自動列車運転

自動列車運転（ATO ）とは、運転士が不要、またはせいぜい監視のみで済む、列車の自動運転方法である。 ^{[ 1 ]}あるいは、ATOは、自動列車制御システム内のサブシステムとして定義することもでき、プログラムされた停止、速度調整、ドア操作など、列車運転士に割り当てられている機能の全部または一部を実行する。^{[ 2 ]}

自動化の度合いは自動化等級(GoA)で示され、GoA4 では列車は乗務員なしで自動制御されます。^{[ 3 ]} GoA2 までの低レベルの自動化システムのほとんどでは、故障や緊急事態に伴うリスクを軽減するために運転士がいます。無人運転は主に、線路が隔離されているため安全性を確保しやすい自動ガイドウェイ輸送システムで使用されます。幹線鉄道向けの完全自動運転列車は研究分野です。^{[ 4 ]}列車の自動化の歴史における最初の無人運転実験は 1920 年代に遡ります。^{[ 5 ]}

国際公共交通連合（UITP）および国際規格IEC 62290-1によると、列車の自動化レベル（GoA）は5段階あります。^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}これらのレベルは自動車のSAE J3016分類に対応しています。^{[ 9 ] [ 10 ]}

多くの最新システムは、自動列車保護（ATP）システムと連携しており、多くの場合、自動列車制御（ATC）システムも備えています。ATCシステムでは、経路設定や列車運行管理といった通常の信号操作が実行されます。ATCシステムとATPシステムは連携して、列車が時刻表の許容範囲内に収まるように運行します。統合されたシステムは、走行中の出力と惰性走行の比率や駅停車時間などの運行パラメータを微調整し、定められた時刻表を遵守します。

ATPは、列車間の安全な間隔を確保し、停止すべきタイミングを事前に知らせる安全システムです。一方、ATOは駅での停車や発車に関わる列車運行の「非安全」部分であり、ATPが線路の安全を確認した後に列車の停止位置を示します。

列車は信号が正常な状態で駅に接近し、通常の進入動作を行います。最初のビーコン（元々はループケーブルでしたが、現在は通常固定トランスポンダ）に到達すると、駅ブレーキ指令が列車に送信されます。車載コンピュータは、正しい地点で停止できるようにブレーキ曲線を計算し、列車がプラットフォームに向かって走行するにつれて、精度を確保するために曲線が複数回（システムによって異なります）更新されます。^{[ 21 ]}

列車が停止すると、ATO はブレーキがかかっていることを確認し、ドア有効化ループ内で停止したことを確認します。これらのループは、プラットフォームに対する列車の位置と、ドアがどちら側に開くべきかを確認します。これらすべてが完了すると、ATO はドアを開きます。所定の時間（必要に応じて制御センターによって事前に設定または変更されます）が経過すると、ドア閉鎖証明回路が完了すれば、ATO はドアを閉じ、列車を自動的に再始動します。一部のシステムにはホームドアもあります。ATO は、車載チェック手順が完了すると、ホームドアを開く信号も出力します。ここでは ATO の機能として説明されていますが、駅でのドア有効化は「重要な」システムとみなされ、ATP と同じ安全検証プロセスが必要となるため、ATP 機器の一部として組み込まれることがよくあります。^{[ 21 ]}

ドア操作が完了すると、ATOは列車を巡航速度まで加速させ、次の駅のブレーキ指令ビーコンまで惰性走行させ、ATPシステムによる介入がない限り、次の駅でブレーキをかける。^{[ 21 ]}

2021年10月、ドイツのハンブルクで、他の鉄道交通と共有する通常の線路で「世界初の自動運転無人列車」のパイロットプロジェクトが開始された。従来の標準線路の非地下鉄列車技術は、理論的には世界中の鉄道輸送に適用可能であり、エネルギー効率も大幅に向上すると報告されている。^{[ 64 ] [ 65 ]}

ATOは2022年までにロンドン地下鉄のサークル線、ディストリクト線、ハマースミス＆シティ線、メトロポリタン線に導入されました。ATOはクロスレールの一部でも使用されています。テムズリンクのロンドン中心部区間の列車は、ETCSレベル2で英国の主要鉄道網で初めてATOを使用しました^{[ 66 ]}。

2022年4月、JR西日本は、 2022年中に白山総合車両基地で北陸新幹線で使用されている12両編成のW7系新幹線列車にATOの試験を実施すると発表した^{。[ 67 ]}

シドニーメトロの新路線はすべて、無人運転で、係員は一切配置されません。

2012年からトロント地下鉄は、今後10年間でATOとATCを使用するために信号システムのアップグレードを実施しました。^{[ 68 ]}ヤング-ユニバーシティ線の一部区間の工事は完了しています。^{[ 69 ]} 5号線エグリントンの地下部分は2022年にATCとATOが設置されました。地下部分はGoA2システムを使用し、エグリントン保守保管施設はGoA4システムを使用して車両基地内を無人で走行します。^{[ 70 ]}オンタリオ線はGoA4無人運転システムを採用する予定で、2030年に開業します。^{[ 71 ]}

2021年3月以来、SNCFとオー＝ド＝フランス地域圏は、センサーとソフトウェアを搭載したフランスのRegio 2Nクラス車両を使った実験を開始した（fr）。

2025 年に、 AŽD Prahaによって、コピドルノからドルニー・ブーソフまでの路線での定期的な無人乗客サービスが再開される予定です。^{[ 72 ]}

ウィーン地下鉄では、2026年に新設のU5線に無人運転自動列車運転装置（ATO）が導入される予定だ。

Digirailのパイロットプロジェクトでは、シーメンスモビリティがテスト目的で2つのスタッドラーFLIRT列車セット（Sm5）にATO（およびETCS）を装備する予定です。^{[ 62 ] [ 63 ]}

• ロンドン地下鉄の自動化
• 通信ベースの列車制御– 列車の運行を自動化するために使用できる移動閉塞信号システム
• 一人運転– 列車の運転方法の一つで、より高度な自動化への中間段階とみなされることもある。
• ニューヨーク市地下鉄の信号システム#自動化
• 列車自動停止制御装置– 日本の一部の鉄道路線で使用されている自動ブレーキシステムで、自動ブレーキ機能としてATOと組み合わせることもできます。
• 車両の自動化
• ガイド付きバス
• 自動運転高速輸送システム（ART）

• 列車障害物検知システムの試験、プロジェクトRobotrain、AZD Praha