C-ATS
C-ATS是在京成电铁、新京成电铁、北总铁道、京滨急行电铁、芝山铁道、浅草线等线区与公司中共通使用的一种数字信号MSK调制速度连续照查式ATS。
之所以叫C-ATS，是因为C指代了三个英文单词：
- Common (共通)：搭载C-ATS车上装置的列车大抵可以相互直通。
- Continuous (连续)：相比于传统ATS-Sx之类的点制御不同的是，C-ATS是连续制御。
- Control (制御/控制)：C-ATS作为保安装置，可以有效控制速度防止事故。
尽管大家都使用C-ATS，但是在不同会社中，本保安系统还是有一些不同之处的。本研究将聚焦于不同会社之间的不同与相同之处。
信号内容[编辑 | 编辑源代码]
| 调制方式 | MSK方式 | |
| 载频 | A线 | 4.5kHz |
| B线 | 5.1kHz | |
| 占用带宽 | 450Hz | |
| 偏移频率 | ±75Hz | |
| 传输速度 | 300bps | |
| 数据长度 | 36bit | |
| 帧同步 | 通过前缀/无逗号代码 | |
| CRC长 | 6bit | |
| CRC生成多项式 | X6+X5+X3+X2+X1 | |
36位C-ATS信号的分解如下：
| 起始位 | 固定 | 数据① | 固定 | 数据②③ | 固定 | 数据③④ | 固定 | 数据④⑤⑥ | CRC | 固定 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 4bit | 0 | 4bit | 0 | 4bit | 0 | 8bit | 6bit | 0 |
- 数据①：会社标识：最多16条信息
- 数据②：上下线标识：4条信息
- 数据③：轨道电路ID：8信息（相邻轨道电路标识/轨道电路绝缘击穿措施）
- 数据④：坡度信息：16个信息（+35至-40每千分）
- 数据⑤：内外连续性检查：2条信息（与下一轨道电路的连续性）
- 数据⑥：控制信息：64条信息（各公司独有的规格）
京成电铁[编辑 | 编辑源代码]
京成电铁由于其开行Skyliner列车，途径的成田空港Sky Access线中可以达到160km/h的高速，因此其信号指示也较多。
| 现示 | 停止 | 注意 | 减速 | 进行 | 高速进行 |
|---|---|---|---|---|---|
| 速度要求 | 0km/h，信号机前停止 | 45km/h以下 | 75km/h以下 | 120/130km/h以下 | 160km/h以下 |
| 代号 | R | Y | YG | G | GG |
京成电铁在临近停车站时（通常在停车站前500m左右），车掌会鸣短声蜂鸣器（·），提醒司机下站停车，同时司机室内停车预报装置收地上子情报会响起叮咚-叮咚的响声。
信号[编辑 | 编辑源代码]
如果下一个信号机现示相对于现在现示低一级（例如YG->Y），则在经过下一个信号机时，会进行速度照查。如果当前速度高于前述速度要求，则施加最大常用制动。
如果下一个信号机为红灯现示（R），则会在红绿灯外的模式信号发生点 B 点入口发送绝对停止模式控制曲线。 此时，提示铃短促的敲响两下，ATS指示灯显示橙色数字。C-ATS显示器在速度接近照查速度时显示 "P接近"，提示铃短促的敲响两下；如果P接近消失，提示铃响一下。如果超过照查速度，提示铃长鸣，同时施加紧急制动使列车停止。 当列车在绝对信号机（场内或出发）处停车时，无论手柄的位置如何，制动器都会制动，并显示 "NB"，直到当前现示提升（R->Y）为止。 如果在绝对停车模式下停站，系统自动切换到7.5 km/h速度照查（误出发保护功能）。闭塞信号停车指示一分钟后，自动切换到15 km/h速度照查，以便进行无闭塞运行。
京成电铁不同站之间的不同种别，最高速度有所不同。因此，进行的最高速度照查也会相应的有所不同。值得注意的一点是，京成线区上，所有的信号变化都会让指示铃短促响一声。
限速[编辑 | 编辑源代码]
京成本线线形不良，部分线区曲线半径小，限速低，如果放任司机高速冲入弯道很可能重蹈福知山线覆辙。C-ATS有限速功能，与ATS-P一样，在限速前某点产生一个速度照查曲线，当速度接近照查速度时显示 "P接近"，提示铃短促的敲响两下；如果超过照查速度，提示铃长鸣，同时施加最大常用制动使当前速度低于照查速度。
踏切防护功能[编辑 | 编辑源代码]
