지식 [토에이,케이큐,케이세이의 신형 ATS] C-ATS란?

[고탄다역]

1. C-ATS란?

1997년 도쿄도교통국「東京都交通局」, 케이힌큐코「京浜急行」, 케이세이전철「京成電鉄」이 회사가

새로운 ATS의 도입을 검토하여

2006년 도쿄도교통국이 토에이지하철 아사쿠사선「都営地下鉄 浅草線」에 처음으로 도입(1)하여
신케이세이전철「新京成電鉄」,시바야마철도「芝山鉄道」(예정),케이세이전철, 호쿠소철도「北総鉄道」(일부구간),

도쿄도교통국 , 케이힌큐코 에서 쓰는 ATS입니다.

2. C-ATS를 도입한 이유는?

JR후쿠치야마선 탈선사고 이후 (2) 1호형 ATS의 단점(3)을 보완하고 안전성을 보다 높이기 위해서 도입

3. C-ATS 'C'는?

기본사양이 상호직통하는 회사끼리 쓴다고해서 공통(Common), 1호형 ATS와 같이
연속(Contunous) 제어식 속도 제어(Control)이기 때문에 ATS앞에 C가 붙었습니다.

4. 원리

궤도 회로를 이용해 열차에 제한속도를 전달한다는것은 1호형 ATS와 같습니다.
그대신 1호형에서 쓰던 '궤도회로 전류차단시간의 길이' 에서 '디지털 신호 (MSK변조)' 으로 바뀌어 전달하는 정보량이

(조금이나마) 늘리는것이 가능해졌습니다.
참고로 이 디지털 신호는 36비트짜리 신호를 사용하는데 보내는 정보는
사업차종별 코드 , 상하행선 구별, 궤도회로 ID,구배정보 인접 궤도회로와의 연속성 조사 , 제어정보 (각회사 독자 사양입니다.)

를 보냅니다.

5. C-ATS의 신호종류

C-ATS는 간단하게 플랫신호,패턴신호로 2가지로 나눠져 있습니다. 물론 둘다 씁니다.

5-1. 플랫신호 (플랫신호는 제한속도가 일정합니다)

F신호는 신호기에 의한 속도제한
L신호는 곡선에 의한 속도제한
TL신호는 분기기에 의한 속도제한
M신호는 출발신호 앞의 단거리이동 , 무폐색운행, ATS동작후 차상기억신호

5-2. 패턴신호 (이건 열차의 진행에따라 제한속도가 내려갑니다)

P신호는 폐색신호가 정지현시할때의 패턴신호
A신호는 출발신호가 정지현시할때의 패턴신호
C신호는 곡선앞에서의 패턴신호

6. 운전실에서는?

그럼 운전실로 들어가봅시다.
운전석에서 왼쪽을보면 전압계,전류계 등등 있는데 그중 LED 모니터가 하나 달려있는데 그게 주행중에 쓰는 C-ATS 현시장치 (C-ATS 모니터).

 

 이렇게 생겼습니다
(사진 : 케이큐 홈페이지)

이 장치에는 신호의 종류, 조사속도, 현재신호기 (C-ATS, ATS를 현시), 종별(10번항목 참조)을 현시합니다.
그리고 니코니코동화나 유튜브 같은곳에서 운전실에서 녹음한 주행음을 들으면 종소리가 들리는데
이것도 C-ATS와 관련된것입니다. 이건 제한속도에 근접할때 장치가 벨을 울려서 기관사에게 감속요구를 합니다.
뭐, 이것도 나중에 자세히(?) 설명하니까 건너뜁니다. (자료가 별로없어서 언제 설명할지 ㅡㅡ;;;;;;;)

7. 신호현시에 대한 제어

이제 원리나 여러가지를 알았으니 이번엔 구체적인 동작으로 넘어가봅시다.
먼저 신호현시에 대한 제어입니다.

7-1. 진행신호

진행신호는 속도제한이 없어요 하지만 노선최고속도인 120km/h에서(케이큐 기준)
속도조사 (F120 신호가 현시됩니다.) 가 이뤄져요.
이걸 무시하고 운행할땐 열차가 알아서 놋치컷 (관성으로 주행) 상태로 만들어 놓습니다.

7-2. 억속,감속,주의,경계

신호기에서 앞에는 신호기 제한속도로 속도조사를 합니다.
(이때는 억속,감속,주의.경계 순으로 F105,F75,F45,F25 신호가 현시됩니다)
하지만 이것도 무시하면 열차가 자동으로 상용최대로 브레이크를 걸어서 제한속도까지 감속시킵니다.

7-3. 정지신호

정지신호 앞에있는 B점에서 감속패턴을 생성합니다. (이때는 P45,P25신호가 현시됩니다)
패턴을 초과할때는 비상브레이크를 걸어서 정지시킵니다. (물론 기관사에게도 패턴초과 5초전에 벨을 2번울려서 알려줍니다.)

7-3-0. 신호기 앞에서 정차할때엔?

신호기도 종류가 있어요 장내,출발,폐색 이 신호기로 나눠져 있는데
각 신호기 종류별로 작동하는 방식이 다릅니다.

