ATOS (Autonomous decentralized Transport Operation control System)
1. 개요
ATOS는 JR 동일본이 일본 수도권의 재래선에 도입한, 열차 운행관련 정보 관리 및 제어 집중시스템이다. 자율분산형 열차운행관리시스템' 이라고도 불린다.열차 운행관리 및 여객 방송등을 종합관리할 수 있는 '열차 운행관리시스템 (PTC)의 일종이며, 일본 내에서 운용되는 철도 시스템 중 가장 크다.
히타치 제작소와 JR 동일본이 공동개발을 하여 1996년 츄오 본선에 최초로 도입을 하였으며, 2020년 현재 수도권 24노선에 도입되었다.
2. 경위
일본국유철도 (이하 국철) 시대에는 열차 제어 및 운행관리를 '역무실 중심의 분기기 취급'을 중심으로 규정되었고, 각 역에서 운행관리를 상정하고 구성되어 있었다. 즉, 역장 관할하에 역무원이 역장 권한으로 장내 신호기 및 안내방송을 제어하고, 역과 역 구간은 승무원들의 판단으로밖에 상황을 확인할 수밖에 없었다. (이때는 무선장치조차 없었다.) 즉 각 역에서 신호및 운행제어를 담당하였기 때문에 자연재해에 의한 운행판단도 본사 및 중앙본부가 아닌 역장 권한으로 자율적으로 시행됐던 것이다. 하지만 이런 제어는, 중앙본부가 없기때문에 사고발생시 책임자가 분산되어 여러역장이 다 물어야 하는 문제도 있고, 또한 중앙책임자가 없기 때문에 중앙집중제어가 불가능하다.한편, 국철 말기에는 무선전화 (무전기)가 보급되어 역과 열차간 근거리 통신이 가능하고, 이를 통한 사태 처리가 가능한 사례가 늘었다. 이를 통한 정보 수집과 판단을 하는 중앙제어센터가 있어야 한다는 여론이 있었고, 결국 중앙 CTC센터가 생겼다. 또한 CTC센터를 통한 통합관할장치인 열차 집중제어장치와 이것을 프로그램화한 자동진로제어장치 PRC를 도입하였고, 이를 활용한 CTC 합리화를 도모할 수 있게 되었다. 수도권에서도 PRC를 사이쿄선에 도입한 것을 시작으로 케이요선에도 도입하였다.
하지만 당시 PRC 기술은 CPU 처리능력 한계로 완전히 제어를 하지 못했다. 운전정리도 특수 조작을 해야하는 등 반드시 편리한 것은 아니었으며, 정보수집도 열차무선만 할 수 있었다.
이런 약점을 극복하고, 고밀도 운행에 다양하게 대응하기 위해 기존 CTC·PRC를 개발 통합시킨 수송관리시스템이다. 도내에 있는 '도쿄 종합지령소'[1] 과 각 노선의 중앙제어역, 차량기지, 승무사업소, 선로관리사무소를 광섬유 케이블 네트워크로 연결한 자율분산형 수송관리시스템이다. 이는 기존 CTC및 PRC가 반드시 '중앙제어'를 거쳐가야 하는 불편함에 비해 구간 문제가 발생시 관제소 직원이 아니더라도 관계직원이 전용 네트워크를 통한 정보 공유 및 상황파악을 신속히 하기위해 개발한 시스템이다.
ATOS 도입 초기에는 잦은 시스템 오류와 운행 정리 능력이 떨어져 있으나 마나 한 시스템이었으나 개량등을 하여 다른 노선에 확대도입되었다.
3. 구성
- 선구 공통중앙장치 : 도입선구에 공통으로 사용하는 시스템, CCTV, 지령, 다이어 관리 등 공통으로 사용하는 중앙장치이다. 모든 다이어와 지령이 여기서 정해진다.
- 선구별 중앙장치 : 도입선구마다 다르며, 계획된 다이어 실시 및 관리, 장비 수송 등을 한다. 다이어를 계획 관리장치로부터 불러오며, 진로제어등 일반적인 지령 및 관리를 행한다.
- 역 장비 : 도입선구의 각 역마다 설치되며, 시스템 단말기(마르스연동), 전자연동장치, 열차출발안내표시기, 자동방송장치 등을 제어한다. 선구별 중앙장치로부터 받은 데이터를 바탕으로 진로제어, 여객 안내등을 행한다.
4. 기능
- 다이어 관리기능 : 관할하는 모든 열차 (통상적으로 영업운행하는 열차 외 임시, 시운전, 회송, 화물열차까지 전부 포함한다.)를 일괄적으로 관리하며, 운행 다이어는 다이어그램에 표시한다. 열차 지연이나 상황발생시 정보파악을 할 수 있으며, ATOS도입 선구끼리는 서로 각 열차의 지연시간, 상황 정보등이 실시간으로 공유된다.
