デジタル方式ＡＴＣ
東急や営団に導入された一段ブレーキ制御ＡＴＣは、理想的な運転と保安度の向上を目指し、アナログ方式では究極の方式といえる。しかし、各種機能を追加するごとに添線・地上子など地上設備を増やさねばならず設備的に大がかりなものとせざるを得ない。これがコストアップの要因ともなっている。
本来、一段ブレーキ制御というのは駅付近で極力後続列車の追い込みをできるようにすることを目的にしているから、逆にいえば先行列車の「抜け」を早く検知することが必要とされる駅構内以外では、必ずしも軌道回路を増やす必要はないはずだ。極端な話、駅構内以外では軌道回路長は「列車長＋過走余裕距離」以下にする必要はない。しかし、一段ブレーキ制御ＡＴＣでは、制御情報（コード）送信の区割りは従来どおり軌道回路に依存しているため、先行列車の「抜け」を早く検知することに加え、後続列車に仮想的にパターン状のブレーキをかけるためにも軌道回路を短小に設定せざるを得ない。これでは駅構内・駅手前ともに短小軌道回路ばかりとなり、軌道回路の数がやたらに多くなってしまう。メンテナンスのほぼ不要な無絶縁軌道回路を使用するにせよ、装置の規模は莫大なものとなり導入コストが嵩んでしまう。
そうして机上で「一段」になるよう設計しても、それは「制御情報（コード）ギリギリの速度」で走ったときをもとに設計しているため、制御情報（コード）が下位に変化したときに、新制御情報（コード）と現速度との差が小さいときなど、結局は１段ブレーキにならず従来のようにブレーキがいったん緩解することも当然あり得る。
また、一段ブレーキ制御ＡＴＣの基礎的な技術はアナログＡＴＣを踏襲している。このため、部分的に「緩和ブレーキ機能」や「過走防止機能」が追加され、アナログでは制御しづらい部分を補ってきたが、本来、この種のブレーキ制御は、車両が自位置を認識し、停止点を把握していさえすればひとつの機能に統合することが可能なはずである。この大部分を実現したのがＡＴＳ−Ｐである。これは、トランスポンダという地上子から大量のデジタル情報を伝送して車両側で最適なブレーキパターンを作成し、速度照査を行うものである。
ＡＴＳ−Ｐでは情報の伝送に地上子を使っていたため連続制御にならず、ＡＴＣとしての要件を具備していなかった。一方、アナログＡＴＣでは、停止点などの大量な情報を車両に送信することが難しかったが、デジタル技術の進展に伴い、レールを介してデジタル信号の送受信が可能となり、連続的にブレーキパターンを発生させるＡＴＣが実現した。これがデジタル方式ＡＴＣである。
特徴点としては以下の通りである。
・地上装置では制御速度の演算はせず、車両に「停止軌道回路等」「現在位置軌道回路」の情報のみ連続して送信する。
・車上装置では、トランスポンダと速度発電機の累積で把握した自位置と、受信した「停止軌道回路等」「現在位置軌道回路」をもとに、車両内で保持している勾配・曲線・線路条件等の「地理データベース」をもとに、最適なブレーキパターンを作成し、現在速度と照査する。
このため、
・一段ブレーキ制御ＡＴＣでは速度制御が５キロ単位であったものが、ほぼ無段階で制御可能となった。
・大容量の電文送信機能を活かし、モニタに運転支援情報として「開通情報」「停止事由情報（踏切・駅の非常ボタン等）」等を表示させることができる
・従来の一段ブレーキ制御ＡＴＣでの「停車制御装置」「過走防護装置」などは、すべて車両側の地理データベースに収用することで簡素化が可能となった。
・機器のデジタル化・汎用化で、コストダウンを図ることが出来た。
・先行列車の「抜け」の検知を早くする駅構内以外の軌道回路長の適正化により、極端な軌道回路数の増加を抑止できる。
・制御情報（コード）送信の区割りを軌道回路に依存しないため、先行列車が停止していれば、自列車の速度が何キロでも、またどこの軌道回路上にいても一段ブレーキになり、なおかつ停止軌道回路手前のほぼ一定の位置に停止するようブレーキ制御できる。これは速度制限区間でも同様で、自列車の速度が何キロでも、またどこの軌道回路上にいても一段ブレーキになり、なおかつその速度制限区間の一定距離手前で目標速度になるようブレーキ制御できる。