7-3-1. 폐색신호기

정지검지 (5km/h이하) 에서 20초 경과후
자동적으로 무폐색운전 신호 15km/h (M15신호가 현시됩니다)로 절환됩니다.

7-3-2. 장내 신호기

장내신호기는 정지검지부터 5초후에 놋치컷,
놋치컷 5초후 상용최대 브레이크가 작동해서 정지상태를 유지합니다.

7-3-3. 출발신호기

출발신호기는 정지검지로부터 5초후에 7.5km/h제한으로 변화 (M7.5 신호가 현시됩니다),
정차하면 상용최대브레이크가 작동되어 정지상태를 유지합니다.
그런데 왜 7.5km/h (M7.5)신호냐면 정지위치를 잘못 정차했을경우나 홈상의 승객들과의 접촉방지,
원래의 위치보다 앞에서 정차시 수정을가능하도록 만든겁니다.
만약  정차위치를 지나 폭주했을경우에는 궤도회로의 무신호구간 (A점)에서

 

A점 [사진의 오른쪽 하단] (출처 : 미래로의 레포트)

비상 브레이크가 걸려 정차하기때문에 신호기를 지나칠 걱정은 없습니다.

그리고 이 내용들을 표로 정리하면 아래처럼 됩니다. 이해하기 참 쉽죠?

신호	조사속도	패턴신호	조사속도(패턴속도) 초과시	비고
진행	120km/h	F120	놋치컷 (타행운행) 으로 절환	-
억속,감속,주의,경계	105,75,45,25km/h	F105,F75,F45,F25	상용최대브레이크로 조사속도까지 감속	억속→감속→주의→경계 순 그리고 조사속도-5km/h 에서 자동으로 타행운행(놋치컷) 으로 절환 (단, 경계신호 제외)
정지	45,25km/h	P45,P25	비상제동으로 정차	패턴초과 5초전에 벨이 2번 울림, 패턴신호는 정지신호 앞 B점에서 생성
신호기 통과할때

신호기명	정차검지(5km/h) 이하일때	비고
폐색신호기	20초후 무폐색운전신호 (15km/h)현시	이때 패턴신호는 M15
장내신호기	5초후 역행놋치컷, 놋치컷에서 5초후 상용최대브레이크 작동	-
출발신호기	5초후 7.5km/h 제한 정차하면 상용최대브레이크 작동	패턴신호는 M7.5
신호기 앞에서 정차할때

8. 곡선에서의 C-ATS동작

8-1. 속도제한준비구간

이때는 커브 입구까지 확실히 감속하기 위해,
커브보다 2개 이상 앞의 궤도회로 (신호기 또는 B점) 으로부터 속도제한을 받습니다 (L신호가 현시됩니다).

8-2. 감속패턴 생성

커브가 있는 궤도회로에 들어가면 감속패턴을 생성합니다 (C신호 현시).
패턴 초과시엔 비상 브레이크로 정차.
복귀후에는 제한구간을 빠져나올때까지 15km/h의 속도제한을 받습니다. (M15신호 현시).

8-3. 커브 구간내에서의 속도조사

커브구간내에서는 제한속도 + 10km/h에서 속도조사가 이뤄집니다 (L신호 또는 TL신호 현시).
초과시에는 비상 브레이크로 정차.
복귀후에는 제한구간을 빠져나올때까지 15km/h 속도제한을 받습니다. (M15신호 현시)

8-4. 새로운 표지

아래의 사진과 그림을 보면

 

사진하고 그래프 [빨간색 숫자가 적힌것] (출처 : 미래로의 레포트)

보지못한 표지가 하나 생겼는데 이 표지가 의미하는것은 'C-ATS에 의한 속도조사의 속도제한'을 의미합니다.

9. 이제 작동하는것 까지 알았는데 이거 장점이 뭐지...?

장점은 '디지털 신호 (MSK변조)' 으로 바뀌어 전달하는 정보량이 (조금이나마) 늘리는것이 가능해졌습니다.
게다가 신호기의 현시에 관계없이 모두 제한속도로 연속조사를 하고있어 재가속을 했더라도 반드시 신호기의 제한속도로 달리게 되어있어서 불필요한 감속을 줄이면서 높은 안전성을 보장하고 있습니다.
또 정지신호 앞에서는 1호형 ATS는 B점 앞에서 15km/h 이하로 감속해야했지만 C-ATS는 감속 패턴으로 속도조사를 하기 때문에 진입속도를 올리는것이 가능.
그리고 전방의 신호기의 제한속도가 올라갔을때(R->YY,Y->YG...)에는 1호기 시절에는 ATS확인 버튼을 눌러서 리셋해줘야 하는데 (음악관 TS에서 확인 가능) C-ATS는 자동으로 리셋을 해줘서 버튼을 누를필요없이 재가속이 가능해졌습니다.


10. 하지만 장점이 있으면 단점도 있습니다.

C-ATS는 궤도회로에서만 신호를 변화시킬수 있고.

