(1) On Sight train Operation (TOS)
열차에는 맨 앞에 기관사가 탑승하여 열차를 운전한다. 기관사는 열차운전에서 모든 책임을 지고 있다. 기관사가 수행한 운전활동을 감시하는 어떠한 기술시스템도 요구되지 않는다. 그러나 경우에 따라서 분기기 또는 신호 궤도는 시스템에 의해 부분적으로 감시된다.
도시철도에서는 정상적인 열차운전방식에서는 사용하지 않는다. 다만, 정상적인 방법에 의한 열차운행이 불가능한 경우에 사용하는 방식이다. 도시철도운전규칙에 상용폐색방식을 사용할 수 없는 경우 대용폐색방식에 의하여 열차를 운전하는 방법이 정해져 있는데 대용폐색방식인 지령식과 통신식, 또는 지동통신식이 이에 해당된다. 또한 전령법도 이에 해당된다.
(2) Non-automated Train Operation (NTO)
열차의 맨 앞에 기관사가 탑승하여 열차운전을 한다. 기관사는 신호와 전도를 주시하면서 위험상황이 발생하거나 발생할 우려가 있는 경우에는 열차를 비상 정지 시킨다. 열차의 가속과 감속은 기관사가 지상신호 또는 차내 신호를 확인하고 이에 알맞게 기관사가 수행한다.
신호시스템과 관련된 지상신호는 기관사가 수행한 활동을 감시하는데 이것이 TOS와 NTO의 차이점이다. 그러나 도시철도운영기관의 시스템에 따라 신호 준수, 속도 준수에 관한 감시는 불연속, 반연속, 연속적 일 수 있다. 출입문의 닫힘을 포함하여 역에서의 열차의 안전한 출발은 열차에 승차 또는 승강장에 있는 운영스텝의 임무이다.
(3) Semi-automated Train Operation (STO)
열차의 맨 앞에 기관사가 탑승한다. 기관사는 열차를 운전하면서 선로감시 임무를 하며, 위험 상황 발생시 열차를 비상정지 시킨다. 열차의 가속과 감속은 자동으로 제어되고 열차의 속도는 시스템에 의해 연속적으로 감시된다. 역에서 열차의 안전한 출발은 탑승 또는 승강장에 있는 운영스텝의 책임이다.
(4) Driverless Train Operation (DTO)
열차는 자동열차운전장치에 의하여 자동으로 운행된다. 따라서 열차의 맨 앞에 기관사가 탑승하지 않는다. 다만, 운영스텝이 승차한다. 운영스텝의 승차가 UTO와의 차이이다.
열차에는 탑승한 운영 스텝이 있지만, 열차의 앞에서 선로의 감시와 위험 상황 시 열차의 정지는 열차에 탑승한 운영스텝의 책임이 아니다.
역에서의 열차의 안전한 출발(출입문 닫힘 포함)은 운영스텝 또는 기술적 시스템의 책임이다.
(5) Unattended Train Operation (UTO) 무인운전(완전 무인운전)
열차에는 기관사는 물론, 열차 운영스텝도 승차하지 않고 운영되는 열차운전 방식이다. 모든 기능은 기술시스템에 의해 이루어진다.