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自動列車停止裝置

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自動列車停止裝置（英文名稱：Automatic Train Stop，縮寫 ATS），為日本鐵路事業中，最基本及最常見的行車保安裝置，並一般定義為“強制把行駛中的列車停止的裝置”，以保障列車可於點亮紅燈的鐵路信號機前停下。它廣為各類鐵路使用，跟自動列車警報裝置（AWS）雷同。
中國大陸的自動停車裝置以ZTL型自動停車裝置（類似AWS）和ZTS型自動停車裝置（類似ATS）為主，名稱不同，原理類似。
中文名
自動列車停止裝置
外文名
Automatic Train Stop
簡    介
最基本及最常見的行車保安裝置

目錄

  1. 1 運作原理
  2. 2 列車自動保護系統
  3. ▪ 設備部分
  4. ▪ 功能部分[編輯]
  5. 3 列車自動控制系統
  1. 4 日本國鐵‧JR所用的ATS
  2. ▪ ATS-S型（地上發射器型）
  3. ▪ 問題
  4. ▪ ATS-P型（數碼傳送制動曲線型）
  1. ▪ ATS-PN地上裝置
  2. ▪ 設置區間
  3. 5 各地使用ATS裝置的路線
  4. ▪ 其他國家
  5. ▪ 日本
  1. ▪ 其他地區
  2. 6 相關條目

自動列車停止裝置運作原理

自動列車停止裝置（ATS）的原理，簡單來説，是當列車經過信號發射器時，超過訊號所容許的速度，甚至冒進停止訊號的情形，此時ATS會啓動列車上的緊急制動，將列車停下來，避免發生事故。 [1] 

自動列車停止裝置列車自動保護系統

列車自動保護系統（英語：AutomaticTrainProtection，縮寫：ATP）亦稱列車超速防護系統，為列車超過規定速度時即自動制動的系統。
列車超速防護系統分為地面設備與車載設備兩大部分，設備功能分述如下：

自動列車停止裝置設備部分

  1. 地面設備通常情況下由自動閉塞設備構成。
  2. 車載設備由機車傳感器、信息處理系統、顯示屏、測速系統、速度比較系統和制動控制部分組成。
  3. 有別於舊有的自動列車警報裝置與自動列車停止裝置B型和S型之單點警告及控制，通過警告及控制點後，該AWS/ATS-B或S系統無法限制或監視行車速度，而ATP系統即具有全程速度監控之功能。

自動列車停止裝置功能部分[編輯]

  1. 地面設備功能
    1. 檢測列車位置。
    2. 根據先行列車位置以及進路情況確定後續列車的限制速度。
    3. 向列車傳遞限速信息。
  2. 車載設備功能
    1. 接受限速信息並顯示。
    2. 列車超過規定速度時自動制動。 [1] 

自動列車停止裝置列車自動控制系統

列車速度自動控制系統（簡稱列車自動控制系統，英語：AutomaticTrainControl，縮寫：ATC）是由列車自動保護系統（Automatic Train Protection-ATP），列車自動監控系統（Automatic Train Supervision-ATS）和列車自動運行系統（Automatic Train Operation-ATO）三個子系統組成的鐵路控制、監督、管理系統。ATC可以指示列車允許運行的速度，也可以透過自動降速系統使列車減速至停車。
這款系統在日本頗為流行，源於1964年東京奧運會通車的東海道新幹線，至今已經在多條鐵路中使用，取代自動列車停止裝置。
ATC（Automatic Train Control）系統可以自動控制列車速度，以避免超速、冒進、追撞等事故發生。ATC系統是一個完整的列車速度監督系統，它提供駕駛員一個連續的允行速度曲線。當列車行駛速度超過允許速度，剎車設備應自動強制其減慢速度，以確保行車安全。
台灣高速鐵路為了滿足至少3分鐘發一班列車之營運需求而採用數位ATC（Digital ATC，日本簡稱為D-ATC）系統。數位ATC系統使用了單一和緩之剎車曲線，以避免列車發生碰撞並控制列車之行車速度不超過允許速限或臨時速限。
數位ATC系統具有以下之優點：
  • 使車站間之軌道電路區間長度易於決定。
  • 使得隔站停靠（skip stop operation）班距縮短。
  • 使得號誌班距（signaling headway）縮短。
  • 使用單一之剎車曲線並於減速時提供更好之行車品質。
  • 可傳送更多之資訊至列車上，使控制之彈性增加。
  • 因傳送至列車之號誌信號包含軌道電路資訊，使資料可靠度增加。
  • 系統以車上軟件導向，如未來有不同性能及特性之新列車，只需修改車上軟件，就能保持系統之性能。提高系統之可變性。
  • 於駕駛室顯示列車前方軌道之狀況以提供司機員。 [1] 

