C-ATS
C-ATS是在京成電鐵、新京成電鐵、北總鐵道、京濱急行電鐵、芝山鐵道、淺草線等線區與公司中共通使用的一種數字信號MSK調製速度連續照查式ATS。
之所以叫C-ATS，是因為C指代了三個英文單詞：
- Common (共通)：搭載C-ATS車上裝置的列車大抵可以相互直通。
- Continuous (連續)：相比於傳統ATS-Sx之類的點制御不同的是，C-ATS是連續制御。
- Control (制御/控制)：C-ATS作為保安裝置，可以有效控制速度防止事故。
儘管大家都使用C-ATS，但是在不同會社中，本保安系統還是有一些不同之處的。本研究將聚焦於不同會社之間的不同與相同之處。
信號內容[編輯 | 編輯原始碼]
| 調製方式 | MSK方式 | |
| 載頻 | A線 | 4.5kHz |
| B線 | 5.1kHz | |
| 占用帶寬 | 450Hz | |
| 偏移頻率 | ±75Hz | |
| 傳輸速度 | 300bps | |
| 數據長度 | 36bit | |
| 幀同步 | 通過前綴/無逗號代碼 | |
| CRC長 | 6bit | |
| CRC生成多項式 | X6+X5+X3+X2+X1 | |
36位C-ATS信號的分解如下：
| 起始位 | 固定 | 數據① | 固定 | 數據②③ | 固定 | 數據③④ | 固定 | 數據④⑤⑥ | CRC | 固定 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 4bit | 0 | 4bit | 0 | 4bit | 0 | 8bit | 6bit | 0 |
- 數據①：會社標識：最多16條信息
- 數據②：上下線標識：4條信息
- 數據③：軌道電路ID：8信息（相鄰軌道電路標識/軌道電路絕緣擊穿措施）
- 數據④：坡度信息：16個信息（+35至-40每千分）
- 數據⑤：內外連續性檢查：2條信息（與下一軌道電路的連續性）
- 數據⑥：控制信息：64條信息（各公司獨有的規格）
京成電鐵[編輯 | 編輯原始碼]
京成電鐵由於其開行Skyliner列車，途徑的成田空港Sky Access線中可以達到160km/h的高速，因此其信號指示也較多。
| 現示 | 停止 | 注意 | 減速 | 進行 | 高速進行 |
|---|---|---|---|---|---|
| 速度要求 | 0km/h，信號機前停止 | 45km/h以下 | 75km/h以下 | 120/130km/h以下 | 160km/h以下 |
| 代號 | R | Y | YG | G | GG |
京成電鐵在臨近停車站時（通常在停車站前500m左右），車掌會鳴短聲蜂鳴器（·），提醒司機下站停車，同時司機室內停車預報裝置收地上子情報會響起叮咚-叮咚的響聲。
信號[編輯 | 編輯原始碼]
如果下一個信號機現示相對於現在現示低一級（例如YG->Y），則在經過下一個信號機時，會進行速度照查。如果當前速度高於前述速度要求，則施加最大常用制動。
如果下一個信號機為紅燈現示（R），則會在紅綠燈外的模式信號發生點 B 點入口發送絕對停止模式控制曲線。 此時，提示鈴短促的敲響兩下，ATS指示燈顯示橙色數字。C-ATS顯示器在速度接近照查速度時顯示 "P接近"，提示鈴短促的敲響兩下；如果P接近消失，提示鈴響一下。如果超過照查速度，提示鈴長鳴，同時施加緊急制動使列車停止。 當列車在絕對信號機（場內或出發）處停車時，無論手柄的位置如何，制動器都會制動，並顯示 "NB"，直到當前現示提升（R->Y）為止。 如果在絕對停車模式下停站，系統自動切換到7.5 km/h速度照查（誤出發保護功能）。閉塞信號停車指示一分鐘後，自動切換到15 km/h速度照查，以便進行無閉塞運行。
京成電鐵不同站之間的不同種別，最高速度有所不同。因此，進行的最高速度照查也會相應的有所不同。值得注意的一點是，京成線區上，所有的信號變化都會讓指示鈴短促響一聲。
限速[編輯 | 編輯原始碼]
京成本線線形不良，部分線區曲線半徑小，限速低，如果放任司機高速沖入彎道很可能重蹈福知山線覆轍。C-ATS有限速功能，與ATS-P一樣，在限速前某點產生一個速度照查曲線，當速度接近照查速度時顯示 "P接近"，提示鈴短促的敲響兩下；如果超過照查速度，提示鈴長鳴，同時施加最大常用制動使當前速度低於照查速度。
踏切防護功能[編輯 | 編輯原始碼]
