特殊自動閉塞式（電子符号照査式）【電子閉塞】

地上送受信装置（無線通信式） / 地上受信部（光通信式）

地上送受信装置・地上受信部は駅装置に接続され、車載器との間の通信を行います。

無線通信式の地上送受信装置は、車載器との間で閉塞の設定・解錠に必要なデータを伝送します。装置は地上無線機とアンテナから成り、 地上－車上間の通信には極超短波〔UHF〕の300MHz帯の電波を利用しています（336.125MHz・空中線電力1W【更新設備の一部は500mW】）。 アンテナは、電波が隣接する停車場まで届いて干渉し（オーバーリーチ）、 通信に不具合が発生しないよう駅構内に限って電波が届くように「撚り対型漏洩ケーブル（RPC: Radiated Pair Cable）」を採用しています。

光通信式では、地上受信部は駅装置の入出力部に接続される回路ブロックとなっており、地上受信部に赤外線の受光器が接続されます。 車載器（発光器）から発信される、車載器の識別符号を含む信号を受光器で受信し、駅装置に入力します。 光通信式では車上→地上の一方向の通信のみで地上→車上の通信はありませんので、単に『受信部』と表されています。

車載器

車載器は電子閉塞システムを特徴づける重要な要素です。電子閉塞システムを導入している区間で列車を運行する際に必ず運転台に備え付けます。

車載器には「出発（出発要求）」「取消（取消要求）」の2つ、光通信式の場合はさらに「到着（到着確認）」ボタンがあり、 その操作により地上送受信装置・地上受信部に向けて車載器の識別符号と要求する操作を送信します。 さらに車載器は「電源」「送信」「応答（もしくは反応）」のランプを備えていて、動作状況を知ることができます。 光通信式の場合は「応答」ランプの機能を地上設備の受光器付近に設けたランプが担うことがあります。 無線通信式の車載器は、停車場への到着検知時に駅装置のポーリングに対して自動的に応答し、閉塞解錠の手続を自動的に実施する機能があります。

無線通信式の車載器は一般には可搬式の無線機で、識別符号（車載器IDの数字）が固定値で記憶されており、列車に乗務する運転士が指定された識別符号の車載器を携行します。 なお、JR東日本の電子閉塞システム導入路線で運行されている車両は固定式の車載器を搭載しています。 識別符号は運転士が携行するICカードに記録されていて、車載器にICカードを差し込むと識別符号（数字）が表示部に出ます。

光通信式の車載器は赤外線リモコンとなっています。こちらも一般には可搬式で、 列車運行時に運転士が携行します（上毛電気鉄道については各運転台に車載器リモコンを固定設置しています）。

伝送回線

伝送回線は駅装置間を接続し、両駅間の閉塞情報を送受信したり、運行表示装置と各駅装置の間でやり取りする各種情報の送受信に利用されます。

伝送回線に用いられるケーブルは1対の電線（導体径0.9mm〔0.9φ〕のメタルケーブル）で、 電子閉塞システム導入前に導入されていたタブレット閉塞式（通票閉塞式）施行のための閉塞回線が流用されました。 現代においても、仕様としては1対の電線を敷設することには変わりありません。

この1対の電線に駅装置を最大15個数珠つなぎにして、装置間をバケツリレーするように閉塞情報のやり取りや、 運行表示装置から駅装置に向けての制御情報の送信、 各駅の駅装置の制御結果や駅装置経由で入力される沿線設備の動作状況等を示す表示情報の運行表示装置への送信を行っています。

運行表示装置（拡張機能）

運行表示装置（略称「運表」）は運行管理拠点駅（管理駅）の駅装置に接続して設置する装置で、管理する線区の運行状況を一覧できます。 具体的には次の13種の機能を担います。

装置本体は一般のパソコンです。装置構築当初は、当時の汎用パソコンにOSとしてMS-DOS（MicrosoftがWindows以前に販売していたOS）を組み合わせ、 その上で動くプログラムはC言語を利用して開発されました。パソコンの機種は特に記述はされていませんが、 各種記事に掲載されている写真から判断すると、NECのPC-9801シリーズ（PC-9801VM2）が採用されたようです。

