列车自动防护(ATP)子系统，即列车运行超速防护或列车运行速度监督，是保证行车安全、防止列车进入前方列车占用区段和防止超速运行的设备，实现列车运行安全间隔防护和超速防护。通过ATP子系统检测列车位置并向列车传送ATP信息(目标速度信息或目标距离信息)，列车收到ATP信息，自动实现速度控制，确保列车在目标距离内不超过目标速度的前提下安全运行。

它的主要功能有：

一、列车定位

定位的任务就是确定列车在路网中的地理位置。通常，ATP系统都是利用查询应答器及测速电机和雷达完成列车定位的。安装在线路上某些位置的应答器用于列车物理位置的检测，每个应答器发送一个包括识别编号(ID)的应答器报文，由列车接收。在ATP车载计算机单元的线路数据库里存有应答器的位置，这样列车就知道它在线路上的确切位置。由测速电机和雷达执行列车位移测量。列车定位的误差来自应答器检测精度、应答器安装精度和位移测量精度。

二、速度和距离测量

列车实际运行速度是施行速度控制的依据，速度测量的准确性直接影响到速度控制效果。列车位置直接关系到列车运行的安全，通过确定列车的实际位置，才能保证列车之间的运行间隔，以及能够在抵达障碍物或限制区之前停下或减速。

三、ATP监督功能

ATP监督负责保证列车运行的安全。各监督功能管理列车安全的一个方面，并在它自己的权限内产生紧急制动;所有的监督功能，在信号系统范围内提供了最大可能的列车防护。各种监督功能之间的操作是独立的，且同时进行。

ATP监督包括速度监督、方向监督、车门监督、紧急制动监督、后退监督、报文监督、设备监督等。

四、超速防护

城市轨道交通中的速度限制分为两种：一种是固定速度限制，如区间最大允许速度、列车最大允许速度;另一种是临时性的速度限制，例如线路在维修时临时设置的速度限制。

固定限速是在设计阶段设置的，ATP车载设备中都储存着整条线路上的固定限速区信息。

五、停车点防护

停车点有时就是危险点，危险点在任何情况下都是不能越过的，因为这会导致危险情况。例如站内有车时，车站的起点即是必须停车点，在停车点的前方通常还设置一段防护段，ATP系统通过计算得出的紧急制动曲线即以该防护区段入口点为基础，保证列车不超越入口点。

有时也可在入口点处设置一个列车滑行速度值(如5km/h)，一旦需要，列车可在此基础上加速，或者停在危险点前方。

六、列车间隔控制

列车间隔控制是一种既能保证行车安全(防止两列车发生追尾事故)又能提高运行效率(使两列车的间隔最短)的信号概念。在过去以划分闭塞分区、设立防护信号机为基础的自动闭塞(固定闭塞)概念下，列车的间隔是靠自动闭塞系统来保证的，列车间隔以闭塞分区为单位;当采用准移动闭塞或移动闭塞时，闭塞分区长度与位置均是不固定的，是随前方目标点(前行列车)的位置、后续列车的实际速度以及线路参数(如坡度)而不断改变的。

七、站台屏蔽门控制

ATP轨旁设备连续监测屏蔽门的状态，只有在屏蔽门“关闭且锁闭”的情况下才允许列车进入站台区域。如果屏蔽门的状态不再为“关闭且锁闭”，则ATP轨旁设备将站台区域作为封锁来处理，在封锁区域的边界处设置防护点。因此，接近列车将从ATP轨旁设备得到仅至该防护点的移动许可。如果此时列车已经进入了站台区域，屏蔽门的状态从“关闭且锁闭”发生了变化，ATP车载设备将触发紧急制动。

八、其他功能

除上述主要功能外，视具体用户的要求，ATP系统还可具有其他一些功能。

1.紧急停车功能。

在特殊紧急情况下，按压设在车站上的紧急停车按钮(平时加铅封)，就可通过轨道电路将停车信息传递给区间上的列车，启动紧急制动，使列车停止运行。

2.给出发车命令。

ATP系统检查有关安全条件(如车门是否关闭、司机的操作手柄是否置于零位、ATO系统是否处于正常工作状态)并确认符合安全后，给ATO系统一个信号。在人工驾驶模式下，司机在得到显示后即可进行人工发车;在自动驾驶模式下，ATO系统得到ATP系统的发车确认信息后，却操纵列车自动启动。

3.列车倒退控制。

根据不同的用户协议，可以实现各种列车倒退控制。例如，当列车退行超过一定距离或者越过轨道电路分界点，立即启动紧急制动。

4.停稳监督。

监控列车停稳是在站内打开车门和站台屏蔽门的安全前提。为了证实列车停稳，要考虑来自雷达和测速电机的信息，ATP车载计算机单元将使用这些速度信息。