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篠栗線でATS-DK使用開始を確認・813系のみ

JR九州の篠栗線(福北ゆたか線)でATS-DKが使用開始されているのを確認しました。

下の写真は原町駅に停車した車内で撮影したもので、ATS-DKの表示器の左下の「信号P発生」に緑のランプが点灯しています。この信号パターンは原町駅の桂川方面の出発信号機に対するものです。

(右下のディスプレイを見ると、3両編成の813系であること、前の駅が「柚須」であることがわかります。また右上のモニターから、ホームが左側にあることがわかります。柚須駅の隣で左側にホームがあるのは吉塚ではなく原町になります。)

なお、ATS-DKで出発信号機に対してパターン照査を行っているのは、全ての駅ではなく、また駅によっても上りと下りで違う対応を行っている場合があります。全ての駅を回ったわけではないので全容はつかんでおりません。

また、817系は1X00番代と2000番代の両方とも、運転台のATS-DKの表示器は使用開始とはなっておらず、813系のみ使用開始のようです。所属基地別に一括ではなく、車種別に一括で使用開始なのかもしれません。

なお、1線スルーの柚須駅では主本線と待避線のどの方向に対しても出発に対しては未設置のようです。1線スルーの長者原駅では主本線と待避線の両方について、出発信号機に対するDKパターン消去の地上子がありますが、ホーム拡幅工事を行っている最中で、主本線と待避線の両方において「工事区間」を含んでおり、下り列車の待避線進入に関しては、出発信号機に対するパターン照査は行っていませんでした。

原町駅の地上子の配置

原町では上り列車の走行する下り線(桂川方面)の出発信号機については新しいATS-DKの地上子になっていますが、下り列車の走行する上り線(吉塚方面)の出発信号機については従来の地上子のままで、ATS-DKの配電箱も見当たりませんでした。


原町駅から長者原駅に向かって撮影。停止位置目標は5両と6両となっている。朝の最長列車の7両編成は逆方向のみの運行であり、こちらのホームは長さは7両には足りない。


上:5両の停止位置目標のすぐ先に、退色したオレンジ色の誤出発の即時停止地上子と、真新しい黄色のパターン解除用の地上子がある。パターン解除は発車後、台車の後にある車上子が、黄色の地上子を通り過ぎてからになる。
下:6両の停止位置目標のすぐ先に、真新しいオレンジ色の直下非常の即時停止地上子がある。6両編成の場合のパターン解除は、このオレンジ色の地上子で行われることになる。なお、更に先にある白い地上子は、次の信号機である、長者原駅の場内信号機に対するロング地上子である。

反対方向

原町駅の反対方向の地上子については、退色していて新しい地上子には交換されておらず、停止位置に合わせたパターン解除の地上子もない。また、Dx形の配電ボックスも見当たらない。

乗車列車

今回乗車したのは直方所属の813系R017編成でした。

また、原町駅に到着した時の運転台と車窓は以下のような状態でした。

おわりに

ATS-DKは複線区間については場内信号機に対してのみパターン照査を行いDx形地上子に交換でしたが、単線区間の行違い駅については、駅や線路によっては、出発信号機に対してもパターン照査を行っていることがわかりました。しかし、柚須・原町・長者原の3駅しか見ていないので、安全側線の有無や、1線スルーかそうではないか等の条件との関連はよくわかりませんでした。

2014年11月1日追記

篠栗線において出発信号機に対するパターン照査を行っているのは、原町駅の桂川方面だけの例外措置のようです。原町駅に着発する普通列車は、篠栗方面は行違いの有無に関係なく出発を停止現示とし、原町駅の先にある長者原駅構内の踏切の遮断時間を短くしているようです。そのため、原町に停車する普通列車で先頭が813系で運転される列車であれば、日常的にパターン発生とパターン消去を見ることができるはずです。また、日中の篠栗折り返し列車に813系も充当されているので、乗車して見るチャンスは多いと思います。

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JR九州がATS-DKを使用開始 パターン発生を確認

JR九州のATS-DKの車内表示器で、「信号P発生」が点灯しているのを目撃。日豊本線上り西小倉駅では日常的に目撃できる。

前回の記事でATS-DKの車内表示器の「DK位置確定」が点灯していることをお伝えしていたが、より詳しいことがわかったので紹介する。

今回わかったこと

  • ATS-DKの区間では「DK位置確定」のランプが点灯し、ATS-SKのみの区間では消灯する。
  • ATS-DKの区間に入ると「DKです」の音声が流れる。
  • ATS-DKの区間とATS-SKのみの区間の境界には白いDKの位置確定地上子を2個設置する。
  • ATS-DKの区間内に「工事区間」と称してATS-SKのみの区間が残存している。(西小倉・福間)
  • 「工事区間」ではATS-DKの車上データベースの機能が使えないだけで地上主体型のパターン照査はできるようだ。
  • ATS-DKの区間内では分岐器速度警戒のロング警報は動作しない。
  • 信号パターンのくぐり抜け速度は10km/h
  • ATS-DKのパターン照査を行う信号機は場内信号機だけらしい。(出発信号機はATS-SK)