電子符号照査式では軌道回路検知式と異なり、閉塞設定・解錠手続に各列車の運転士が携行する車載器が関与するため、 運行表示装置から直接制御可能なのは進路制御・信号制御の抑止（抑止てこ）、線路閉鎖指定（各停車場においても線路閉鎖てこを操作）、 各停車場への停止信号一斉現示など、列車を停止させたり、特定区間に列車の進入を禁止するものに限られています。

運行表示装置は外部に接続している駅装置の各ユニットと「伝送入出力部」を介して通信を行います。その際の仕様のうち、ソフトウェアにかかわるものは下表の通りです。

運行表示装置は特殊自動閉塞装置（電子符号照査式）の構成要素としては「拡張機能」に区分されており、 以下の条件のいずれかに当てはまる線区の場合に設置すべきもの（どれにも当てはまらない場合は設置しなくともよい）とされました。

1. 運転整理を行う必要がある線区
2. 無人駅を線路閉鎖区間の境界とする場合
3. 通過列車の運転線区である場合

しかし、運行表示装置を設置していない状態では、従来は各停車場の運転取扱の係員が実施していた列車の通過確認が行えず、列車運転状況の把握が非常に困難になります。 運転状況を各列車に照会しようにも、列車無線未設置の線区ですと列車を呼び出す手段がありません。 何よりも、運転状況の記録や沿線設備の集中監視など運転業務の効率化ができるための機能として実装されているのに、そのための装置を置かないのでは合理化が十分に達成できません。

結局のところ、すべての導入線区が「1. 運転整理を行う必要がある線区」に該当することになり、 初期設置17線区19システムすべてに当初から運行表示装置が設置されました。 その後に導入された線区もすべて導入時から運行表示装置が設置されています。

信号装置

特殊自動閉塞装置（電子符号照査式）を設置する場合には、次の仕様により信号機を設置運用します。

連動装置

特殊自動閉塞装置（電子符号照査式）を設置する場合、小規模な進路の停車場では駅装置が備える連動機能を利用できます。 連動機能は、法令上は駅の設備に応じて次の3種類の連動装置として位置付けられます。

第1種電子連動装置

停車場に動力転轍機（現代においては電気転轍機のみ）を設置している場合。

第2種電子連動装置

停車場に発条転轍機（スプリングポイント）のみを設置している場合。

第3種電子連動装置（※1993年3月に対象として追加）

停車場に転轍機を持たない場合。

第3種連動装置とは、信号機の操作を1箇所に集中させ、かつ分岐器の操作を分岐器そばの「鎖錠できない」転轍機で操作して、 回路制御器により分岐器の開通方向を照査しつつ信号機と分岐器の間で連鎖を行うようにしている連動装置の類型です。 当初はこの仕様の連動装置は国鉄→JRには存在していませんでした。 JR九州の日南線南郷駅（1面1線）で列車折り返しを新規に実現するための信号装置設置方式が検討された際に、 南郷駅に設置する信号制御用の装置をこの第3種電子連動装置として運輸省（当時）が認可しました（後述）。

なお、従来より連動装置（継電連動装置・電子連動装置）が設置されている駅、 および特殊自動閉塞装置が想定する進路規模（3線8進路）よりも大きな駅で連動装置が別途設置される駅についてはそれを利用し、 特殊自動閉塞装置の連動機能は利用せず、制御状態をインターフェースを介してやり取りします。

列車運転にあたっては、あらかじめ各列車に対応付けた識別符号（車載器ID）を記憶している車載器を運転台に設置します。 一般には車載器は可搬式の無線機（無線通信式）もしくは赤外線リモコン（光通信式）ですが、JR東日本の車両は車載器を運転台に固定設置し、 運転士が携行するICカードをセットして、記憶させた識別符号を設定します。また、上毛電気鉄道は赤外線リモコン型の車載器を運転台に固定しています。 車載器は運行管理の必要に応じ、運行管理上の拠点駅で取り替えることがあるほか、他の閉塞方式との境界駅で積み下ろしを実施します。