- 운전 정리기능 : 열차 지연등이 발생할 경우, 시간 조정과 진로순서 변경등을 시스템이 알아서 처리한다. 변경사항이 발생하면 즉시 역내 장치에 송신하고, 즉각 여객안내방송에도 반영한다.
- 역 진로 제어기능 : 운행 다이어에 따라 신호등의 제어도 자동으로 실시한다.
- 역 여객안내기능 : 운행 다이어에 따라, 열차 종별/애칭/행선지/발차시각 등을 역에 설치되어있는 열차 출발안내기, 자동 방송장치 등으로 구성되며, 여객 안내방송을 실시한다. 역의 설정에 따라 지연시 예상시간, 열차 현재 위치등을 표시할 수 있다. 큰 지연이나 운행중단 등이 일어나면 역 설정등에 따라 출발시간이 표시되지 않거나 조정중 이라는 문구와 함께 JR로고밖에 표시될수도 있다. 다만 될수 있으면 종별, 행선지, 발차순서등 최소한의 정보를 제공한다. 그 외에 수도권 철도노선중 문제가 발생한 노선은 JR/사철/지하철을 가리지 않고 관련 정보를 표시할 수 있다.
- 유지 보수관리기능 : 선로 폐쇄등의 유지보수관리를 ATOS 시스템상에서 처리가 가능하다. 원래라면 작업자가 반드시 관제실에 통보를 하여 작업을 하여야 하지만, 지급된 태블릿을 통해 앱에 접속, 해당 구간의 운행상황, 유지작업 계획등을 확인하여 ATOS에 작업지시를 요청할 수 있다. 요청되면 ATOS 전산시스템상에서 허가, 거부를 판단한다.(지령실 담당자는 시스템을 확인한다. 혹시 시스템에 이상이 생기면 관제소에서 직접 지시를 한다.) 보수 작업 구간에서 열차가 진입하지 못하도록 신호제어가 되기 때문에, 작업자가 편리하고, 또 기관사도 ATOS로 확인이 가능하기 때문에 효율성이 높다.
5. 기기
열차 운행간격을 조정하고, 운행 중지 등의 지시는 일반적으로 무선 또는 승무원에 지급되는 운전통고권으로 실시하지만, 무선을 통한 경우는 해당열차에 정보가 전달될때까지 시간이 걸리고, 통고권은 배포 대행을 필요로 한다. 물론 쓰지 않는다는건 아니지만 시간이 생명이라고 불리는 일본 철도계에서 이런 늦는 정보는 시간을 잡아먹는 것 정도밖에 안된다. 그걸 방지하기 위하여, 각 역의 진로방향 승강장 끝부분, 선로로 갈수 있는 계단 옆에 '출발시기 지시자'라는 것을 둔다. 이것이 ATOS만 가지는 유일한 시설이다. 하지만 고밀도 운행을 하지 않는 노선은 설치되지 않는다. 또한 장거리 노선의 경우 고밀도 운행을 하는 방향만 설치하고, 한적한 운행을 하는 방향은 설치하지 않는곳도 있다. 해당 노선은 츄오 본선 타카오 이서, 이츠카이치선 전선, 도카이도 본선 하야카와역 이서, 조반선 칸다츠역 북쪽, 우츠노미야선 지치이다이역 북쪽, 타카사키선 후카야역 북쪽, 카와고에선 니시카와고에역 서쪽구간에 해당한다.이하는 실제 구간을 재현하였다는 가정하에 설명한 예시이다.
- 야마노테선 시부야역에서 인신사고가 발생해 2시간 이상 지연 및 운행중단이 떴다. 이때 지시자에는 억지(抑止)라고 뜬다. (지령이 있을 때까지 운행을 중지)
- 사이쿄선 에비스역을 출발하여 시부야역으로 가려고 하는데, 앞차가 시부야역을 출발하지 않았다. 그러면 지시자에서 통지(通知)라고 뜬다.[2] 앞차가 시부야역을 발차하면 통지가 사라지고 열차가 출발한다.
- 저녁 9시경, 야마노테선 도쿄역에서 시나가와 방향으로 가던 열차에서 출입문 오류가 발생해 10분이나 지연되어 운행중이다. 이때 앞 역인 칸다역에서는 연발(延発)[3], 21시 15분을 교대로 표시한다. 그러면 다음 차는 대기하였다가 21시 15분에 지령을 받고 칸다역에서 발차한다.
- 오전 8시 20분, 신주쿠역 야마노테선에 승하차가 폭주하여 4분 가량 지연운행중이다.[4] 이때 출발시각 자체를 변경할 때에 출발(出発), 8시 22분을 교대로 표시한다. 그러면 연발과 마찬가지로 8시 22분에 출발하게 된다.