DK区間では「DK位置確定」が点灯

鹿児島本線の下り列車で戸畑→箱崎間に乗車したが、途中福間駅周辺はATS-SKの区間として残っていた。ATS-SKの区間は「工事区間」と称するようで、DKの位置確定地上子2個の横に「工事区間開始」の看板がある。この地上子の上を通過すると「DK位置確定」が消灯して「SK」のみが点灯した状態になる。ATS-SKの区間が終わる地点にもDKの位置確定地上子が2個あり、「工事区間終了」の看板がある。ここを通過すると再び「DK位置確定」が点灯し、「DKです」の音声が鳴る。「DK位置確定」がATS-DKの区間かATS-SKのみの区間かを示していることがわかる。

上:工事区間である福間駅構内とその周辺を走行する811系の車内表示器。ATS-SKの区間なので「SK」のみが点灯している。
下:福間駅を出てすぐのカーブ上にある「工事区間終了」の看板とDK位置確定地上子2個。

ATS-DKの区間との境界には白いDK位置確定地上子

今回は日豊本線の城野→小倉間に乗車した。日豊本線はまだATS-SKのままで、鹿児島本線と構内で繋がっている西小倉―小倉はATS-DKになっていた。ATS-DKの区間との境界は南小倉―西小倉間にある。下写真は同区間の小倉工場横にある下り線の位置確定地上子。2つ1組だが、念のためか、この先(写真手前側)にももう1組位置確定地上子があった。

西小倉(日豊上り)での信号パターン発生

上の写真の場所を更に進み、ATS-DKの区間に入ると下写真のように「DK位置確定」が点灯した。

更に進んで西小倉の場内信号機。本線の2番線に到着だ。西小倉と小倉の間には閉塞区間がない。西小倉の場内信号機の次の信号機はホームの先に立っているが、出発信号機ではなく小倉の場内信号機だ。今回は西小倉の場内が注意なので、次の小倉場内は停止だ。ダイヤの都合上、日豊本線上り普通には小倉の場外である西小倉のホームで待たされる列車があり、日常的に信号パターン発生を見ることができる。


上:場内信号機の先、左に3番線が分かれた後、駅の構内で工事区間が始まる。
下:上写真奥の看板の拡大。「信号パターン注意」とある。

工事区間に入ると「DK位置確定」が消灯し、場内信号機に対するロング地上子を通過する。ロング地上子を通過すると「SK」が消灯して「ATS動作」が点灯すると同時にベルが鳴り、確認扱いを行った。また、気がついたときには左下の「信号P発生」が黄緑色に点灯していた。おそらくSKの動作と同時だろう。


上:ホームに入って停車。ホームの先に見えるのが小倉の場内信号機。写真には写っていないが、この停止位置のすぐ先にパターン解除用のDx形中間地上子がある。
下:Dx形の直下地上子の位置にある看板には、「信号 パターン 注意 10km/h以下」とある。直下地上子でパターンを解除する場合は10km/h以下で走行するかたちだ。このことから信号パターンのくぐり抜け速度は10km/hと推測できる。


小倉の場内が警戒現示で発車。停止位置のすぐ先にあるDx形中間地上子でパターンが解除された。工事区間であるためパターンが解除された後は「SK」のみが点灯した。ポイントで左の3番線と合流した先で工事区間は終了し、「DK位置確定」が再び点灯して「DKです」の音声が鳴った。

解説・考察

前回までに指摘したことだが、駅構内は全てDx形の地上子に変更されていても、出発信号機に対してはパターン解除用の中間地上子がなく、パターン解除用の中間地上子があるのは場内信号機だけだった。そして出発信号機が停止現示の場合には信号パターンは発生せず、ロング地上子でSKのロング警報が鳴り、確認扱いしていた。

以上から、パターン解除用のDx形中間地上子が設置されている、場内信号機に対してだけ信号パターンを発生させていると推測できた。そこで日常的に場内信号機の手前で停止する場所を見てきたところ、場内信号機に対して信号パターンを発生させていることがわかった。他に場内信号機の手前で日常的に停止するのは、連結を行う南福岡の上りがある。

工事区間で「DK位置確定」が点灯していない場所でも信号パターンが発生した。JR九州が採用している地上主体方式では、地上子から信号機までの距離等のディジタル情報を受け取るため、車上データベースと関係なく信号パターンを発生させることができると考えられる。また、車上データベースと走行位置が確定していない場合でも、DKのディジタル信号を受け付けて処理しているのがわかる。

