ระบบควบคุมการจราจรโดยตรง ( DTC ) เป็นระบบที่ใช้ในการอนุญาตให้ใช้รางรถไฟในบางเส้นทางรถไฟ แทนหรือใช้ร่วมกับสัญญาณไฟเรียกว่า "ระบบควบคุมการจราจรโดยตรง" เพราะผู้ควบคุมการเดินรถจะอนุญาตให้พนักงานขับรถไฟใช้รางโดยตรงผ่านทางวิทยุ ต่างจากการสั่งการผ่านเจ้าหน้าที่ข้างทางทางโทรศัพท์หรือโทรเลขเหมือนในคำสั่งเดินรถทั่วไป

ในระบบ DTC รางและทางแยกที่ควบคุม (ซึ่งต้องได้รับอนุญาตจากผู้ควบคุมการเดินรถก่อนจึงจะใช้งานได้) จะถูกแบ่งออกเป็นบล็อกที่กำหนดไว้ล่วงหน้า นอกจากจะระบุไว้ตามหลักกิโลเมตรในตารางเวลา ของทางรถไฟ แล้ว ขอบเขตของบล็อกยังถูกกำหนดด้วยป้ายที่เห็นได้ชัดเจนตามแนวรางรถไฟ ทุกส่วนของรางที่ควบคุมถือเป็นของบล็อกใดบล็อกหนึ่ง เนื่องจากบล็อกต่างๆ ถูกวางเรียงต่อกันตลอดความยาวของเส้นทางรถไฟ

ตัวอย่างเช่น รางรถไฟสายหลักยาว 30 ไมล์ (48 กิโลเมตร) อาจถูกแบ่งออกเป็นสามช่วง ได้แก่ ช่วงแอนนา ช่วงเบส และช่วงคลอย แต่ละช่วงยาว 10 ไมล์ (16 กิโลเมตร) ที่หลักกิโลเมตรที่ 10 จะมีป้ายแสดงจุดสิ้นสุดของช่วงแอนนาและจุดเริ่มต้นของช่วงเบส และป้ายที่คล้ายกันระหว่างช่วงเบสและช่วงคลอย รถไฟที่ได้รับอนุญาตให้วิ่งในช่วงแอนนาถึงช่วงเบสจะต้องหยุดก่อนที่ช่วงเบสจะสิ้นสุดและช่วงคลอยจะเริ่มต้น

ตัวอย่างเช่น รางรถไฟช่วงหนึ่งอาจประกอบด้วยสามช่วง ได้แก่ ช่วงแอนนา ช่วงเบส และช่วงคลอย ที่ช่วงเบสมีทางแยก และทางแยกนี้เรียกว่า ทางแยกเบส ทั้งช่วงเบสและช่วงเบสไซดิงจะสิ้นสุดที่จุดสับรางปลายทั้งสองด้าน ส่วนช่วงแอนนาและช่วงคลอยจะเริ่มต้นที่อีกด้านหนึ่งของจุดสับราง ห้ามมิให้มีการใช้งานช่วงเบสหรือช่วงเบสไซดิงโดยไม่ได้รับอนุญาตจากพนักงานควบคุมการเดินรถ

ในตัวอย่างนี้ รถไฟอาจได้รับอนุญาตให้วิ่งตรงจากแอนนาผ่านคลอย หรืออาจได้รับอนุญาตให้วิ่งจากแอนนาผ่านรางข้างเบสส์ ซึ่งในกรณีนี้ รถไฟจะต้องสับรางระหว่างแอนนาและเบสส์แล้วเข้าสู่รางข้าง – โดยปกติแล้วการทำเช่นนี้จะเปิดทางให้รถไฟอีกขบวนวิ่งสวนทางได้ผ่านรางหลัก หลังจากเคลียร์เส้นทางในรางข้างแอนนาและรถไฟอีกขบวนผ่านไปแล้ว รถไฟอาจได้รับอนุญาตให้วิ่งจากรางข้างเบสส์ผ่านคลอย ซึ่งในกรณีนี้ รถไฟจะต้องสับรางระหว่างเบสส์และคลอยแล้วกลับเข้าสู่รางหลักอีกครั้ง

ความยาวของช่วง DTC นั้นแตกต่างกันไป แต่โดยปกติจะใช้เวลาประมาณ 10 นาทีในการเดินทางผ่าน ทางแยกนั้นไม่ได้ถือว่าเป็นช่วง DTC โดยตรง แต่ในบางสถานการณ์ ห้ามรถไฟเข้าใช้ทางแยกโดยไม่ได้รับอนุญาตจากเจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถ อย่างไรก็ตาม ในเขต DTC ทางแยกทั้งหมดจะทำงานเป็นทางวิ่งที่ไม่ได้รับการควบคุมและมีความเร็วจำกัด และไม่มีข้อควรพิจารณาด้านความปลอดภัยใดๆ หากรถไฟเข้าใช้ทางแยกโดยไม่ได้รับอนุญาตจากส่วนกลาง เพื่อวัตถุประสงค์ในการควบคุมการจราจร เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถจำเป็นต้องบันทึกว่าทางแยกใดบ้างที่ถูกใช้งาน หากรถไฟไม่สามารถใช้ทางหลักใน Bess ได้ (เนื่องจากการบำรุงรักษา สวิตช์ติดขัด รถไฟเสีย หรือสิ่งกีดขวางทาง) ก็เป็นไปได้ที่รถไฟจะได้รับอนุญาตให้วิ่งจาก Anna ผ่าน Bess Siding ผ่าน Cloy แต่จะไม่ทำเช่นนี้หากทางหลักใช้งานได้ เนื่องจากจะทำให้ความเร็วลดลงหากรถไฟวิ่งผ่านทางแยกที่ช้ากว่า (รวมถึงการต้องหยุดเพื่อสับสวิตช์ก่อนเข้าทางแยก)