一些站前有踏切，在列車進站時如果未控制好速度過走闖入平交道恐怕會產生衝突事故。因此不同會社有不同的踏切防護功能。
京成電鐵的踏切保護系統場內信號機前方的B點，通過與地面上獨立持有的列車類型信息（緩/急行）進行比對，在列車通過B點時切換軌道迴路信號，並生成速度照查曲線（僅當列車需要停車時才會觸發）。所有這些操作都在地面上進行。操作流程如下：
- 停通判斷和速照曲線生成：當列車通過B點時，根據緩急行選擇信息判斷停車/通過，並在列車需要停車時切換軌道迴路信號，生成減速至45km/h的曲線。如果超過照查速度，將通過常用制動進行減速。通過列車則繼續進行最高速度、信號和曲線速度的檢查。
- 停車和過走時的控制：當列車正常停止到規定的停車位置時，照查速度設定為45km/h，直到道口完全關閉。如果停車位置超過並越過出發信號機，通過出發信號機的A0信號（與停止信號相同的信號）後通過最大常用制動停車。
如果B點發生故障或無法獲取緩急行選擇信息等問題，系統默認停車，產生速照曲線，而道口端將切換至通過列車的控制，以最快的速度關閉踏切以確保安全性。
京濱急行電鐵[編輯 | 編輯原始碼]
京急的恐怖密度讓信號現示分割的更加緊密：
| 現示 | 停止 | 警戒 | 注意 | 減速 | 抑速 | 進行 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 速度要求 | 0km/h，信號機前停止 | 25km/h以下 | 45km/h以下 | 75km/h以下 | 105km/h以下 | 120km/h以下 |
| 代號 | R | YY | Y | YG | YGF | G |
信號[編輯 | 編輯原始碼]
- 進行信號：以120km/h進行常時速度照查，如果在加速過程中超過此速度，動力將被切斷，提示鈴響短促一聲，C-ATS顯示器中段現示NC。此時將不能進行加速。當車輛速度下降到117km/h時，現示變回120，此時可以進行加速。
- 抑速信號：照查速度105km/h，中段現示100，超過本速度施加常用最大制動，提示鈴長鳴至減速完成為止。
- 警戒~減速信號：照查速度=限制速度+4km/h。超過本速度施加常用最大制動，提示鈴長鳴至減速完成為止。
- 注意信號前B點通過後，中段速度現示68，照查速度68km/h。
- 停止信號：信號機前B點開始進行速度曲線照查，指示器下段P閃爍顯示。速度接近照查曲線時，提示鈴短促響兩聲，同時指示器下段現示P接近。超過速度施加緊急制動剎停列車，提示鈴長鳴至停止為止。
- 在閉塞信號機R現示停車20s後，中段現示自動變為15，限速15km/h、照查速度19km/h以進行無閉塞運行。
停站[編輯 | 編輯原始碼]
- 進站時，車掌會鳴短聲蜂鳴器（·），提醒司機下站停車，司機鳴短聲蜂鳴器（·）作為回應。
- 如果本站設誤通過防止機能，則會在站前某位置（300-500m）在C-ATS下段顯示器現示常亮停 P字樣表示本站停車，同時產生防誤通過速度照查曲線。如果接近照查速度，則提示鈴響短促三聲，停 P標誌開始閃爍。如果減速降低到照查速度-5km/h，停 P標誌停止閃爍。超過照查速度施加常用最大制動，提示鈴長鳴至減速完成為止。
- 場內信號機機外停車時，停車檢知（速度<5km/h）後5秒切斷力行，再過5秒，啟動最大常規制動以維持停車狀態。（防溜車）
- 如果出發信號機為R現示，則停車檢知後誤出發防止機能會啟動，中段現示7.5的限制速度，照查速度9.5km/h。停車後施加常用最大制動。
- 如果停車位置不準確，需要前進或倒車時，中段也會現示7.5的限制速度，照查速度9.5km/h防止事故。
- 如果本站配備屏蔽門，停車後中段現示NC，關門前禁止加速。
限速[編輯 | 編輯原始碼]
接近限速前某點產生速度照查曲線，此時L與照查速度交替在指示器中段顯示。當接近速度照查曲線時，下端亮起P接近，指示鈴短促響兩聲。當速度超過照查速度時，施加緊急制動剎停，指示鈴長鳴直到剎停。ATS復歸後限速為15公里/小時，直至車輛駛出限速區域。
彎道路段內，以限速+10km/h（道岔處+4km/h）進行速度照查（L信號/TL信號）。如果超過照查速度，將施加緊急制動。ATS復歸後限速為15公里/小時，直至駛出限速區。