以上の状況をすっきりと説明しようとすると、以下のようになる。「DK位置確定」が点灯するのは車上データベースがある区間を走行中で、車上データベースと走行位置が一致している状況であり、そして車上データベースとは関係なく信号パターンを発生させることもできる。また車上データベースを使う区間であっても、パターン照査の信号機と従来のSKの信号機を混在させることができる。

なお、今回信号パターンが発生したのは工事区間内であるため、車上データベースと走行位置が確定した状況では、「DK位置確定」と「信号P発生」が同時に点灯するだろう。

鹿児島本線の門司港―荒尾間では、出発信号機と場内信号機が設置されていて待避線がないのは東郷駅と黒崎駅だけのはずだ。先行列車に追いつきやすいのは前の列車が駅に停止している時の駅手前でではあるが、今回DKが設置された場内信号機の殆どは、待避線がある駅だ。待避線のある駅で待避する先行列車が遅れた場合は優等列車が制限信号に引っかかることは多々あるが、場内信号機が停止の状況で場外で一旦停止まですることは考えにくい。待避線に入ってしまえばすぐに進路が開通して場内は進行になる。第1閉塞信号機以前で制限信号に引っかかり減速することの方が多く、一旦停止まですることがあるとすればこちらの方だろう。このため信号パターンの発生に遭遇することは少ないだろうし、かぶりつきをしても見る機会はなかなかないだろう。また、停止信号の手前で停止してしまう状況としては、追い越すことのできない駅(停留場)で追いつくことの方が多く、複線区間での今後の設置拡大がどちらの方向に行くのかに興味がある。もちろん特急が100km/h以上で走行するような他の線区への拡大が急がれるが、鹿児島本線のように密度が高く制限信号に当たることが日常的な路線では、完全DK化も含めてどのように拡大していくか興味がある。

というわけで、公式発表はないもののJR九州はATS-DKを使用開始していました。

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ATS-DK車上表示器の「DK開放」が消灯 使用開始か?

2011年5月28日に博多駅のJR九州ホールで行われた、「高速鉄道シンポジウム「夢のレール――鉄道が描く未来」」において、聴衆からの安全性に関する質問に答える中で、JR九州常務の青柳俊彦氏から、ATS-DKの使用開始は7月であることと、鹿児島本線から導入することが明かされた。本日博多駅で813系で運転の3列車の運転台を見たところ、車上表示器の表示に変更があったので内1列車に乗車して観察を行った。

上が本日の2011年7月9日に撮影した写真。オレンジのランプが2箇所点灯している。
下が2010年10月の記事「ATS-DKの車上表示機が点灯していました」で紹介した従来の表示。今回点灯していたオレンジのランプ2つの内の右側だけが点灯し、右端の赤の「DK開放」も点灯している。



上下:今回の写真を拡大したところ。オレンジの「DK位置確定」が新たに点灯して、従来点灯していた赤の「DK開放」が消灯しているのがわかる。

今回は813系の鹿児島本線上り普通列車に博多から香椎まで乗車した。「DK開放」は消灯して「DK位置確定」は点灯しているものの、ATS-DKの機能を使っているところは確認できずATS-SKの機能しか見ることはできなかった。途中ロング警報と同時にオレンジの「SK」が消灯して赤の「ATS動作」が点灯しただけで、他のランプが点灯・消灯することはなかった。

ロング警報があったのは千早の待避と香椎の待避線到着で、出発信号機が停止現示だった。従来どおり出発信号機のロング地上子でベルが鳴り確認扱いしていた。また箱崎―千早操車場間の多々良川橋梁手前のカーブには、SKの2点間車上タイマー照査が3箇所あるが、特に表示が変わることはなかった。

上下:ロング警報が鳴るとオレンジの「SK」が消灯すると同時に赤の「ATS動作」が点灯する。確認扱いすると元の表示に戻る。到着後に警報持続ボタンを押して止めるのは従来どおりだ。

考察

今回この区間でATS-DKの使用を開始したのかよくわからなかった。ATS-DKを段階的に導入していく際は、車両側でDKが機能する状態のまま、ATS-DKの区間もATS-SKの区間も走るはずである。そのためDKを開放していないからと言って、たまたま走行しているこの区間で使用していると言い切ることもできない。(しかし最初に地上設備を切替えたのは赤間―吉塚間であり、使用開始しているのであればこの区間は含まれているはずである。)また「DK」の表示灯はないため、「SK」と「ATS動作」の表示灯が同時に消灯している状況を目撃しない限り、使用開始していると言い切ることもできない。

