1、系統組成
城市軌道交通信號系統是用於對列車進行調度，防止列車碰撞的主要系統。目前地鐵的信號系統最主要的就是列車自動控制系統（ATC Automatic Train Control）。這個系統共包括四個子系統：列車自動駕駛（ATO Automatic Train Operation） 列車自動防護（ATP Automatic Train Protection）列車自動監視（ATS Automatic Train Supervision）以及聯鎖系統。
五個子系統的功能如下：
1. ATP用於保護列車以允許的速度在允許的範圍行駛，是整個信號系統防護的核心。
2. ATS系統用於行調或車站總控人員監視列車運行狀況，排列列車進路和排列列車時刻表
3. ATO系統用於實現“地對車”的自動控制，這種控制包括對列車的驅動、制動以及車門的控制以保證列車能夠按照預先設定的運行圖運行。
4、 聯鎖系統：聯鎖系統用於在ATS安排列車進路時，根據故障-安全原則控制道岔、信號機執行進路安排。與ATS\ATO\ATP不同，聯鎖系統是一個命令的具體執行系統，具體控制設備運轉。
2、閉塞模式
現代軌道交通信號系統的閉塞分類主要包括固定閉塞、準移動閉塞以及移動閉塞三種形式。
（1）固定閉塞
固定閉塞是指將兩個車站間的區域分成固定的閉塞區段，對列車的定位是以這些固定的閉塞區段爲最小單位。在每個閉塞區段系統都會根據前車以及後車的位置設置一個最高限速，在這個閉塞區段中列車的最高時速不能超過這個限速。離前車越近則最高限速越低，直到最高限速爲零。同時爲了確保安全列車與前車之間的安全，在最高限速爲零的區段與前車佔用區段之間還會設置一個額外的防護區段。如下圖
固定閉塞模式主要是通過軌道電路來顯示列車佔用情況，每一個閉塞區間都有一個對應的軌道電路頻段，在列車進入區段後，軌道電路迴路被列車車輪短路，系統從而認定此區段被佔用。
車地之間的通信是通過軌道電路在基本軌上輻射的不同頻率的電磁波實現的。每一種頻率代表不同的最高允許速度，通過這些信息使車輛能夠了解能夠行駛的最高速度。
**但通過這裏也可以看出：
（1）列車與地面之間實際上是單向通信的的
（2）列車至知道允許的最高速度是多少，而對於本車位置和前後車的位置並不清楚，每個車的位置只有地面中心控制器知道。
（3）每個固定閉塞區段的劃分是按最長列車、滿負載、最高速度、最不利制動等劃分的，因此每一個分區都比較長，且必須留有防護區段，因此兩車的安全防護距離較大，影響效率。
應用：北京地鐵13號線、八通線使用的就是這種固定閉塞模式。
（2）準移動閉塞
準移動閉塞是在固定閉塞的基礎上增加了用於後續列車精確定位的信標而組成的混合模式。它既包含了固定閉塞區段用於顯示前行列車位置又增加了用於精確定位後續列車的信標。
前行列車的定位與固定閉塞相同，通過軌道電路當列車駛入閉塞區段後軌道電路繼電器出點斷開，區段顯示佔用。後續列車通過軌道電路接收速度碼，在一個閉塞區段內設定若干個表示絕對地理位置的無源信標（APR），使得後續列車能夠在區段內精確瞭解自己的位置，在根據車輛自身的速度信息等計算出最大允許的速度。這樣在準移動閉塞下列車的最大允許速度是一個相對平滑的曲線。而且其也可以進入一段距離的防護區段，從而提高運行的效率。
準移動閉塞與固定閉塞的另一個區別在於其通過增加ATO環路信標，可以實現列車的自動駕駛（ATO）功能。這裏首先由於無源信標的增加使得ATC對於本車的定位更加的精確，其制動曲線不再是一個階梯狀而是一條平滑的曲線。這就爲實現ATO控車創造了基礎條件。其次在車站和折返處增加ATO環路信標，環路信標分爲發送環和接收環，一旦列車停在發送環和接收環上，則列車就與PAC（軌旁設備）建立起雙向通信用於傳送列車開關門、屏蔽門、列車到達等信息，從而實現精確停車。
與固定閉塞相比準移動閉塞的改進在於
（1）其對於本車的定位更加的精確，這樣就會縮短運行的間隔。
（2）由於停車精度的增加使得準移動閉塞可以實現ATO功能。
（3）根據準移動閉塞的通信方式主要是信標和軌道電路，所以若按照通信方式對ATC進行劃分準移動閉塞通常屬於點式。
（3）移動閉塞
移動閉塞的特點在於前後兩車都採用移動的方式定位，前後車的防護區間都是不斷移動的，不存在固定閉塞翻去，列車的防護區間隨着兩輛列車的移動而不斷變化。在移動閉塞中列車能夠實時的瞭解本車所在的位置以及前車的位置，並根據這兩個位置以及列車的速度、線路條件、臨時限速命令等信息計算出最大允許速度和制動曲線。在移動閉塞中當系統處於CBTC模式下列車和地面設備的數據傳輸包括本車位置、前車位置、移動授權等有由無線網絡進行。而在點式模式下（即無無線網絡傳輸情況）列車與地面的數據交互包括本車位置、前車位置、移動授權等通過地面有源應答器交互。
與固定閉塞不同，移動閉塞沒有固定的實際意義的閉塞區間。移動閉塞的列車防護距離是由本車的制動距離與制動反應時間駛過的距離疊加而成的。因此整個防護防護距離是實時計算出來的，是一個虛擬的閉塞區間。由於防護距離是根據前後車的狀態實時計算出來的，因此列車的制動曲線是平滑的。由於防護區間是虛擬的且可以實時計算，因此列車的防護區間就會小很多，從而使得列車能夠在保證安全的基礎上儘量減小兩車之間的間隔，提高地鐵的運行效率。
由於要時刻了解前後車的位置，因此移動閉塞大都採用CBTC模式暨基於無線的移動閉塞模式。移動閉塞的無線傳輸一般分爲有三種方式：自由波、漏泄電纜以及波導管。整條線路的用若干個區域控制器將其分爲不同的區域，每個區域控制器分別控制一定區域，當列車進入後列車與區域控制器建立雙向通訊，區域控制器向列車發送限速、線路坡度、前車位置等信息，列車根據這些接收到的信息計算出當前的最高時速。
當列車即將駛出一個區域控制器進入下一個區域控制器的控制範圍時，後方的區域控制器將列車即將到達的信息傳遞給前方的區域控制器同時命令列車調整通信頻率與前方區域控制器進行聯繫。前方區域控制器在接收並確認列車身份信息後發出公告，整個移交工作邊完成。
**根據移交的過程可知：在兩個區域控制器控制的邊界地方，區域控制器之間的覆蓋是有重疊的。