デジタル方式ＡＴＣには、おおまかにＪＲ東日本で開発したもの（Ｄ−ＡＴＣ／ＤＳ−ＡＴＣ）と、ＪＲ東海で開発したもの（ＡＴＣ−ＮＳ）の２種類がある。基本的な考え方は同じであるので概略を説明する。
デジタルＡＴＣ電源投入時は、自位置が把握されていないが、初期位置設定用に地上子を設けている。この地上子は「現在軌道回路名」「軌道回路内残距離」を車両に送信して車両内の地理データベースと突き合わせて自位置を投入する。その後は距離の誤差の累積を防ぐため、おおよそ１キロ（Ｄ−ＡＴＣ）または３．３キロ（ＤＳ−ＡＴＣ）ごとに地上子を設けて自位置をリセットする。
地上装置は、ＪＲ東日本のデジタル方式ＡＴＣでは「自軌道回路」と「停止軌道回路」等を、ＪＲ東海のデジタル方式ＡＴＣでは「自軌道回路」と「開通軌道回路数」等を連続して車両に送信する。
車上装置は、自位置と速度をもとに、車両に搭載した「地理データベース」と照合する。ＪＲ東日本のデジタル方式ＡＴＣでは、あらかじめ作成してあるブレーキパターンのなかから最適なものを「検索」する、ＪＲ東海のデジタル方式ＡＴＣではブレーキパターンを「その都度作成」するという違いがあるが、最終的には車上装置で停止点・あるいは速度制限地点までのブレーキパターンを保持して、速度照査を行う。
一段ブレーキ制御ＡＴＣでの「停車制御装置」は「停通防止ブレーキ」パターンを車上装置で作成することで対応するが、一段ブレーキ制御ＡＴＣでの「停車制御装置」パターンは出発相当進路で５４キロ（ただし出発直下非常停止あり）とかなり高い速度を出せるが、Ｄ−ＡＴＣの「停通防止ブレーキ」パターンでは、所定停止位置に停車したときの軌道回路を（前方・後方とも）超えないように設定されているので条件としてはこちらのほうがシビアである。また「過走防護装置」は、追い込み運転用のブレーキパターンを車上装置で作成することで対応する。
緩和ブレーキについても、緩和ブレーキ用の照査パターンを作成し、ＡＴＣ常用ブレーキが動作する前に徐々にブレーキを動作させることとなる。
高密度運転を行うＤ−ＡＴＣでは、ムダな力行とオフブレーキによる乗り心地の悪化を防止するため一段ブレーキ方式ＡＴＣでいう「前方予告」機能に相当するものとして、パターン接近用のパターンを作成して、これを超過した場合「パターン接近」を点灯させる。「パターン接近」は「前方予告」のように前方のコード変化を読みとる方式とは違い、車上で作成したＡＴＣブレーキパターンでブレーキを出力する２．５秒前に点灯させる。
なお、停止点に対するブレーキパターンでＡＴＣが動作した場合は、車内信号はＲ現示となるが、パターンを下回ればＧ現示が復活することもある。
これらの機能は、地上側では添線・地上子などの設備をいっさい設置しないですべて車上側で対応しソフト的に処理している（ＤＳ−ＡＴＣでの０３信号は除く）。
その他、Ｄ−ＡＴＣの独自機能として、運転士支援機能があり、モニタに前方区間開通情報、ＡＴＣブレーキ動作理由の表示などを行い、運転操縦に役立てることができる。
デジタルＡＴＣは、ＪＲ東日本のＤＳ−ＡＴＣが平成１４年１２月１日、東北新幹線の盛岡−八戸間で使用を開始、東北新幹線の残区間と上越新幹線に導入が進められる。
Ｄ−ＡＴＣは平成１５年１２月２１日に京浜東北・根岸線の南浦和−鶴見間で使用を開始したほか、京浜東北・根岸線の残区間、山手線に導入が進められる。また、同一仕様で都営新宿線のＡＴＣ取り換えもＤ−ＡＴＣで行われることとなる。
ＪＲ東海のデジタル方式ＡＴＣ−ＮＳは、将来的な接続を考慮し、まず九州新幹線の先行開業区間に導入され、その後東海道新幹線区間の取り替えが進められることとなる。
デジタルＡＴＣに限らず新しいコストダウン手法として「スキャニング列車検知」がある。列車は、飛行機と違って急に飛んでいってしまう恐れはない。従来は、列車検知用の電流（ＴＤ波＝train detector）は常時送信されていたが、これを１個の送受信部で複数箇所の列車検知を担当させ、その中で高速で順々にスクロールし切り替えながら列車を検知する。これにより送受信部の大幅削減が図られることになる。デジタルＡＴＣではこれを深度化しＴＤ波・ＡＴＣ波ともオールデジタル処理することでの回路の共用化・簡素化を図っている。
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