一些站前有踏切，在列车进站时如果未控制好速度过走闯入平交道恐怕会产生冲突事故。因此不同会社有不同的踏切防护功能。
京成电铁的踏切保护系统场内信号机前方的B点，通过与地面上独立持有的列车类型信息（缓/急行）进行比对，在列车通过B点时切换轨道回路信号，并生成速度照查曲线（仅当列车需要停车时才会触发）。所有这些操作都在地面上进行。操作流程如下：
- 停通判断和速照曲线生成：当列车通过B点时，根据缓急行选择信息判断停车/通过，并在列车需要停车时切换轨道回路信号，生成减速至45km/h的曲线。如果超过照查速度，将通过常用制动进行减速。通过列车则继续进行最高速度、信号和曲线速度的检查。
- 停车和过走时的控制：当列车正常停止到规定的停车位置时，照查速度设定为45km/h，直到道口完全关闭。如果停车位置超过并越过出发信号机，通过出发信号机的A0信号（与停止信号相同的信号）后通过最大常用制动停车。
如果B点发生故障或无法获取缓急行选择信息等问题，系统默认停车，产生速照曲线，而道口端将切换至通过列车的控制，以最快的速度关闭踏切以确保安全性。
京滨急行电铁[编辑 | 编辑源代码]
京急的恐怖密度让信号现示分割的更加紧密：
| 现示 | 停止 | 警戒 | 注意 | 减速 | 抑速 | 进行 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 速度要求 | 0km/h，信号机前停止 | 25km/h以下 | 45km/h以下 | 75km/h以下 | 105km/h以下 | 120km/h以下 |
| 代号 | R | YY | Y | YG | YGF | G |
信号[编辑 | 编辑源代码]
- 进行信号：以120km/h进行常时速度照查，如果在加速过程中超过此速度，动力将被切断，提示铃响短促一声，C-ATS显示器中段现示NC。此时将不能进行加速。当车辆速度下降到117km/h时，现示变回120，此时可以进行加速。
- 抑速信号：照查速度105km/h，中段现示100，超过本速度施加常用最大制动，提示铃长鸣至减速完成为止。
- 警戒~减速信号：照查速度=限制速度+4km/h。超过本速度施加常用最大制动，提示铃长鸣至减速完成为止。
- 注意信号前B点通过后，中段速度现示68，照查速度68km/h。
- 停止信号：信号机前B点开始进行速度曲线照查，指示器下段P闪烁显示。速度接近照查曲线时，提示铃短促响两声，同时指示器下段现示P接近。超过速度施加紧急制动刹停列车，提示铃长鸣至停止为止。
- 在闭塞信号机R现示停车20s后，中段现示自动变为15，限速15km/h、照查速度19km/h以进行无闭塞运行。
停站[编辑 | 编辑源代码]
- 进站时，车掌会鸣短声蜂鸣器（·），提醒司机下站停车，司机鸣短声蜂鸣器（·）作为回应。
- 如果本站设误通过防止机能，则会在站前某位置（300-500m）在C-ATS下段显示器现示常亮停 P字样表示本站停车，同时产生防误通过速度照查曲线。如果接近照查速度，则提示铃响短促三声，停 P标志开始闪烁。如果减速降低到照查速度-5km/h，停 P标志停止闪烁。超过照查速度施加常用最大制动，提示铃长鸣至减速完成为止。
- 场内信号机机外停车时，停车检知（速度<5km/h）后5秒切断力行，再过5秒，启动最大常规制动以维持停车状态。（防溜车）
- 如果出发信号机为R现示，则停车检知后误出发防止机能会启动，中段现示7.5的限制速度，照查速度9.5km/h。停车后施加常用最大制动。
- 如果停车位置不准确，需要前进或倒车时，中段也会现示7.5的限制速度，照查速度9.5km/h防止事故。
- 如果本站配备屏蔽门，停车后中段现示NC，关门前禁止加速。
限速[编辑 | 编辑源代码]
接近限速前某点产生速度照查曲线，此时L与照查速度交替在指示器中段显示。当接近速度照查曲线时，下端亮起P接近，指示铃短促响两声。当速度超过照查速度时，施加紧急制动刹停，指示铃长鸣直到刹停。ATS复归后限速为15公里/小时，直至车辆驶出限速区域。
弯道路段内，以限速+10km/h（道岔处+4km/h）进行速度照查（L信号/TL信号）。如果超过照查速度，将施加紧急制动。ATS复归后限速为15公里/小时，直至驶出限速区。