出発時処理

A駅～B駅～C駅とある路線で、A駅からB駅へ向けて運転する場面で説明します。太字（赤文字）が運転士が実施する操作です。それ以外の手順は装置内部の処理です。

出発前～出発直後

1. 運転士が停車場出発前に、車載器にある「出発要求」押しボタンを押下する（※光通信式の場合は、車載器リモコンを受光器に向けて「出発要求」押しボタンを押下する）。
2. ボタン押下により、車載器に記憶されている識別符号を含むデータが、車載器から無線通信（もしくは赤外線の信号）で駅装置の保安部に入力される。
3. 入力されたデータの「出発」ビットが設定されている場合に、A駅を『発駅』として処理を開始する。
4. 発駅における「出（だし）設定」条件を照査（チェック）する。すべてが条件を満たしていれば「OK」とし、次の処理に移る。
   1. 列車が確かにA駅に在線しているか。他駅の列車から混信した電波ではないか。
   2. A駅～B駅間に他の列車が閉塞を設定していないか。
   3. 運行表示装置から線路閉鎖や信号機抑止の指令を受信していないか。
   4. B駅の駅装置から対向列車の誤出発検知のデータを受信していないか。
5. B駅の駅装置に対して「閉塞設定要請」のデータを識別符号とともに送信する。
6. 「閉塞設定要請」のデータを受信したB駅の駅装置は、『着駅』としての処理を開始する。
7. 着駅における「受（うけ）設定」条件を照査（チェック）する。すべてが条件を満たしていれば「OK」とし、次の処理に移る。
   1. A駅～B駅間に他の列車が閉塞を設定していないか。
   2. 閉塞設定を許可することによって、デッドロック状態（どの列車も進路構成をして次駅に向けて運転できなくなる状態）に陥ることがないか。
8. B駅の駅装置の状態を「受鎖錠」に設定し、列車の到着を待ち受けるモードに移行する。
9. B駅の駅装置からA駅の駅装置に「閉塞設定許可」のデータを識別符号とともに返送する。
10. A駅で「閉塞設定許可」のデータを受信したら、駅装置の状態を「出設定」に設定し、列車を発車させるための処理モードに移行する。
11. A駅の駅装置は進路制御を実施する（列車の出発ができるよう転轍機を転換し、条件が整ったら出発信号機に進行現示を出す）。連動装置が別途設置されている場合は、連動装置に出発進路設定の信号をリレー接点で出力する。
12. 出発進路の構成が完了し、進路が鎖錠されたら（自列車出発を妨げるような進路が構成されないようロックされたら）、閉塞状態を「出鎖錠」に遷移させ、閉塞を鎖錠する。これにより列車がB駅に到着するか、車載器の「取消」ボタンを押すこと以外のいかなる閉塞操作も受け付けないようにする。
13. 運転士は信号現示と時刻を確認し、発車時刻になったら列車を発車させる。

出発後

1. 列車発車後、先頭が出発信号機を越えた（内方第1軌道回路に進入した）時に出発信号機を復位する（停止現示に戻す）。
2. 列車が出発信号機内方第2軌道回路に進入したら列車が出発したとみなして（出発検知）、B駅に「進出」のデータを送信し、閉塞取消ができないようにする。
3. B駅の駅装置は、A駅の駅装置から「進出」のデータを受信して一定時分経過した時点で、駅装置に予め記憶された識別符号に対応する停車・通過情報を参照し、通過設定の場合は、B駅の次のC駅の駅装置との間で閉塞設定手続を実施する。
4. B駅の駅装置は、B駅の場内信号機を反位に制御する（駅への到着を許可する信号を現示する）。

