在這個領域，高速鐵路與普通鐵路不同之處主要為：取消傳統的地面信號機，采用列車運行控制系統。由于高速鐵路列車運行速度較高，列車制動距離與列車制動初速的平方成正比。制動初速高，制動距離特別長。

　　司機靠地面信號駕駛列車有三個過程：識別信號;理解信號;按照信號要求操縱列車。如果其中任何一個環節出現錯誤，都可能造成列車事故。在鐵路沿線設置的閉塞分區長1.5-2公里，則高速列車司機每十幾秒就要辯認一次信號顯示。日本、法國鐵路曾做過試驗，當列車速度超過200km/h時，司機識別信號的錯誤率會顯著增加。因此高速鐵路不能再靠地面信號顯示駕駛列車。

　　傳統的地面信號機顯示作為指揮列車運行的憑證已不能適用，必須以列車控制系統車載設備的輸出作為指揮高速列車司機安全運行的憑證，并對其列車速度、工況進行監督和控制，保障高速列車安全運行。該系統必須能夠安全、可靠、連續地工作。在歐洲和日本等發達國家的鐵路，行車速度超過160km/h，均以列車控制系統作為行車指揮憑證。這是高速列車系統運行必須滿足的基本要求。

　　高速鐵路采用先進的列車運行控制系統(AdvancedTrainControl，簡稱為ATC)，按固定閉塞制調整列車運行間隔。ATC采用“速度-距離”模式曲線控制方式。模式曲線的產生需要三種信息：距前方列車的距離，運行線路的數據，該列車的制動性能。

　　采用列車運行控制系統的線路上，不設地面信號機，僅在閉塞分區分界點設界標。地面設備分別通過軌道電路和回線裝置向列車發送連續式信號和點式信息。機車上裝有帶速度監督的連續式車內信號裝置，司機完全根據車內信號裝置顯示的數字式速度信號駕駛列車運行，視機車信號為主體信號。“速度-距離”模式曲線的控制方式，根據來自地面的信息和前方開通的閉塞分區求得距前方列車所占用的閉塞分區軌道電路入口端的距離，再根據該距離和車上存儲的線路數據、列車及其制動性能、最高允許速度等參數，實時算出列車容許的運行速度，得出該列車在距離前行列車占用的閉塞分區后分界點的“速度-距離”模式曲線，列車運行速度不能超過該曲線所容許的速度。

　　模式曲線是列車運行的憑據，當列車速度超過規定的允許速度時，ATC車載設備自動施加最大常用制動。這種最大常用制動是可逆的，一旦列車速度降低到線路允許值以下時即可緩解。

　　采用“速度-距離”控制的模式，是世界各國高速鐵路列車運行控制系統的發展趨勢，這種方式最符合列車制動過程。制動模式采用固定的軌道區段施行閉塞，它根據目標距離、目標速度的方式確定列車制動曲線，不設定每個閉塞分區的速度等級，采用一次制動。這種方式以前方列車占用的閉塞分區的入口為目標點，向列車傳輸目標速度、目標距離等信息。目標距離列控方式更適合于高、中速列車的混合運輸，列車的運行間隔主要取決于列車的制動性能，制動性能不同的列車，在運行時采用不同的運行間隔距離，有助于提高運營效率。

　　根據高速鐵路運營的要求，ATC系統需具備以下功能：

　　①接近先行列車時控制列車速度，保證列車速度之間的安全隔離;

　　②當列車速度超過最高允許速度時，控制列車減速;

　　③進、出站信號機關閉時，防止列車冒進;

　　④進側線時，控制列車速度低于道岔允許速度進站;

　　⑤出站信號機開放時，控制列車低于道岔允許速度進入區間;

　　⑥根據運輸需要，系統應能滿足列車反方向運行;

　　⑦遇施工、設備故障、災害等特殊情況及線路設置的緩行區時，控制列車速度低于線路允許速度;

　　⑧高速車駛入既有線時(不更換機車)，應能接收既有線機車信號信息并具有基本的自動停車或超速防護功能。