21. ATSの盲点

今年は悲しいことにATSの機能にかかわる2つの重大事故が発生してしまいました。3月 2日に発生した土佐くろしお鉄道・宿毛駅で発生した特急列車の衝突事故、そしてもう一つは鉄道事故史上稀にみる大事故となった、JR宝塚線・快速電車の脱 線転覆事故です。いずれも事故の直接の原因となったのは、速度の出しすぎを保安装置が食い止めることができなかったことです。この原因については、ATS の導入の目的と仕組みを今一度再確認する必要があります。 そもそもATS(自動列車停止装置)は、地上信号が停止を現示しているときに運転士が信号を無視して冒進することを防ぐ目的で開発されました。このATS には、国鉄形、民鉄形の2種類があります。この2者の大きな違いは速度照査機能の有無にあります。すなわち国鉄形のATSは赤信号に近付くと警報を発報、 確認ボタンを押して所定の減速操作をすればATSによる自動停止は動作しませんが、ATS警報を無視して5秒以内に確認ボタンを押さない場合は、即非常停 止がかかる仕組みとなっています。このような仕組みであるため、確認ボタンを押すことになれてしまった運転士は、ATS警報が鳴ると無意識のレベルで確認 ボタンを押してしまい、実際の停止操作を行わないことによる追突事故を完全に防ぐことができていません。この点については、国鉄分割民営化後JR各社は ATSの機能を拡張し、出発信号などの絶対信号直下に設けられた地上子を赤信号で通過した場合は、確認ボタンの有無にかかわらず即時非常停止がかかるよう に改良されました。なお、国鉄形ATSでは分岐通過時の過速度を防止するため、注意信号に対する速度照査地上子を設け、規定以上の速度で列車が通過した場 合は、即非常ブレーキがかかるようになっています。 一方、民鉄形のATSは国鉄形ATSに遅れて導入が開始されましたが、その時既に上で述べた国鉄形ATSのシステム上の問題点が明らかになっていたため、 赤信号に対する警報を出す機能は必要ではないが、速度照査機能を設け各信号現示に対する列車速度を比較し、規定の制限速度まで常用ブレーキで減速される仕 組みが採用されました。このため確認ボタン操作も不要であり、国鉄形と異なり赤信号だけのバックアップではなく、減速・注意・警戒の各現示に対して速度を 照査しながら自動的に減速する仕組みとなり、運転士に対する負荷が大幅に軽減されました。 これらATSは国鉄形も民鉄形も、あくまでも信号無視を防ぐ形でシステムが構築されています。また国鉄形ATSについては、曲線や終端駅の減速確認をする ための速度照査地上子が拡張され、曲線の速度制限のバックアップが行えるようになってきました。ところが、この国鉄形ATSの速度照査機能には意外な盲点 があります。それは国鉄形のATSは基本的には常時速度を照査する機能がないため、速度照査地上子の無い箇所では車両性能の許す限りどんな速度でも出すこ とが事実上可能になります。簡単に言えば、許容最高速度130km/hの性能のある車両は、最高速度100km/h の路線でも130km/hの速度で走行することは可能で、100lm/hを越えると自動的にブレーキが掛かるような機能は持っていません。このことは、次 のような問題を引き起こすことになります。 例えば、70km/hの速度制限のあるカーブに速度照査地上子を設置する場合、カーブの入り口付近に地上子を設置することになります。この場合、通常の減 速動作を運転士が行った場合は問題ありませんが、想定外の速度でカーブに進入した場合は、ATS非常ブレーキがかかっても減速距離が不十分になってしまう ことがあります。土佐くろしお鉄道の事故は、このように想定された速度以上で速度照査地上子に進入したために減速しきれずに発生したものです。仮にこの問 題を防ぐために、曲線のずっと手前に速度照査地上子を設置した場合、その地上子を通過する時の列車の速度は70km/h以下である必要があることから、曲 線のずっと手前から70km/h以下で列車が走る必要があり、不必要な減速を強いられることになります。実際にはそのような矛盾を防ぐために、曲線に安全 に進入するために最低限減速しておくべき速度をチェックするための速度照査地上子を何カ所かに設置して、ある程度の高速度を出していてもバックアップでき るようにはなっています。しかし、想定する速度はその区間の許容最高速度とすることがほとんどであり、想定以上の速度での進入を行った場合、速度照査機能 が有効にならないことがあります。言い換えると、国鉄形のATSで速度照査をする場合、常に列車の速度が照査されていないため、列車の速度制限区間に入る 進入速度をある程度想定せざるを得ません。逆にこの想定した速度はあくまでも予測(あるいは期待値)ですから、予測以上の速度での進入には速度照査地上子 の機能は有効でなくなってしまいます。土佐くろしお鉄道の事故にしても、JR西日本のJR宝塚線(福知山線)脱線事故にしても、関係者は想定外の速度で進 入していることを理由に挙げているのですが、関係者が考える想定された速度で列車は必ずしも走るわけではないことを今回は示しており、特定の速度での進入 を前提とした国鉄形ATSの限界を露呈したと言えるでしょう。更にまずいことに、国鉄形ATSは保安設備が異常警報を出したとしても所定の確認動作を運転 士が行えば、全くバックアップ機能が働かなくなります。その後は運転士の技量と注意力に委ねられることになり、今回起こった問題を完全に防ぐことはできま せん。逆に民鉄形のATSは、常に速度照査を行っており信号機の現示に対する速度制御は完璧ですが、曲線制限は基本的には運転士による手動扱いとなってお り、機能的にはむしろ国鉄形ATSに劣るとも言えます。ただし民鉄形ATSの場合、仮に曲線通過速度の制限をバックアップするとしても、曲線に対する進入 速度はATSの速度照査機能により限定される(例えば最高速度100km/h の路線に110km/hで走る列車はシステム上あり得ない)ため、国鉄形ATSの速度照査地上子で生じる問題はなくなります。 今回の尼崎の事故で話題になった新型のATS-Pは、どちらかといえば民鉄形のATSに近いものがあり、常に列車速度は照査され赤信号以外の任意の信号現 示や曲線制限を自動的に制御することができます。このATS-Pの優れているところは、例えば曲線制限用の地上子は後何メートル先に何キロの速度制限があ ると言う情報をもとに、その車両の減速性能に見合った減速カーブ(これをパターンといい、ATS-PのPはパターンの頭文字を示しています)を演算し、そ れと実際の速度を比較しながら必要な箇所で常用ブレーキによる減速が行われることです。もちろん、この機能を有効にするためには必要な地上子を設置するこ とが必要になります(実際にはATS-P2が整備されているJR神戸線やJR京都線でも全ての速度制限区間に対して速度照査地上子が設置されているわけで はありません)。 元々、信号無視防止狙って導入されたATSは、今回の事故を契機として全ての速度制限をバックアップする仕組みへと変わっていくこととなるでしょうが、従 来型の国鉄形ATSでの速度照査地上子は上記のような問題をはらんでおり、速度制限区間への進入速度を想定せざるを得ないところに、そして確認ボタンを押 すことによってシステムのインターロックが効かなくなってしまうことにシステムの盲点があるといえます。このような点を考えると、確認ボタンの操作という 運転士への無用な負荷を軽減させるという意味においても、今回のような事故を2度と起こさないためには、既に民鉄が導入しているATSのように一定以上の 高速運転をする路線は全て速度照査機能を持つATSに移行していく必要があるのではないかと考えます。