C-ATS（制動自動控制系統）對於曲線的速度監測變得非常複雜。這是因為C-ATS只能在軌道迴路的邊界處改變信號，導致系統很複雜。C-ATS的信號位數只有36位（比JR東日本等使用的ATS-P的一半還要少），無法攜帶軌道迴路邊界到曲線入口之間的詳細信息，例如距離。因此，即使軌道迴路邊界和曲線入口之間的距離較遠，也無法延遲減速曲線的生成。系統會立即在軌道迴路邊界處生成和執行減速速度照查曲線進行速度監測。
另一方面，如果軌道迴路邊界和曲線入口距離較近，某種情況下即使生成從最高速度120km/h減速的模式，也可能無法在曲線前完全減速。因此，可以在前方設置一個"準備區間"的速度限制區段，以確保在第二個速照曲線中能夠將速度減至限速以下，直到曲線入口。這樣做是為了確保速照曲線能夠適當地應用。由於上述原因，減速至限速點和曲線入口的距離不一定完全相符，因此在這個距離上會設置一個標誌牌（用紅色標註限速），作為駕駛員的參考標誌。
在C-ATS一開始導入時，限制速度=照查速度，導致司機很容易誤觸發緊急制動造成時刻表混亂。現在限制速度+10km/h或4km/h=照查速度，有效緩解了這一現象，安全性也有保證。
下段種別顯示[編輯 | 編輯原始碼]
在下段不現示其他內容時，現示本列車種別。種別如下：
回送、特急、普通、✈快、✈急、快特、WING、急行
踏切防護裝置[編輯 | 編輯原始碼]
京急的踏切防護系統由三個組成部分構成：車載設備、出發側車站（聯動站）的出發信號機旁的列車類型信息傳輸裝置（STx）以及到達側車站前方的閉塞/場內信號機旁的距離信息傳輸裝置（FTx）。STx在列車離開出發站時，根據地麵條件通過軌道將列車類型信息發送給車載設備。FTx在停車站前具有防止車站誤通過的踏切防護功能，通過軌道向車載設備發送列車類型信息、距離停止點的距離（不同車站停車位置目標不同）以及之間的坡度信息。實際操作流程如下：
- 確定列車類型：列車離開出發站並通過STx的發送點（即出發信號機的絕緣連接處），車載設備接收並確定記錄了從STx接收到的列車類型信息。
- 判斷停車/通過，車站誤通行防護曲線啟動：當接近停車站時，車載設備從FTx（即閉塞/場內信號機的絕緣連接處）接收到停車列車的類型、距離和坡度信息。此時，車載設備將比較自身記錄的列車類型和從FTx接收到的停車列車類型，如果匹配，則根據距離信息產生相應的速照曲線。在通過FTx2後，超過照查速度將使用常用制動減速，通過FTx1後，使用緊急制動減速，以防止誤通過停車站。對於通過列車，不會觸發照查。
- 清除模式曲線：三個條件滿足其一即消除：在停車位置前150m停下來了；接收到出發信號機的R現示，產生絕對信號機照查曲線；列車種別類型受信。
京急踏切保護系統的特點是車載系統確定列車是停止還是通過。這樣，即使將來停車站變化，也無需對地面進行重大改動即可保持安全。
都營地下鐵[編輯 | 編輯原始碼]
都營地下鐵淺草線是最早引入C-ATS的線區。
| 現示 | 停止 | 注意 | 進行 |
|---|---|---|---|
| 速度要求 | 0km/h，信號機前停止 | 45km/h以下 | 70km/h以下 |
| 代號 | R | Y | G |
信號和限速[編輯 | 編輯原始碼]
- 進行信號：中段顯示器現示70，進行68km/h的常時速度照查。在速度超過照查速度時，指示鈴長鳴並施加常用最大制動直到減速完成。
- 當在設屏蔽門站停車時，停車後中段現示A0，防止誤出發。
- 限速：在限速區段前進行速度曲線照查，中段現示L，如果在曲線照查時接近照查速度，下段現示P接近，指示鈴響短促兩聲。如果超過，施加常用最大制動直到減速完成。
- R現示的特別之處：在1號型ATS使用時，都營地下鐵為了防止信號冒進事故造成追尾，添加了一個防護閉塞區間。原本RYG的現示，變成了R1R2YG的現示。在C-ATS時代，這個傳統沿用下來。而在R1與R2兩個信號機之間，為15km/h的照查速度。
- 由於地下線能見度較差，都營增加了按壓站台上的緊急停止按鈕向C-ATS發送緊急停止信號的功能。
參考資料[編輯 | 編輯原始碼]
- 運転協會誌2009年4月號 19～22ページ「自動列車停止裝置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）都営淺草線、京成電鉄、京浜急行電鉄のC-ATS - 鉄道と電気技術2011年6月號
- 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）