自動列車停止裝置日本國鐵‧JR所用的ATS

自動列車停止裝置ATS-S型（地上發射器型）

現時最基本的ATS為ATS-S形，此形式在每個信號燈前若干距離，均會設一個可變頻的信號發射器。發射器一般會發出105/103kHz的信號，示意前方為可前進的信號。當前方信號燈為紅燈（險阻）時，發射器就會自動發射130kHz的信號，列車通過時，信號會傳送至“車內警報裝置”，並觸動警報器通知駕駛員確認，若駕駛員未能在五秒內確認，裝置會自動施行緊急制動將列車停止。
除保障列車避免冒進紅燈（險阻）信號外，ATS-S亦設有計時式速度檢查裝置。在道岔前若干距離，設有一組兩個的地上信號收發器，當列車通過第一個地上收發器時，地上收發器會接收到車上收發器不斷髮出的105kHz信號，並啓動計時器。第二個地上收發器會在預設時間值內，發出130kHz的警報信號。若列車在預設時間值內通過第二收發器（表示車速過高），信號亦會觸動車內警報裝置。 [2] 

自動列車停止裝置問題

如果列車司機確認後但無視警報，列車不會獲得進一步保障(自動停車)，危險性可能存在。

自動列車停止裝置ATS-P型（數碼傳送制動曲線型）

ATS-P為較新型的ATS裝置，此裝置引入“可前進距離”（Distance-to-go）的原理，車上裝置會自動在紅燈前計算一條制動曲線，讓列車在任何速度均可及時實行制動，並在紅燈前停下。
ATS-P由一組信號發射器組成，大約分佈於閉塞信號燈前的30、85、180、600米及入站信號燈前的25、50、85、180、280、600米軌道上。這些發射器與ATS-S形所使用的不同，它們可處理及傳送大量訊息。各發射器均可發出其位置與前方信號燈的距離值、與下個發射器的距離值、信號燈類別、信號示象、曲線或道岔退速等的信號電碼。
當前方信號燈為紅燈時，閉塞區間內所有發射器便會開始發射有關前方信號燈的距離值，此時如列車通過最遠的600米發射器，車上裝置便開始計算制動曲線。車上裝置會隨列車位置不斷更新制動指示速度，並即時檢查列車速度。當列車速度接近指示速度時，裝置會以警告燈號及聲音通知駕駛員施行更大制動；超速時裝置會自動施行常用最大制動將列車停止。而其餘的發射器就用來更正位置，或當信號示象轉變時通知車上裝置停止並取消計算制動曲線。

自動列車停止裝置ATS-PN地上裝置

ATS-PN主要引入在較低列車班次密度的鐵路區間，為了降低地上設備費用，而不使用編碼器；對於列車上→地上發射器的傳遞信號機能也就省略了。
初期無電源地上發射器只載有1個信號指令；不過，現在可以支援最多5個的信號指令。
該裝置被省略的機能有：編碼器（EC）間通訊，車上列車代號接收、光電傳輸、示現提高，平交道柵欄放下定時等。列車上的裝置全部共通。

自動列車停止裝置設置區間

川越線、武藏野線、中央東線、成田線、外房線、內房線、八高線、五日市線、鶴見線、上越線等。 [2] 

自動列車停止裝置各地使用ATS裝置的路線

自動列車停止裝置其他國家

1878年法國研製成功第一套列車自動停車裝置。
1880年俄國鐵路開始安裝機械式列車自動停車裝置。
英國和美國於1920年代，德國於1930年代，日本於1940年代，中國大陸於1950年代相繼大量安裝列車自動停車裝置。
1980年代，自動停車裝置在很多國家已成為鐵路行車系統中必不可少的保證行車安全的技術設備之一。

自動列車停止裝置日本

日本旅客鐵道（JR）集團屬下的鐵路路線

自動列車停止裝置其他地區

台鐵（與AWS同捆，目前已停用） [2] 

自動列車停止裝置相關條目

參考資料
  • 1.    Union Switch and Signal Co. (1911). Automatic Block Signalling for Interurban Electric Railways. Swissvale, PA. p. 33. Bulletin No. 57.
  • 2.    Steinhauer, Jennifer; Cieply, Michael (14 September 2008). "Rail Line Says Train Ran Signal; Death Toll at 25". The New York Times. Retrieved 31 March 2010.