またATS-DKでは車上データベースを使うので、曲線の速度照査については車両側でパターンを発生させて行う。箱崎→千早操車場の多々良川橋梁手前のカーブの制限については、車上データベースにより照査が行われるはずだが、「速度照査」のランプは点灯しなかった。しかしこの「速度照査」と同じ段に並んでいる他の5つが、「直下/誤出発」、「確認遅れ」、「信号P超過」、「制限P超過」、「頭打P超過」と、どれも非常ブレーキが動作した場合の理由を表しているので、この「速度照査」はSKの2点間車上タイマー照査に引っかかった場合のものだろう。

なお信号パターンについては「信号P発生」と「信号P接近」の表示灯はあるものの、「制限P発生」や「制限P接近」の表示はないため、ATS-DKを使っている状況をはっきりと確認するには信号パターンが発生している状況を目撃しなければならない。

別の点としては、以前の記事で言及した疑問として、場内信号機に対してはパターン解除用の地上子があるものの、出発信号機に対してはパターン解除用の地上子がないという点がある。停止位置から先は、離れたところにある直下非常の地上子だけの箇所が多々ある。ATS-DKの機能を使っているのは場内信号機だけで、出発信号機に対しては従来どおりのATS-SKを使用している可能性がある。ATS-DxやATS-DKの文献において、地上子を使わないパターン解除はくぐり抜けの方法しか記載されていない。またATS-Dx全般についての文献ではなく、JR九州のATS-DKに限定しての文献としては、鉄道と電気技術の2011年2月号に掲載された「JR、民鉄のATS (4) ― JR九州のATS ―」があるものの、場内信号機と分岐制限に対してのパターン及びパターン解除についての図はあるが、出発信号機に対する図はなく、出発信号機では従来のATS-SKのままであるとの仮説を否定する部分はなかった。また特にパターン解除について独自の仕様があるとも書かれていない。(もちろん複線区間でも出発信号機兼第2場内信号機のようなところはあり、そのような場所では出発信号機に対するパターン解除用地上子は設置されていて、ATS-DKを使うはずだ。また単線区間では場内よりは出発をATS-DKにしたほうがよい。)

結局、ATS-DKが使用開始されているともいないとも明言できる証拠は出てこなかった。しかし車上装置は機能を殺してはいない表示である上、地上装置も新しいものに切替っている。すでに場内信号機についてだけATS-DKが機能している可能性は十分あり、おそらくそうだろう(個人的な推測の域を出ないが)。結局、公式発表がない段階でマニアが見て断言するには、場内信号機が停止現示になっている状況に遭遇しなければならない。

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ATS-DKの地上子のカバーが外してありました・その分析


吉塚駅上り本線の黄色い地上子。ホームから真下に見ることができるのはここだけ。

ATS-DKの実地観察については、8月に観察して9月にお伝えしていた「ATS-DKの地上子観察と設置方法の分析」がありましたが、今回10月28日と11月3日に観察してきました。今回はカバーが外してある地上子が多数あり、同時に従来からの地上子が撤去されたり、場所がそのままで新しい地上子に変わった箇所がある他、色も黄色以外のものがあるなど、上記記事での分析・予想と違うことがありました。鉄道総研の論文「車上データベースを用いたATS-Dxの開発」をよく読んで理解していなかったことも含めて、前回違う解説をしていた部分も説明します。

色や個数の分類

まず、従来のATS-SKの地上子に加え、ATS-DKでは黄色い地上子も登場したが、新しい地上子の中には黄色以外のものもある。そこでまず、地上子の色や数の組み合わせ別に、従来からのATS-SKの機能と、今回加わったと思われるATS-DKの機能についてまとめてみた。全ての地上子がDx形地上子に変わったわけではなく、従来からのATS-SKの機能のみのS形地上子も残っている。


Dx形地上子と制御箱。新設地上子は汚れが少ないのと制御箱の形が違うのとで区別がつく。

従来からの共振周波数のみのS形地上子と、共振周波数に加えディジタル信号も重ねて送信できるDx形地上子がある。今回の表の分類では地上子がS形かDx形であるか、及びDx形ではS形の共振周波数を切り替えているかどうかを分類した。今回の分類は見た目を中心に、運転側の立場から分類したつもりである。

