鉄道をダイヤ通りに運転する仕組み

質問

普段何気なく乗っていて、時間通りに電車が来るのは当たり前なのですが、電車でゴーをやりますと、決められたダイヤ通りに運転するのは非常に難しいことを思い知らされます。

特に新幹線なんかは、駅から駅までが以上に長いにもかかわらず、ほとんど時間通りに駅に到着しますが、どんな仕組みで運転しているのでしょうか？
「運転手の勘」だけでは無理ですよね。

特定のポイントを通過する基準時間があって、遅れてたらあせれ、とかあるのでしょうか。
信号機が列車の通過時間を判断して「何キロ出せ」とか指示を出したりするのでしょうか？

よろしくお願いします。

回答No.6

noname#1033

ＡＴＳについて簡単に説明しますね(^^;)。

在来線、たとえばＪＲ中央線とかには信号がありますね。列車の運転席の後ろに立って、信号をみていると、線区によっては、２つ、３つ先の信号機が見える場合があります。たいてい、信号機の点灯している色は、青信号の前は、青と橙の２灯、橙一灯、橙２灯、赤の順番に並んでいると思います。この色の組み合わせが制限速度を表しています。
ＪＲ、私鉄、または線区によって変わるのですが、だいたい、青・・・線区の最高速度、青と橙・・・７５ｋｍ／ｈ、橙・・・４５ｋｍ／ｈ、橙と橙・・・２５ｋｍ／ｈ、赤・・・停止となっています。これらを現示といいます。
通常、赤信号から順番に制限速度が上がっていくので、運転士はこの信号をみながら列車の速度をコントロールしていれば、前方列車にぶつかることがないのです。
たとえば、うっかりして赤信号を行き過ぎた場合、前方の列車にぶつかってしまいます。それを防ぐために、赤信号を見つけると（簡単に説明します）ＡＴＳという装置が警告音（キンコンキンコンかもしくはジリジリジリという音）を発し、運転士がＡＴＳ確認ボタンを押すと赤信号を確認したとして警告音が鳴りやみます。運転士がボタンを押さないと数秒後に非常ブレーキがかかるのです。これが
一般的なＡＴＳの原理です。（厳密に言えばいろいろなタイプがあるのですが、これはＪＲのＡＴＳ－Ｓ型の原理です）
次にＡＴＣの簡単な説明です。
人間が信号を認識できる距離は６００ｍ程度と言われています。ちなみに日本の列車は（新幹線をのぞく）、非常ブレーキをかけて６００ｍ以内に止まれなければならないと法律で定められていますが、この６００ｍとは人間が物を認識できる最大距離で、この法律がなければ最高速度はもっと上げられます。新幹線が非常ブレーキをかけても２ｋｍ以上先でしか止まれないので、赤信号を認識して非常ブレーキをかけても間に合いません。また、地下鉄は、トンネルとカーブが多く、数十メートル先でも信号が見えない場合があります。
こういう場合、信号機を運転室内に表示できたら問題が解決できます。これがキャブシグナル（車上信号）といわれる方式です。速度計周りの丸い明かり（ＪＲ）矢印、もしくは棒線の明かり（東急など）が車上信号の現示表示です。ちなみに線路沿線にある信号機は地上信号と言います。
信号方式には車上信号、地上信号があって、それぞれ、赤号を越えないように止める装置がＡＴＳなのです。

それを発展させて、車内に速度を表示できるなら、その速度現示を使って列車の速度を自動制御できると思いますよね。それがＡＴＣです。ちなみにＡＴＣにはＡＴＳの機能も含まれています。

山手線や東急東横線のＡＴＣは列車を停止させる目的と同時に列車の間隔を詰めるために用いられているのですが、それはまたの機会に。