6. 도입구간
| 소속 | 노선 | 도입구간 | 도입일 |
| 츄오 방면 지령 | 도쿄역 - 타카오역 | 1996년 12월 14일 | |
| 타카오역 - 코후역[5] | |||
| 미타카역 - 오차노미즈역 | |||
| 오차노미즈역 - 치바역 | 1999년 5월 29일[6] | ||
| 타치카와역 - 오메역 | 2016년 말 | ||
| 하이지마역 - 무사시이츠카이치역 | |||
| E전 방면 지령 | 전구간 | 1998년 7월 4일 | |
| 오미야역 - 오후나역 | |||
| 야마노테 화물선 ( | 메구로가와 신호장 - 이케부쿠로역 헤비쿠보 신호장 - 오사키역 | 2005년 7월 31일 | |
| 이케부쿠로역 - 카와고에역 | |||
| ■카와고에선 | 카와고에역 - 무사시타카하기역[7] | ||
| 히가시카나가와역 - 하치오지역 | 2015년 7월 12일 | ||
| 도카이도 방면 지령 | 도쿄역 - 유가와라역 | 2001년 9월 29일 | |
| 도카이도 화물선 (소테츠·JR직통선) | 신츠루미 신호장 - 오다와라역 | ||
| 오후나역 - 치바역 | 2000년 9월 30일[8] | ||
| 쿠리하마역 - 오후나역 | 2009년 11월 1일 | ||
| 카와사키역 - 타치카와역 | 2006년 3월 26일 | ||
| 도호쿠 방면 지령 | 도쿄역 - 우에노역 | 2015년 3월 14일 | |
| 우에노역 - 코가역 | 2004년 12월 19일 | ||
| 코가역 - 나스시오바라역 | 2005년 10월 16일 | ||
| 쿠로이소역 | 2023년 10월 8일 | ||
| 도호쿠 화물선 ( | 이케부쿠로역 - 오미야역 | 2004년 12월 19일 | |
| 오미야역 - 진보하라역 | |||
| 신츠루미 신호장 - 니시후나바시역 | 2012년 1월 22일 | ||
| 도쿄역 - 소가역 이치카와시오하마역 - 니시후나바시역 니시후나바시역 - 미나미후나바시역 | 2016년 9월 25일 | ||
| 조반 방면 지령 | ■조반선 ( | 우에노역 - 하토리역 | 2004년 2월 14일 |
| 카메아리역 - 토리데역 |
수도권의 경우 군마현에만 ATOS가 없다. 대신 ATOS를 기반으로 한 자체 방송 시스템[11]을 운영하고 있다.
7. 장단점
- 장점 : 분산되어 있던 시스템을 통합함으로서 노선이 대규모로 운전장애가 발생하였을 때, 한번에 종합적으로 컴퓨터 시스템을 이용한 체계적인 관리가 가능하며, 최첨단 데이터로 신속한 처리와 정보통신이 가능하다.
- 단점
- 엄청난 트래픽이 몰리거나 단락/화재/태풍 등 통신상태가 양호하지 못하면 시스템 관리가 불가능해진다.[12]
- 인터넷 시스템을 전제로 사용하기 때문에 인터넷이 끊기거나 통신이 불량한 역은 시스템 정보를 입수하기가 어렵다.
- 대규모로 운행불능시 여기저기서 무선과 데이터가 빗발치기 때문에 혼란스럽다.
[1] 당초 도쿄종합지령소가 신주쿠역의 본사에 있나, 타바타역의 도쿄지사에 있나를 두고 말이 많았으나, 정황상 타바타역 도쿄지사에 있는걸로 파악되고 있다.[2] ATC 차내 신호가 적용된 야마노테선, 케이힌토호쿠선과 CBTC(ATACS)를 사용하는 사이쿄선은 고밀도 배차가 가능하므로 통지가 잘 뜨지 않는다.[3] 지연할 때의 '연'과 발차의 '발'을 쓰며, 지연 출발이라는 의미이다.[4] 원래라면 16분 발차가 맞다.[5] 히가시야마나시역 제외.[6] 단, 치바역은 2020년 2월 16일부터 적용.[7] 니시카와고에역 제외.[8] 단, 츠다누마역과 치바역은 2020년 2월 16일부터 적용.[9] 2005년 도입, 2020년 갱신[10] 2001년 도입, 2021년 갱신[11] 진입음은 ATOS 차임을 쓰고, 방송은 TTS를 이용하는 방식이다. 사실 여기 뿐만이 아니라 ATOS가 도입되지 않은 수도권의 다른 역들도 형태만 조금씩 바꿔서 사용하고 있다.[12] 일례로 2016년 11월 4일 새벽4시경, 타카사키선 미야하라~진보하라 구간의 케이블이 끊겨 운행상태를 확인하지 못하자 타카사키선은 첫차부터 운전을 중지하였다. 10시 30분경 키타아게오역의 케이블 단선확인이 되어 복구하고 운행을 재개시키는듯 했으나, 복구된 데이터의 오류및 결함으로 또다시 운행이 불가능하자 데이터를 리셋 및 백업을 한 뒤인 오후 3시경에 운행을 재개하였다.