地面与机车装载设备构成了ATO系统。ATO系统地面设备用于接收与轨道车辆自行驾驶的相关信号。ATO车载设备主要被用来去获取来自车载设备的相关信息、进行实时计算处理，为列车提供实时控制信息，是ATO系统不可或缺的部件。在列车自动控制系统接收到车载设备给出的指示后，控制列车加速或减速，避免出现列车失控的情况。ATO系统还存储了与线路相关的固定信息，这些信息与列车实时运行情况相结合，更好的控制了列车的运行。车载ATO设备具有双向通信的功能，ATO设备能够直接与轨旁ATO设备通信，和ATS系统实时信息交互，而实时信息处理确保了列车的最佳运行。

列车自动运行时，车载ATO设备可以控制列车的加速与减速。ATO系统不是故障—安全系统，该系统运行主要是依靠还原机车司机的最佳操作，保障列车在运行时更安全、更稳定。