ATS-SKとATS-DKで使われる地上子の分類
色や数の組み合わせ 地上子の形 機能の有無 発振周波数と電文 ATS-SK搭載車の機能 ATS-DK搭載車の機能
白 単独 S形 S 130kHz ロング警報
Dx形 DK+S 130kHz
信号機までの距離情報
信号パターン発生
103kHz
次信号機までの距離情報
次信号機に対する信号パターン発生
103kHz
分岐継続情報
分岐器パターン継続
103kHz
分岐パターン消去
分岐パターン消去
白 2つ1組 Dx形 Dx 103kHz固定
バージョン情報
絶対位置確定
車上データベースとのバージョン不一致時に非常停止
緑+白 各1個 S形 S 130kHz 速度警戒のロング警報
(2点間地上タイマー照査)
灰緑 2つ1組 S形 SK 108.5kHz固定 2点間車上タイマー照査
橙 単独
信号機直下以外
S形 SK 123kHz 誤出発防止用の即時停止 おそらくSKと同じ
橙 単独
信号機直下
Dx形 DK+SK 123kHz
即時停止?
信号機直下の即時停止 即時停止
103kHz
信号パターン消去
現示アップ時パターン消去
103kHz
次信号機までの距離情報
次信号機に対する信号パターン発生
103kHz
分岐パターン継続情報
分岐パターン継続
103kHz
分岐パターン消去
分岐パターン消去
黄 単独 Dx形 DK 103kHz固定
信号パターン消去
現示アップ時信号パターン消去
103kHz固定
次信号機までの距離情報
次信号機に対する信号パターン発生
103kHz
分岐パターン継続情報
分岐パターン継続
103kHz固定
分岐パターン消去
分岐パターン消去
  • 地上子の形では、地上子が共振周波数だけのS形地上子か、ディジタル信号も重ねることができるDx形かで分類した。
  • 機能の有無でSとSKについては、ATS-SKの機能のうち、特にATS-Sでも実現していた機能は「S」と表記している。
  • 同じくDxとDKについては、ATS-Dxの機能のうち、特にATS-DNとも共通の機能については「Dx」と表記し、ATS-DK固有の機能は「DK」と表記している。
  • 次信号機とは、地上子に対応する信号機の更に先(内方)にある信号機を意味する。
  • 実際上のディジタル信号で、パターン消去の時には消去の情報を出しているようだが、パターン継続の時にどのような内容の情報を出しているかはわからなかった。しかし異常時に信号が下位に変化しても大丈夫なかたちになっていて、またパターン解除時に次信号のパターンに更新することができる。

ATS-SKでは地上子を機能別に色分けしているが、ATS-DKでも色分けが存在する。ATS-DKで採用しているパターン照査は、通常通り運転している限りではATSは運転に介入せず、ATSの存在を気にしなくてよいという設計思想の照査方式である。しかしパターン照査であっても地上子を使った点制御の場合には、現示アップ時のパターン消去を行う地上子については運転士からもよくわかる必要がある。ATS-DKでは従来からのATS-SKと同じ形状のDx形地上子を使い、またATS-DKの機能を持っていない従来のままのS形地上子を残すため、パターン消去のDx形地上子を容易に識別できるよう、黄色で区別していると思われる。

パターン発生用のDx形ロング地上子

鉄道総研の論文「車上データベースを用いたATS-Dxの開発」の4ページ、4.1と4.2.1及び図6と図7を見ると、ATS-DKではDx形地上子のディジタル信号で信号機までの距離情報を受信すると信号パターンが発生することがわかる。このときのATS-SKの発振周波数は2通りあり、ロング警報の130kHzか、何もない103kHzである。

Dx形ロング地上子に対応する信号機が停止現示の場合は、発振周波数が130kHzでディジタル信号で信号機までの距離情報を送信する。ATS-DK搭載車は信号パターンが発生し、ATS-SK搭載車はロング警報がなることがわかる。一方このDx形ロング地上子に対応する信号機が停止ではなく、その更に先(内方)の信号機が停止現示の場合は、発振周波数は103kHzでディジタル信号で次信号機までの距離情報を送信する。ATS-DK搭載車は次信号に対する信号パターンが発生し、ATS-SK搭載車では何も起きない。

なお前回観察した時に、場内信号機に対する従来からのS形ロング地上子の手前に、カバーのかかった新設地上子があることを紹介していた。前回の誤った解説では、ATS-SKのロング警報とATS-DKのパターン発生とでは位置を変えていると説明していた。しかし実際は、新設のDx形の白い地上子のカバーが外され、従来からのS形ロング地上子は撤去されていた。この状況は、ATS-Sのロング警報とATS-DKのパターン発生を1つの地上子で行うことと一致している。


上・前回撮影:九産大前駅の下り線。3つの赤丸は手前から、カバーのかかったDx形地上子、踏切の先は第1城内信号機に対するS形ロング地上子、そして第1閉塞信号機である。
下・今回撮影:同じ場所。手前のDx形地上子はカバーが外され、白のロング地上子であることがわかった。踏切の先のS形ロング地上子は撤去されていた。新設地上子がATS-SK搭載車のロング警報とATS-DK搭載車のパターン発生になっている。


