信し、それにあわせたブレーキパターンを車上で随時作成している。東海旅客鉄道（JR東海）の東海道新幹線で採用されており、ATC-NS（JR東海の英語サイトではnew ATC systemと表記）と呼称する。2006年3月18日より本導入となった。300系・500系・700系については、順次ATC-NS車上装置取付改造を実施した。尚、0系・100系については、現在は東海道新幹線には入線しないため改造は実施されていない。地上設備については、静岡駅－浜松駅間が1段制御走行試験区間として先行導入され、同区間の更新切替が2001年12月～2002年1月にかけて行われた。将来的には山陽新幹線にも導入される予定である。

KS-ATC

• 九州新幹線（新八代～鹿児島中央）

九州旅客鉄道（JR九州）の新幹線で採用されており、KS-ATC (Kyushu Shinkansen-ATC) と呼称する。2004年3月に開業した九州新幹線新八代駅－鹿児島中央駅間はKS-ATCが採用された。前述のATC-NSとほぼ同じシステムである。ただし、ATC-NSではATC確認扱いが30km/hで確認扱いを行うことによりブレーキが緩解するのだが、KS-ATCでは15km/hで自動緩解するという違いがある。

地下鉄のATC

一般的に地下鉄は、カーブが多くトンネルのため見通しが効かないという特性上、より安全性の高い保安設備が要求される。都営地下鉄浅草線が直通運転をしている私鉄との整合性から1号型ATS（デジタル変調による情報伝達を行なうC-ATSに更新予定）を採用している事を除き、全ての社局・路線でATCを採用している。

概ね車内信号式 (CS-ATC) を採用しているが、千日前線・長堀鶴見緑地線・今里筋線以外の比較的古くから営業している大阪市交通局（大阪市営地下鉄）各線では、昭和40年代以降、地上信号式 (WS-ATC) を採用している。 打子式ATSを使用していた東京地下鉄銀座線・東京地下鉄丸ノ内線・名古屋市交通局（名古屋市営地下鉄）東山線、T形ATS（東武鉄道と共同開発）を使用していた都営地下鉄三田線、WS-ATCを使用していた東京地下鉄日比谷線および東京地下鉄東西線は新CS-ATCに置き換えられている。

2005年5月14日から都営地下鉄新宿線ではデジタルATC (D-ATC) へと移行している。

WS-ATC

ATC-3 と構造的にはほぼ同じ。

CS-ATC

ATC-4 と構造的にはほぼ同じ。段数が少ないことから段数の多い新CS-ATCに置き換えられている。

新CS-ATC

新CS-ATC対応車内信号機

ATC-10 と構造的にはほぼ同じで、従来のCS-ATCに代わって導入が進められている。信号現示は0,25と25～80の間が5km/h刻み。一段ブレーキ制御で、従来より閉塞数を細かくできるため増発が可能になるほか、ATCによるブレーキが作動する際、作動直後と緩解直前に常用最大ブレーキの半分のブレーキ（ハーフブレーキ）を作用させることでショックを和らげる（鉄道会社によって多少異なる）。運転台の表示器では許容速度を橙の▼で表示するほか、進行現示の場合は緑の●を、停止現示の場合は赤の●を表示する機能も追加した。

一段ブレーキ制御にはデジタルATC (D-ATC) があるが、新CS-ATCは地上装置から直接速度現示を行う（D-ATCは列車が停止すべき位置情報を受信し車上装置が最適速度を判定して速度現示する）。またアナログ信号で伝送するほか、旧型のCS-ATCとの互換性もある。ただ、最高速度などは導入段階で一番ブレーキ性能の悪い列車に合わせているため、ブレーキ性能の異なる列車が走る路線には向いていない。なおD-ATCとの互換性はない。

最近では、半蔵門線は2003年（平成15年）3月の水天宮前～押上間の開業に合わせ全線に、日比谷線は2003年（平成15年）10月に全線に、東西線は2007年（平成19年）3月に全線に導入された。

新CS-ATCは、一段ブレーキ制御ではあるが、デジタルATCとは異なり、主たるブレーキ制御はパターン制御ではない。

また、何らかの理由（停止位置修正など）で一時的にATCブレーキを解除すると、「非常運転」のランプが点灯し、警報音が鳴る。

私鉄のATC

私鉄のうち、東急田園都市線・東急東横線・東急目黒線・東急大井町線・西武鉄道西武有楽町線・埼玉高速鉄道・東葉高速鉄道・横浜高速鉄道・近畿日本鉄道けいはんな線・北大阪急行電鉄・北神急行電鉄・名鉄小牧線などの路線では、自社線内も地下区間であったり、乗り入れ先と整合させるためなどの理由により、ATCを採用している。 また、京王電鉄全線もATC化される予定である。

東武東上線も2012年度にATCを使用開始するのに伴い2008年度から工事に着手する予定である。

東急田園都市線

このシステムは東急田園都市線にて初めて導入された。田園都市線では、速度制限のためのATCの機構だけでなく、駅停車制御（オーバーラン防止：この制御区間でATC指示速度を走行速度が超えた場合は非常停止）・後方防護（オーバーランして列車をバックする際、通常は1閉塞以上が空いてしまうが、一定区間を停止とすることで安全にバックできる）・ORS（地上側で列車速度を検知して過速度の場合は01信号として常用ブレーキで停止）の機能を持ち合わせている。