到着時処理

到着時に実施する処理は、無線通信式の場合は自動で行われ、光通信式の場合は運転士の手により「到着登録」の操作を実施することで行われます。

1. 列車がB駅の場内信号機の内方第1軌道回路に進入するとともに、場内進路を復位制御する（場内信号機を定位に戻す。また、列車が転轍機部分を抜けた後に転轍機の鎖錠を解く）。
2. 列車が場内信号機の内方第2軌道回路に進入した時に。列車が場内に進入してきたとみなし（場内進入検知）、到着時処理を開始する。
3. （※無線通信式のみ）B駅の駅装置が車載器に対してポーリングを実施する。ポーリングのデータには閉塞設定の際に受信した車載器の識別符号（車載器ID）を設定する。
4. （※無線通信式のみ）車載器がポーリングに自動応答する。応答には車載器の識別符号をデータとして設定する。
5. （※光通信式のみ）運転士が駅にある受光器に向けて車載器リモコンを向け、「到着」ボタンを押下する。
6. B駅の駅装置が閉塞解錠条件をチェックする。
   1. 識別符号（車載器ID）が閉塞設定時にやり取りした符号と一致しているか。
7. 列車の最後尾が場内信号機の内方第1軌道回路を抜けたら列車が到着したとみなし（到着検知）、閉塞解錠条件を満たしている場合はA駅の駅装置に閉塞解除要請のデータを識別符号とともに送信する。
8. A駅の駅装置は、B駅の駅装置から閉塞解除要請のデータを受信したら、閉塞解錠条件をチェックする。
   1. 識別符号（車載器ID）が閉塞設定時にやり取りした符号と一致しているか。
9. 閉塞解錠条件を満たした場合は、A駅の駅装置は状態を「解錠」に設定し、閉塞解除許可のデータを返送する。
10. 閉塞解除許可のデータを受信したB駅の駅装置は状態を「解錠」に設定し、閉塞解錠が完了する。

停車場を通過する場合の到着・出発処理

特殊自動閉塞式（電子符号照査式）の施行区間内であれば、各駅装置が予め記憶している、識別符号に対応する列車制御データ（停車・通過情報や着発線情報）に基づき、先の区間の閉塞設定手続も行います。

1. A駅 → B駅間の閉塞設定を実施する。
2. 列車がA駅を発車する。
3. A駅発車の情報を受信してから一定時間経過後、当該列車がB駅を「通過」するよう登録されている場合は、B駅の駅装置はB駅 → C駅間の閉塞設定手続を自動で行う。
4. 列車がB駅に進入する。
5. A駅 → B駅間の閉塞解除手続が自動的に実施される。
6. 列車がB駅から進出（B駅を通過）する。

一方で、他の閉塞方式が施行されている区間との出入りの場合は、特殊自動閉塞式（電子符号照査式）施行区間へ入ってくる場合に、 閉塞方式の境界駅で一旦停車をしての出発要求操作が必須となります。 出て行く場合は、無線通信式については閉塞解除手続を自動で実施するため境界駅を通過することができます。 （後段「電子符号照査式のシステムが抱える問題点」も参照ください。）

第三セクター

• いすみ鉄道いすみ線に関する情報
  1. いすみ鉄道いすみ線の電子閉塞システムはJR木原線時代末期に工事、および訓練運用が行われました。 1988年3月10日より、従来の通票閉塞式を施行しつつ電子閉塞装置の訓練運用を実施し、いすみ鉄道への移管時より 本格的に運用開始されました。
• 天竜浜名湖鉄道天竜浜名湖線に関する情報
  1. 天竜浜名湖鉄道天竜浜名湖線は1988年3月13日から2017年3月まで電子閉塞システムが運用されていました。
  2. 略歴
     • 1988年3月13日：掛川～金指間を通票閉塞式から特殊自動閉塞式（電子符号照査式）に変更。
     • 1989年3月11日：金指～新所原間を通票閉塞式から特殊自動閉塞式（電子符号照査式）に変更。全線を電子閉塞化。
     • 2015年3月14日：天竜二俣～新所原間を特殊自動閉塞式（軌道回路検知式）に変更。同区間に線区集中電子連動装置を導入して集中連動化。
     • 2017年3月末：掛川～天竜二俣間を特殊自動閉塞式（軌道回路検知式）に変更。同区間を線区集中電子連動装置の制御下に組み込み集中連動化。電子閉塞システムの運用を終了。
• 長良川鉄道越美南線に関する情報^{[長良川鉄道199604]}
  1. 長良川鉄道越美南線では、1988年度（昭和63年度）から3か年度計画で、通票閉塞式を施行していた美濃太田～美濃白鳥間に電子閉塞システムを導入しました。切替工事は4期計6回実施されました。
  2. 略歴
     • 1988年10月8日：郡上八幡～美濃白鳥間にある郡上大和駅に列車交換設備を再設置。
     • 1988年10月19日：郡上八幡～美濃白鳥間を通票閉塞式から特殊自動閉塞式（電子符号照査式）に変更。
     • 1989年12月11日：大矢～郡上八幡間を通票閉塞式から特殊自動閉塞式（電子符号照査式）に変更。
     • 1989年12月22日：美濃市～大矢間を通票閉塞式から特殊自動閉塞式（電子符号照査式）に変更。
     • 1990年1月29日：関～美濃市間を通票閉塞式から特殊自動閉塞式（電子符号照査式）に変更。
     • 1990年7月27日：富加～関間を通票閉塞式から特殊自動閉塞式（電子符号照査式）に変更。
     • 1991年1月22日：美濃太田～富加間を通票閉塞式から特殊自動閉塞式（電子符号照査式）に変更。現用区間全区間（美濃太田～美濃白鳥間）の切替完了。
• 松浦鉄道西九州線に関する情報
  1. 松浦鉄道西九州線は、運行表示装置1台で管理できる駅装置数の制限（最大15個）により、Aシステム（13連動駅管理）とBシステム（8連動駅管理）に分割して管理されています。 運行表示装置はAシステム・Bシステムとも佐々駅に設置されています^{[鉄電協201306]}。
     • Aシステム：有田・蔵宿・夫婦石・伊万里・楠久・久原・今福・松浦・御厨・たびら平戸口・江迎鹿町・吉井・佐々（吉井方閉塞管理）
     • Bシステム：佐々（真申方閉塞管理）・真申・相浦・上相浦・中里・左石・北佐世保・佐世保
• 高千穂鉄道高千穂線に関する情報
  1. 2005年9月6日の台風14号により全線にわたり橋梁流失、路盤流失、倒木等の大被害が発生して全線運休となり、その後再開されないまま2007年9月6日に延岡～槇峰間が廃止、2008年12月28日に槇峰～高千穂間が廃止されました。