C-ATS（制动自动控制系统）对于曲线的速度监测变得非常复杂。这是因为C-ATS只能在轨道回路的边界处改变信号，导致系统很复杂。C-ATS的信号位数只有36位（比JR东日本等使用的ATS-P的一半还要少），无法携带轨道回路边界到曲线入口之间的详细信息，例如距离。因此，即使轨道回路边界和曲线入口之间的距离较远，也无法延迟减速曲线的生成。系统会立即在轨道回路边界处生成和执行减速速度照查曲线进行速度监测。
另一方面，如果轨道回路边界和曲线入口距离较近，某种情况下即使生成从最高速度120km/h减速的模式，也可能无法在曲线前完全减速。因此，可以在前方设置一个"准备区间"的速度限制区段，以确保在第二个速照曲线中能够将速度减至限速以下，直到曲线入口。这样做是为了确保速照曲线能够适当地应用。由于上述原因，减速至限速点和曲线入口的距离不一定完全相符，因此在这个距离上会设置一个标志牌（用红色标注限速），作为驾驶员的参考标志。
在C-ATS一开始导入时，限制速度=照查速度，导致司机很容易误触发紧急制动造成时刻表混乱。现在限制速度+10km/h或4km/h=照查速度，有效缓解了这一现象，安全性也有保证。
下段种别显示[编辑 | 编辑源代码]
在下段不现示其他内容时，现示本列车种别。种别如下：
回送、特急、普通、✈快、✈急、快特、WING、急行
踏切防护装置[编辑 | 编辑源代码]
京急的踏切防护系统由三个组成部分构成：车载设备、出发侧车站（联动站）的出发信号机旁的列车类型信息传输装置（STx）以及到达侧车站前方的闭塞/场内信号机旁的距离信息传输装置（FTx）。STx在列车离开出发站时，根据地面条件通过轨道将列车类型信息发送给车载设备。FTx在停车站前具有防止车站误通过的踏切防护功能，通过轨道向车载设备发送列车类型信息、距离停止点的距离（不同车站停车位置目标不同）以及之间的坡度信息。实际操作流程如下：
- 确定列车类型：列车离开出发站并通过STx的发送点（即出发信号机的绝缘连接处），车载设备接收并确定记录了从STx接收到的列车类型信息。
- 判断停车/通过，车站误通行防护曲线启动：当接近停车站时，车载设备从FTx（即闭塞/场内信号机的绝缘连接处）接收到停车列车的类型、距离和坡度信息。此时，车载设备将比较自身记录的列车类型和从FTx接收到的停车列车类型，如果匹配，则根据距离信息产生相应的速照曲线。在通过FTx2后，超过照查速度将使用常用制动减速，通过FTx1后，使用紧急制动减速，以防止误通过停车站。对于通过列车，不会触发照查。
- 清除模式曲线：三个条件满足其一即消除：在停车位置前150m停下来了；接收到出发信号机的R现示，产生绝对信号机照查曲线；列车种别类型受信。
京急踏切保护系统的特点是车载系统确定列车是停止还是通过。这样，即使将来停车站变化，也无需对地面进行重大改动即可保持安全。
都营地下铁[编辑 | 编辑源代码]
都营地下铁浅草线是最早引入C-ATS的线区。
| 现示 | 停止 | 注意 | 进行 |
|---|---|---|---|
| 速度要求 | 0km/h，信号机前停止 | 45km/h以下 | 70km/h以下 |
| 代号 | R | Y | G |
信号和限速[编辑 | 编辑源代码]
- 进行信号：中段显示器现示70，进行68km/h的常时速度照查。在速度超过照查速度时，指示铃长鸣并施加常用最大制动直到减速完成。
- 当在设屏蔽门站停车时，停车后中段现示A0，防止误出发。
- 限速：在限速区段前进行速度曲线照查，中段现示L，如果在曲线照查时接近照查速度，下段现示P接近，指示铃响短促两声。如果超过，施加常用最大制动直到减速完成。
- R现示的特别之处：在1号型ATS使用时，都营地下铁为了防止信号冒进事故造成追尾，添加了一个防护闭塞区间。原本RYG的现示，变成了R1R2YG的现示。在C-ATS时代，这个传统沿用下来。而在R1与R2两个信号机之间，为15km/h的照查速度。
- 由于地下线能见度较差，都营增加了按压站台上的紧急停止按钮向C-ATS发送紧急停止信号的功能。
参考资料[编辑 | 编辑源代码]
- 運転協会誌2009年4月号 19～22ページ「自動列車停止装置C-ATSの導入に向けて」
- サイバネティクスVol.14 No.4 38～41ページ「京浜急行電鉄の新ATSについて」
- JR、民鉄のATS（8）都営浅草線、京成電鉄、京浜急行電鉄のC-ATS - 鉄道と電気技術2011年6月号
- 京浜急行電鉄｜報道発表資料 高機能ＡＴＳの運用を開始いたします（2009年2月6日）