また、ATCによるブレーキの動作は、作動直後に常用最大の半分のブレーキが0.5秒作用し、その後常用最大になる。緩解の際は、01信号では速度8km/h以下でハーフブレーキとして停止時のショックを低減しているが、それ以外ではハーフブレーキは行われないので、運転士がハーフブレーキを行うことになる。

なお、平成15年3月の半蔵門線延伸開業の際にトランスポンダ関連を除き、東横線と同様のシステムに変更となっている。

東急東横線

その後導入された東横線では、次の閉塞までのあいだにハーフブレーキのみで走行速度が指示速度に下がりきるかを車上でパターンを発生させて計算する機構を加え乗り心地向上を実現している。これは、たとえば走行速度が80km/hで指示速度が75km/hと下がった場合のように、ブレーキ初速が走行速度と近い場合に有効である。

ほかにも、駅停車制御も田園都市線ではCS-ATCにより制御していたが、東横線ではトランスポンダによる伝送により停車駅500m程度手前で種別ごとにCS-ATC装置が車上でパターンを引きオーバーランを防止するとともに、過走時には自動的に後方防護もなされる方式となり、駅停車制御による指示速度は変化しない。なお、このトランスポンダ装置により臨時速度制限情報も送信されるほか、運行番号や種別などの司令所への伝送もなされる。

他にORPやPEPによる防護（終端や一部02信号（非常制動を指示する停止信号）手前に設置され、15もしくは20,25,35km/hからパターンが引かれる。この際赤のＰが点滅し赤色の針でパターン速度を表示し、速度を超過すると非常ブレーキが作動する）、踏切制御（トランスポンダ装置で車上から地上に伝送された種別に応じて踏切の閉まるタイミングを変えるほか、踏切が閉まるまでは踏切の手前までに停止するように指示。また踏切支障の場合は一段ブレーキではなく階段状に減速するよう速度現示し、踏切付近は15km/h信号で通過できるようになる）なども導入された。

つくばエクスプレス

首都圏新都市鉄道つくばエクスプレス線では、東京地下鉄東西線向けに準ずるデジタル伝送式新CS-ATCを採用した。最高速度160km/hでの走行を想定し、5～160km/hを5km刻みで制御する。また前方予告機能のほか、終端駅など過走距離が取れない場所ではパターン制御を採用している。交流電化区間を走行する観点から、デジタル伝送を採用し、その利点を生かして場内進路情報や停止が必要な位置までの前方距離などが運転台のモニタ装置に表示される。

ATC信号は常時送信ではなく踏込み送信方式となっている。常時送信はしておらず、列車が当該軌道回路に進入しTD装置が列車を検知・在線を判定して在線軌道回路に信号を送信する。検知によって信号を送信するため列車進行による次軌道回路在線による送信点の変化時車上側にごく僅かなタイムラグ（無信号状態）が発生するが、車上装置側に許容値内の時素を持たせて対応している。もちろん許容値を超える無信号があった場合は無信号絶対停止のためEB（非常ブレーキ）が動作する。

但し、停車場構内の場内・出発進路のあるところは各進路設定により関係進路上の軌道回路が常時送信で送信する。

新幹線設備のその他

新幹線のATC設備のうち場内進路・出発進路の内方には添線式軌道回路が敷設されている。各進路が設定されていないときは絶対停止信号（03信号）が送信されている。また、ATC地上装置に在線検知機能も付いている。

東北新幹線のDS-ATCでは入換信号もATCによって現示される。東海道・山陽は新旧どちらも地上信号機によって現示する（九州新幹線も同様）。ただし、手信号代用器はいずれの新幹線も仕組みが存在する。

日本国外のATC

日本国外には日本のATCと同じものをATCと称するところもあるが、日本のATS-Pに当たる装置をATCと称している国もある。

“ATC”の略称について

日本国内においては、ATSの上位という位置づけもあり、Automatic Train Controlの略称としてATCと略されてきた。 しかし、Auto Train Controlという英文であれば、この装置は加速などもふくめた列車の全自動制御装置という意味になる。これが日本国内で英文の通り示す装置に該当するものはATOとなる。

ここでいうATCは、“Control”つまり列車を制御する能力は減速のみしかない。 ATCはあくまで保安装置に過ぎない。したがって、本来のATCを示す英文はAutomatic Traffic Controlである。

関連項目

• 自動列車保安装置
• 自動列車停止装置 (ATS)
• 自動列車運転装置 (ATO)
• 定位置停止装置 (TASC)
• ATP
• 緊急列車防護装置（TE装置）
• 緊急停止装置（EB装置）
• デッドマン装置
• 新交通システム
• 車内信号閉塞式

関連人物

• 河邊一

外部リンク

• JR東日本 デジタルATCシステム
• JR東海 安全対策 設備改善 ATC
• 地下鉄博物館 地下鉄の歴史
• あたらしいATS・ATCのはなし
• レールファン音楽館 スタッフの部屋