民鉄

• 熊本電気鉄道菊池線・藤崎線に関する情報
  1. 赤外線リモコン式のシステムは熊本電気鉄道に導入されたのが日本初の事例です。 熊本電気鉄道の要望により、大同信号が無線通信式システムをもとに光通信式のシステムを設計製作して納入しました^{[信号保安198804][DAIDO62-1]}。
  2. 電子閉塞システムは1988年1月11日からの本運用に先立って、1987年11月22日から試験運用が実施されていました^[DAIDO62-2]。

装置保守部品の調達の難しさ

電子符号照査式のシステムは、全線区で1986年11月1日から一斉に使用開始され、それからすでに40年近くが経過しています。 このシステムはマイコン技術をふんだんに取り入れて構築されており、主要部品は半導体素子となっています。 半導体素子でできた部品を工業製品として利用するにあたって問題となるのが、古い部品の調達が一般的には難しいという特性です。

当システムの構成部品の詳細は分かりませんが、一般には半導体素子を含む情報技術関係の部品（ハードウェア）は変遷が他の工業製品と比べて非常に速く、 40年前の部品をそのまま入手できる可能性はほとんどありません。 大規模に流通し利用されている一部のメジャーな素子（8ビットマイクロプロセッサのZ80、トランジスタの2SC1815など）であれば継続生産されるか、 あるいは互換性のあるサードパーティー製品が長期的に入手可能ですが、ほかは短期で生産終了してしまうことがほとんどです。 産業用途は一般消費者向けと異なり、メーカーが保守部品を長期的に供給する体制を整えていますが、それでも40年近くとなると困難です。

同一仕様のものが入手できない場合は、互換性を持つ代替品を選定することになりますが、見つかるとは限りません。代替品の候補が見つかった場合は本当に求める性能を持っているか特性評価が必要です。 電子の世界では特性のわずかな違いで動作が狂うことがあり、素子よりも大きい装置単位のレベルで見た時に、 部品を交換したらたった0.1秒の動作タイミングのずれで巨大なシステムが起動できなくなった事例が鉄道分野にもあります（2013年7月18日にJR九州の運行管理システム「JACROS」に起きたトラブル）。

古めの機械、鉄道分野ならば蒸気機関車や国鉄時代までの電車・気動車であれば、引退済の車両から同型の部品を取り外して整備再利用する手法が取れますが、 電子機器は基板や半導体素子以外の素子も劣化していることが多く、部品取りをしての整備運用は困難です。

運行表示装置の保守体制維持の難しさ

電子閉塞システムの運行表示装置は当時の汎用コンピューター（パソコン）を利用し、そのソフトウェアはC言語で記述された16ビットMS-DOSアプリケーションでした。 当システムに採用されたパソコン（PC-9801VM2）の公式サポートは異例の長期間に渡り続けられましたが、それも2010年10月末で終了しています。