JR동일본등에서 쓰고있는 ATS-P의 절반의 비트(36비트)만 쓰고있어서 궤도회로부터 커브 입구까지의 거리등 세세한 정보를 실는게 불가능.

그때문에 궤도회로의 경계와 커브입구가 떨어져 있어도 감속패턴의 생성을 늦추는것도 불가.

그래서 궤도회로의 경계에서 감속패턴을 생성,동작시켜 속도조사를 하고있습니다. 그 결과 곡선통과시간이 길어졌습니다.

11. C-ATS의 신 기능

2011년 6월에 케이큐가  C-ATS에다가 새로운 기능을 추가했습니다
그 기능은 '건널목 방호시스템' (踏切道防護システム)
이 시스템은 차장(혹은 기관사)가 정차역을 통과했을때
건널목 앞까지 열차를 정지시키거나 건널목을 차단을 완료시켜서
열차를 통과하도록 열차를 제어해 건널목의 안정성을 추가한 기능입니다.

11-1. 이 장치의 동작 원리?

 

건널목 방호시스템의 원리 (출처 : 케이큐 철도안전보고서 2011년도 p.13 [15/40])

그림으로도 간단히 이해하실수 있습니다.

11-2. 그럼 현시장치는?

현시장치에도 자그마한 변화가 생겼습니다.
P나 NC를 표현하였던 자리에 열차종별하고 정차역알림이 현시되었고

전 (출처 : 니코니코동화 - sm6090162)	후 (출처 : THE 케이힌큐코 (케이큐,B트레인 소재) + α)

벨 울림 패턴이 하나더 (3번울림) 생겼습니다.

12. 출처 및 기타등등

12-1. 출처

도쿄도교통국 : http://www.kotsu.metro.tokyo.jp/newsevent/news/subway/2005/sub_n_20050803b.html

케이힌큐코 : http://www.keikyu.co.jp/csr/customer/backnumber/2010/customer06.html

케이큐 철도안전보고서 : http://www.keikyu.co.jp/csr/safety/index.html

미래로의 레포트「未来へのレポート」 : http://takuya870625.blog43.fc2.com/blog-entry-149.html

THE 케이힌큐코 (케이큐,B트레인 소재) + α 「THE京浜急行(京急・Bトレインネタ)＋α」: http://blogs.yahoo.co.jp/keikyu_vvvf/12654911.html

NEW KEIKYU CLUB : http://keikyuclub.aikotoba.jp/keikyu-encyclopedia/top.htm

니코니코동화 : http://www.nicovideo.jp/watch/sm6090162

위키피디아 : http://ja.wikipedia.org/wiki/C-ATS#C-ATS.2Fi-ATS

12-2. 주석

(1) : 2006년(도입 당시)에는 C-ATS의 일부기능만 사용 2010년에는 신호보안설비를 갱신해서 현재의 C-ATS가 됨

(2) : 사고 이후 국토교통성이 탈선 또는 전복 가능성이 있는곳의 ATS의 긴급정비가 필요한곳을 지적함 (긴급정비개소) , 참고로 토에이 구간에는 없음

(3) :

1. '억속 (105km/h 제한)' , '감속 (75km/h 제한)'신호를 넘기면 필요이상으로 감속 (45km/h 까지 감속) ,

2. 차륜검지자에서만 속도조사가 이루어짐 = 차륜검지자 이외에서 가속해도 아무런 제한없이 가속가능 (예 : 무인과속카메라 [과속하던 차량이 촬영지점까지 제한속도 유지하다가 지점 통과하면 과속하는거랑 비슷]

3. 절대정지 기능 없음

12-3. 추신

12-3-1. 차량내의 경보음 같은것은 자료를 발견하는대로 갱신하겠습니다.

12-3-2. 수정해야할 부분이 있으면 지적 부탁드립니다.

[히카리N700계]

놀라운 정보 감사합니다.^^ 사실 ATP ATC ATS등 다양한 신호체계에 대해서 머리가 복잡하였는데... 이렇게 분석한 레포트를 보니 감사합니다.^^

[시로이소닉]

저는 아직 어려서 그런지 너무 어렵네요ㅠㅠ 좀 더 공부해야 되겠네요... 잘 보고 갑니다...

[Fujinomiya]

오-고탄다역님 오랜만입니다. 지난 동일본 대지진 복구가 한창일때 일목 요연하게 도표로 상황을
전문적으로 정리해서 올려주셨는데, 이번에도 테크놀로지 측면의 자료들을 알기 쉬우면서도 심도있게
정리해서 보여주셨네요. 이 두 게시글만 보더라도 님의 철도관과 컨셉의 전문성을 알 것 같습니다.
자료 정리하시고 핵심을 도출하시느라 노고가 많으셨습니다.
(제목에 국문 번역 글을 추가하시면 더 많은 회원들이 쉽게 알아볼 수 있을 것 같습니다)

[E231系500番]

C-ATS가 뭔지... 이제야 알겠네요.

[한오기]

놀랍습니다.아직 미욱하니 공부가 더 필요하단 마음의 각오를 다져봅니당.

[동해도본선]

대단한 장비인 것 같네요.