上・前回撮影:踏切の先を撮影。第1場内信号機に対するS形ロング地上子がある。
下・今回撮影:S形ロング地上子が撤去されているのがわかる。

絶対位置確定用のDx形地上子

ATS-Dxでは車上データベースの地上子の位置と実際の地上子の位置を照合しながら走行するが、停車場では番線によって長さが異なるため、線路が合流した先に位置を修正するための絶対位置確定用地上子がある。絶対位置確定用地上子は2つ1組だが、カバーが外されたことにより白の地上子であることがわかった。


上・前回撮影:上り列車で箱崎駅を発車してポイントを過ぎたところ。カバーのかかった地上子がある。
下・今回撮影:同じ場所。絶対位置確定用のDx形地上子は白であることがわかる。従来の白よりは少しグレーがかっているようだ。


今回撮影:福工大前駅(旧筑前新宮駅)で撮影。下り列車の絶対位置確定用のDx形地上子。色はこちらの方がわかりやすいと思う。

信号パターン消去用の直下地上子

鉄道総研の論文の4ページ4.1と図6を見ると、ATS-DKでは信号機直下の地上子はDx形地上子で、現示アップ時に信号パターンを消去することがわかる。直下地上子についてはATS-DKの導入で地上子の位置が変更されている箇所があり、信号機の手前に移動した箇所が多いが奥に移動した箇所もある。また、場内信号機直下ではDx形地上子の手前に「機外停止」の看板が建植されている。


写真をクリックで拡大

上・前回撮影:箱崎駅の上り場内信号機手前。信号機のすぐ手前(直下)に即時停止用のS形地上子がある。さらに手前にカバーのかかったDx形新設地上子がある。
下・今回撮影:同じ場所。手前にあったDx形地上子のカバーが外され、奥のS形地上子が撤去された。オレンジ色の直下地上子で、信号パターンを消去できる。また直下地上子の手前には「機外停止」の看板が立っている。
写真をクリックで拡大

誤出発防止用のS形地上子と信号P消去

JR九州ではATS-SKの即時停止の機能を使った誤出発防止用のS形地上子を設置している。停止位置から出発信号機直下の即時停止地上子までが長い場所では、出発信号機が赤のときに誤って出発した場合、直下の地上子に到達するまでに速度が上がり、非常ブレーキがかかってから止まるまでの距離が長くなる。そのため出発信号機の手前にも誤出発防止用のS形即時停止地上子を設置している。編成が長い場合には停止位置が異なり、誤出発防止用地上子の先(内方)に停止する場合があるため、列車が進入してから一定時間経ってから即時停止の発振周波数に切り替わるようになっている。


吉塚駅上り本線の誤出発防止用S形地上子と、出発信号機直下のDx地上子。誤出発防止用のS形地上子は4両の停止位置目標の先にある。

この地上子の配置では、ATS-DK搭載車が出発停止で駅に到着した場合、出発信号機直下のDx形地上子を通過するまで信号パターンが消去されずに維持されてしまう。直下地上子から出発信号機までの距離が短いため、低速で走行する区間が長くなってしまう。信号パターンが10km/hか15km/hでくぐり抜けられる仕様になっていたとしても、これだけの長さを低速で走行しなければならず、「Dx形地上子以外での信号パターン消去があるのではないか?」という疑問が生じる。ここは高架上の本線であるため出発信号機が停止を現示している状況は少ないが、待避線でも地上子の配置は同様の形になっている。


香椎駅の上り待避線。9両の停止位置目標があるホーム端に誤出発防止用のS形即時停止地上子があり、出発信号機直下の地上子は更に先にある。直下地上子はまだS形即時停止地上子であったが、1本先の枕木にカバーのかかったDx形地上子が取り付けられていた。写真の手前側、矢印で示す場所に6両編成の停止位置目標があり、4両編成の停止位置目標は更に手前にある。なお、ホーム途中に他の地上子はない。

この香椎駅の鹿児島本線上りは待避線にしかホームがないため、全ての普通と快速及び停車する毎時1本の特急は待避線で着発し、到着する際は待避がない場合も出発は停止現示である。到着した列車が発車する際は、信号パターンが消去されるまではパターンを超えないように運転せねばならず、直下地上子までパターンが消去されないならば、低速走行により所要時分が延びるだけでなく運行間隔も開いてしまう。鹿児島本線の福岡近郊では特急待避や普通・快速の緩急結合を行いながら、博多周辺では日中ですら毎時11本程度走り、ラッシュ時で13~14本程度走っている。前の列車が駅を発車してから次の列車が到着するまでの時間を3分に短縮し、駅によっては2分30秒やそれ以下にまで短縮している中、運行間隔を拡大しなければならない仕様で導入しているとは考えにくい。何かしらパターン解除の仕組みがなければおかしい。例えば特定の信号機に対する信号パターンは、信号機の手前の一定の範囲に停止し、なおかつ腕を上に伸ばさないと届かない位置にある警報持続ボタンを押した場合に、消去か一定の頭打パターンになるといった方法があるだろう。特に駅の所定停止位置に停止した場合、従来のATS-SKによる誤出発防止用のS形即時停止地上子があるので、誤ってパターンを解除して発車しても、分岐器制限を越えなければ停止させることが可能と思われる。この観点から分岐器制限パターンは進出側まで伸ばしておく方がいいだろう。

