自動列車運転装置
新幹線では、日本国有鉄道(国鉄)時代、951形新幹線試験電車、961形新幹線試作電車にATOMICと呼ばれるミニコンピュータと定位置停止装置(TASC)を組み合わせた自動運転の試験を山陽新幹線で実施していた。ただし、実用化には至っていない。
東日本旅客鉄道(JR東日本)では、将来の新幹線のATOによる自動運転・ドライバレス運転に向けて、2021年秋にE7系を使用して上越新幹線新潟駅 - 新潟新幹線車両センター間でATO自動運転の実証試験を実施した。西日本旅客鉄道(JR西日本)においても、2022年度内に白山総合車両所内でW7系を使用した自動運転の実用化試験が実施された。さらに、JR東日本とJR西日本は共同で将来の新幹線のドライバレス運転に向けて、協力して開発を進めると発表した。計画では、2020年代末に上越新幹線新潟駅 - 新潟車両センター間の回送列車を、2030年代半ばには上越新幹線東京 - 新潟駅間の営業列車のドライバレス運転を目指すとしている。
(計画)東海道新幹線(2028年予定)
また、無人運転に近い設計の車両には、出発ボタンは存在せず、代わりに「扉閉抑止」ボタンがついているものもある。この様な列車の場合、駅に到着後は扉が自動で開くものの、このボタンを押さないままにしておくと、出発時刻になると自動で扉が閉まり、ひとりでに発車してしまう。しかし、このボタンを押しておくと、駅に到着して自動で扉が開いた後は、このボタンを再度押して解除しないと、出発時刻になっても扉は閉まらず、発車しなくなる。再度押して解除することで、扉が閉まり、扉が正常に閉まった場合(ホームドアが設置されている路線ではホームドアも)には、自動で発車することになる。またこの様な列車の場合、扉閉抑止を解除して一旦ドアが閉まった後に、再度ドアを開けることは出来ないため、戸ばさみからの復帰や駆け込み乗車をした乗客を乗せる場合、あるいは降り損ねそうになった乗客からの再開閉の依頼などで、発車せずにドアを再開閉する必要がある場合には、一旦ATOを解除した後マスコンキーを回して手動運転に切り替えた後、手動にてドアを再開閉してから、再度自動運転に戻す必要がある。この方式は、福岡市地下鉄七隈線などで採用されている。
自動列車運転装置(ATO)は駅停車制御機能のみを使用することで、定位置停止装置(TASC)として使用することもできる。東京メトロ南北線及び都営地下鉄三田線各車両のATOは東急目黒線内ではTASCモードに切り換わり、駅発車時の力行操作と駅間の速度制御は運転士が行い、駅停車時の停止操作はATO装置の駅停車制御機能(TASC機能)を使用している。
ブルーライン・グリーンライン(週1回の各運転士の訓練時や回送電車運転時に手動運転)
最初に開発した装置は1962年(昭和37年)2月に車内に仮設して南千住 - 入谷間で走行試験を実施した。この試験結果は良好であり、同月26日・27日に営団内で公開試運転を実施した。そして、翌1964年(昭和39年)9月からは営業列車2編成を使用して、長期にわたってATOの使用が開始された。営団地下鉄ではATO運転の終了時期を公表していないが、1987年(昭和62年)の時点では2編成が使用されている。最後までATOを搭載していた編成は1993年(平成5年)2月に廃車となっている。
1964年(昭和39年)6月、日立製作所が名古屋鉄道モンキーパークモノレール線(犬山モノレール)においてATOによる自動運転を開始しており、モノレールの自動運転は世界初であった。システムは路線長が短く、地下鉄のような高度な技術は必要としないことから、プログラム方式に該当しない簡易なシーケンス制御方式とした。1970年(昭和45年)には、日本万国博覧会(大阪万博)において日立製作所製のATOを搭載したモノレールが自動運転を行った。大阪万博中に運行され、営業運転はワンマン運転を実施し、夜間の検査の回送運転時は無人運転を行っていた。
1967年(昭和42年)2月、大阪市交通局(大阪市営地下鉄)では谷町線(第2号線)向けに三菱電機製の車上パターン方式ATOを導入、基礎試験を開始した。谷町線の7000・8000形(7007 + 8007号→30系に改称。ATOは8007号に搭載)にATOを搭載して、同年9月(10月や11月となっている資料もある)から1968年(昭和43年)3月にかけて谷町四丁目 - 東梅田間の北行線で夜間終電後に基礎試験を実施した。
東西線(ごくまれにハンドル訓練のため手動運転 1976年6月 - 1990年頃、2008年9月 -)
南北線(ごくまれにハンドル訓練のため手動運転 2012年6月-)
東豊線(ごくまれにハンドル訓練のため手動運転 2016年7月-)