運行表示装置の更新が行われている事例はいくつか確認できています。 2016年7月公開のJR北海道の資料「『持続可能な交通体系のあり方』について^{[JR北海道201607]}」で紹介されている、 「倶知安駅の運行管理システム」として写っていたマシンが1996年製のPC-9821シリーズ（PC-9821Xb10）でした。新設時から10年後に一度更新されていることになりますが、 写真からは、MS-DOS上で動くプログラムがそのまま動作しているようでした。

また、2006年度以降、動作環境をNECの産業用PC・FC-98NXシリーズ（FC-24VE / FC-20XE）とWindows（産業用途のXP or 2000）に置き換え、 ソフトウェアをWindows上で動くプログラムにした運行表示装置が開発されました。導入が確認できているのは下記4線区です。 いずれも記事や資料では直接明言されていませんが、説明用に配置されている写真から読み取ることができました

• 天竜浜名湖鉄道天竜浜名湖線^[DAIDO116]（※既に電子閉塞システムの運用終了済）
• 北近畿タンゴ鉄道宮津線^[DAIDO134]（運営は京都丹後鉄道。運行系統は宮豊線・宮舞線）
• 松浦鉄道西九州線^{[鉄電協201306]}
• 南阿蘇鉄道高森線^{[JTSB-RA2016-7-1]}

現代に求められる列車運行管理の水準に対する機能の不足

電子閉塞システムが持つ最大の問題はこれであると私は考えています。 電子閉塞システムはその動作に『時刻』の概念が無く、車載器の識別符号と運行順序によってのみ駅装置の列車制御データが管理され、閉塞設定や進路制御が実施される仕様です。 車載器の識別符号に対して各停車場の停車・通過の別や着発線を決めることになるため、設定次第では運行途中の拠点駅で車載器を交換する運用がなされることがあります。 列車のダイヤパターンが車載器の識別符号とそれに基づく車載器のグループ分けによって制約されていると言えます。

また、電子閉塞システムは、場内進路の制御や通過列車に対する出発進路の制御を列車の接近を検知して行うのではなく、 列車の出発通知情報を前の停車場の駅装置から受け取り、そこから一定時間を接近タイマーで測ってから実施します。 接近タイマーの値は予め駅装置が持つ記憶用メモリ（EEPROM）に記憶されていて、その値を書き換えるためにはROMライターと呼ばれる専用の装置が必要です。 つまり、進路制御のタイミングは固定された時間であり、容易には変更できません。

さらに、電子閉塞システムは運行表示装置から駅装置宛てに列車制御データを伝送して各停車場の制御を設定・変更できますが、 運行表示装置から列車制御データを受け取れなかった場合は、駅装置が予めROMに記憶しているデフォルトの列車制御データを「基本データ」として利用し、 列車の停車・通過や着発線のパターンに従って閉塞設定と信号制御を実施します。ダイヤ改正時にはこの基本データも書き換えを実施する必要があります。 運行表示装置が正常動作していれば基本データは利用されませんが、非常時には列車のダイヤパターンがROMに記憶された列車制御の基本データにも制約されてしまうとも言えます。

総じて言えば、現代の運行管理システムで当日の実行ダイヤ情報を視覚的に編集して信号制御・進路制御を変更するのとは大きく異なり、列車が携行する車載器を考慮した運行制御が必要で、 運行表示装置が故障した場合は現地制御で閉塞設定・解錠ができず、場合によっては代用閉塞を施行せざるを得なくなるパターンも生じ得るという難しさがあります。

電子閉塞システムの後継

電子閉塞システムの諸問題に対応するために、既存の運行管理システムに組み込む形での更新、既存技術を用いたシステムによる更新、新規開発システムによる更新を実施した線区は複数あります。 前二者は天竜浜名湖線（天竜浜名湖鉄道）、加古川線（JR西日本）、香椎線（JR九州）等が該当します。後者は小海線（JR東日本）と境線（JR西日本）が該当します。

この他、閉塞システムに限らず、現地機器の削減を意図した新しい無線式列車制御システムも開発・実証実験が始まっています（伊豆箱根鉄道大雄山線^{[国交省202510]}、山形鉄道フラワー長井線）。