場内信号・出発信号・分岐制限 条件別の各パターン

鉄道総研の論文「車上データベースを用いたATS-Dxの開発」の4ページ、4.1と図6を見ると、ATS-DKではDx形の中間地上子で信号パターンを消去することがわかる。また4.2.1と図7から、分岐器速度制限に対する分岐パターンは車上データベースで車両側で発生し、進路が確定すると消去・選択が行われる。

また、ATS-Xの名称で開発中だった頃の文献である日本信号技報の2008年No.2「ATS-X システムの開発に開発中のより詳しい内容が掲載されている。ここの6ページ表1には信号パターンについて、常時パターン一発パターンという記述がある。常時パターンは常時1つ前方の信号機に対して速度照査パターンを発生させる方式。ただし,当該信号機が停止現示の場合,当該信号機に対する速度照査パターンを発生する。と書いてある。前方の信号機とは1つ先(内方)の信号機の意味ととれるから、ATS-Pに近い考え方の方式と言える。一方一発パターンは停止現示の信号機に対してのみ速度照査パターンを発生させる方式。とある。拠点設置の場合の最後の信号機についてはこのパターンになるだろう。実際のATS-DKが拠点区間の最後以外でどちらの制御を使っているかはわからないし、ATS-DKの仕様を定める時に両方を残したかどうかもわからない。また常時パターンでは常に次信号パターンが発生しているが、信号パターンが発生した時に次信号パターンが隠れて残っているかは明確に書かれていない。信号パターンが発生している状況において、次信号のDxロング地上子の手前のDx中間地上子で信号パターンを現示アップにより消去する場合、次信号パターンが自動的に発生(復活)するのか、あるいは次の信号に対するDx形ロング地上子を通過するまでは発生しないのかはわからない。

場内信号機・出発信号機・分岐器制限のパターンについて、車上データベースと各地上子について、どのような情報を受け取っているか、一発制御の場合で表にまとめた。地上子からのディジタル情報については信号情報の具体的な内容ではなく、車上でどのように判断してパターンの発生・継続・消去を行っているのかをまとめた。

車上装置の状況判断
条件 機能 車上DB Dx形
ロング
Dx形
中間
S形
速度警戒
Dx形
直下
場内 S形
ロング
Dx形
直下
出発
場R SK ロング なし 即時停止 R
DK 信号P 発生 継続 継続
次信号P なし なし なし
分岐P 発生 継続 継続 継続
場Y
出R
本線
SK なし 速度警戒 なし Y本線 ロング 即時停止 R
DK 信号P なし 消去 消去
次信号P 発生 継続or発生 継続or発生 継続
分岐P 発生 消去 消去 消去
場Y
出R
待避線
SK なし 速度警戒 なし Y待避線 ロング 即時停止 R
DK 信号P なし 消去 消去
次信号P 発生 継続or発生 継続or発生 継続
分岐P 発生 継続or選択 継続or選択 継続or選択
場G
出Y以上
(本線)
SK なし なし なし G本線 なし なし Y以上
DK 信号P なし 消去 消去
次信号P なし 消去 消去 消去
分岐P 発生 消去 消去 消去

分岐パターンについては車上データベースで発生させ、進路の決定により不要な他の進路の制限パターンを消去している。進路が決定するのは場内信号が開通してY現示以上になってからであるため、場内信号が停止現示の間はパターンが継続している必要がある。

信号パターンと次信号パターンについては、列車の走行位置に関係なく、条件に合った同じ情報を地上子から送り続けているはずだ。

場内が停止現示の条件で、列車が場内信号機のDx形ロング地上子を通過して信号パターンが発生した後、現示がアップして場内信号が注意現示で出発信号が停止現示の条件に変わった場合、列車が場内信号のDx形中間地上子やDx形直下地上子を通過した時、信号のパターンを次の信号パターンに更新される。この場合のディジタル信号の具体的な内容や更新の具体的な手順はわからない。表中では信号パターンを消去・次信号パターンを発生というかたちで表記した。なお一発パターンの場合は、Dx形地上子では(このDx形地上子が対応している範囲内の)直近の停止信号までの距離情報を送信し、(その範囲内に)停止信号がない場合はそれを意味する情報を送信する方法で実現することはできるが、この方法をとっているかはわからない。

パターンの発生・継続・消去 実際の地上子配置


上り列車で九産大前から福工大前に向かって撮影。第1閉塞信号機の手前に、場内信号機に対するDx形ロング地上子がある。場内信号機が停止の場合はATS-SK搭載車はロング警報がなり、ATS-DK搭載車は信号パターンが発生する。場内信号機が注意で次の出発信号機が停止の場合、ATS-SK搭載車は何もなく、ATS-DK搭載車は次の出発信号機の次信号パターンが発生する。このとき待避線進入の場合は分岐継続情報か進路確定情報を受け、分岐器制限パターンを継続・選択(他を消去)する。


更に進むとDx形中間地上子と速度警戒のS形地上子がある。場内信号が停止のままの場合は信号パターンが継続する。信号が現示アップした場合はDx形中間地上子で信号パターン解除を行う。この場合で出発信号機が停止の場合は次信号パターンが同時に発生(または継続)するだろう。またこの場合で待避線進入の場合は、分岐器制限パターンが継続する。一方ATS-SK搭載車の場合、場内が停止のままでは何もなく、現示アップして場内が注意で出発が停止の場合、速度警戒箇所で地上タイマー照査を行い、分岐器の制限に合わせた照査速度より高い場合にはロング警報がなる。


更に進むと速度警戒のS形地上子とDx形中間地上子があり、場内信号機の手前にDx形直下地上子がある。


場内信号機の手前にDx形直下地上子がある。場内信号機が停止現示の場合、ATS-SK搭載車はこの地上子を通過すると非常停止する。ATS-DK車の場合は総研の論文には書かれていないが、日本信号のATS-Xの記事には非常停止と書いてあるので、ATS-DK搭載車も同様に非常停止する仕組みだろう。場内信号機が進行現示の場合は、ATS-SK搭載車は何もなく、ATS-DK搭載車の場合は信号パターンや次信号パターンが消去され、分岐制限パターンも消去される。場内信号機が注意現示の場合は出発信号機は停止で、ATS-SK搭載車では何もなく、ATS-DK搭載車では信号パターンを消去し、次信号パターンを発生させるだろう。同時に分岐パターンの継続・消去・選択の制御を行う。


更に進むと出発信号機に対するS形地上子がある。出発信号機が停止現示の場合、ATS-SK搭載車はロング警報が鳴り、ATS-DK搭載車はなにもおきずパターンがそのまま継続される。出発信号機が注意以上の場合、ATS-SK搭載車は何もなく、ATS-DK搭載車はパターンが発生している場合はそのまま継続される。

おわりに

カバーの外された地上子を見て論文と比較したところ、前回までに気がついていないことに多く気がつき整理することができた。運転する上でのATS-DKの動作についてよくわからないこととしては、待避線から発車する際のパターン解除がある。それ以外は使用開始後にかぶりつきで表示機を見なくても、信号と制限のパターンが発生・継続・消去される動作はわかった。また、実際の電文でどのような情報が送信されているかについてはかぶりつきで動作を見てもわからず、詳しい情報が公表されなければわからない。

実際に使用を開始する前に訓練を行うが、そのためにはまずは地上側の準備が全て整う必要がある。車両側は全車がATS-DK対応になる必要はないが、車体の乗務員室ドア横に「DK」の表示があり運転台に表示機が設置された車両を目にする機会は増えている。また前回の記事「ATS-DKの車上表示機が点灯していました」でお伝えしたように車上装置のランプが点灯している車両もあった。地上側も、地上子のカバーを外して従来の地上子を撤去したり、従来の地上子をそのままの位置でDx形地上子に交換した場所もあり、使用できる準備が進んでいる。

地上側の整備が整った後に訓練が始まるはずだが実際の使用開始については、リレーつばめや有明に充当される787系が九州新幹線開業の後に鹿児島・宮崎地区の特急に充当されると発表されているため、今回はATS-DKの車上装置が搭載されることがまずないこれらの車両が転属した後になると予想している。また、ATS-DKの整備を行っている赤間-博多間の走行頻度が少ない、博多以南を主に走行する特急型車両の車上装置は後回しになるかもしれない。

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ATS-DKの車上表示機が点灯していました

本日811系に乗車したところ、ATS-DKの車上表示装置のランプが点灯している編成がありました。下が表示機の部分の拡大です。更に下の写真は2月に書いた記事「ATS-DKの車上表示装置を見てきました」の時の写真で813系ですが、対応すると光っている部分がどこかわかります。

右の光っている部分は「DK開放」の表示で赤く光っていました。中央のは「SK」の表示でオレンジ色に光っていました。まだ表示灯の電源が入っているだけでDKが使われているわけではないことがわかります。

因みに、今回見たのはP104編成でした。乗務員扉の横には「SK」に並んで「DK」の表示もあります。

また、赤間-博多間に設置されていた新設地上子の多くが、カバーを外されています。これから訓練なども行われていくのでしょう。

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