แม้ว่าบล็อก DTC ส่วนใหญ่จะวางเรียงกัน แต่ในความเป็นจริงแล้วบล็อกเหล่านั้นไม่ได้สัมผัสกันที่ทางแยก แต่จะมี "พื้นที่สีเทา" อยู่เหนือจุดสับรางของทางแยก และบล็อก DTC ของรางหลักและทางแยกจะเริ่มต้นที่จุดสิ้นสุดของจุดสับรางโดยประมาณ พื้นที่เหนือจุดสับรางนั้นห้ามมิให้มีการสัญจรเว้นแต่จะได้รับอนุญาตในบล็อกทั้งสองด้านของจุดสับราง ตัวอย่างเช่น รถไฟที่ได้รับอนุญาตเฉพาะในบล็อก Anna จะต้องหยุดที่ป้าย End Anna Block ซึ่งอยู่ไม่ไกลจากจุดสับราง ส่วนรถไฟที่ได้รับอนุญาตให้วิ่งในบล็อก Anna ผ่าน Bess หรือในบล็อก Anna ผ่าน Bess Siding สามารถวิ่งผ่านป้าย End Anna Block ข้ามจุดสับราง และผ่านป้าย Begin Bess (หรือ Bess Siding แล้วแต่กรณี) Block ได้

โดยทั่วไปแล้ว บล็อกต่างๆ มักได้รับการตั้งชื่อตามลักษณะเด่นภายในบล็อกนั้น เช่น สถานี เมือง หรือแม่น้ำ

โดยปกติแล้ว จะมีเพียงขบวนรถไฟหรืออุปกรณ์เพียงหนึ่งชิ้นเท่านั้นที่สามารถวิ่งในช่องทางเดินรถที่กำหนดไว้ได้ในแต่ละครั้ง และขบวนรถไฟจะต้องสละสิทธิ์ในการวิ่งในช่องทางเดินรถนั้นก่อนที่เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถจะอนุญาตให้ขบวนรถไฟอื่นวิ่งในช่องทางเดินรถนั้นได้ หากไม่มีความผิดพลาดจากมนุษย์ ระบบนี้จะช่วยให้มั่นใจได้ว่าไม่มีขบวนรถไฟสองขบวนวิ่งบนรางรถไฟเดียวกันในเวลาเดียวกัน ซึ่งจะช่วยป้องกันการชนกันได้ (ในบางกรณี เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถอาจอนุญาตให้อุปกรณ์มากกว่าหนึ่งชิ้นวิ่งในช่องทางเดินรถเดียวกัน เช่น ยานพาหนะบำรุงรักษาทางรถไฟ เมื่อเกิดกรณีนี้ การอนุญาตจะถูกทำเครื่องหมายว่า "ร่วม" และการเคลื่อนที่ทั้งหมดจะต้องทำด้วยความเร็วที่จำกัด ซึ่งจะทำให้สามารถหยุดได้ภายในระยะการมองเห็นครึ่งหนึ่ง) คุณสมบัติสำคัญอีกประการหนึ่งของระบบควบคุมการเดินรถแบบดิจิทัล (DTC) คือ มีเพียงการอนุญาตเดียวเท่านั้นที่มีผลบังคับใช้สำหรับขบวนรถไฟแต่ละขบวนในเวลาใดเวลาหนึ่ง เมื่อเจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถออกการอนุญาตใหม่ให้กับขบวนรถไฟ การอนุญาตก่อนหน้านี้จะถือเป็นโมฆะและห้ามใช้

ในการใช้งานสมัยใหม่ เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถจะใช้ระบบคอมพิวเตอร์ในการตรวจสอบขบวนรถไฟที่ได้รับอนุญาต โดยทั่วไปแล้ว คอมพิวเตอร์จะป้องกันไม่ให้เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถอนุญาตให้รถไฟสองขบวนวิ่งบนรางเดียวกัน ระบบคอมพิวเตอร์โดยทั่วไปจะแสดงแผนผังรางรถไฟแบบง่ายๆ โดยแสดงขอบเขตของบล็อกและทางแยก การใช้งานรางจะแสดงด้วยเส้นหนาหรือเส้นสีที่ซ้อนทับบนหน้าจอแสดงราง พร้อมกับป้ายกำกับเพื่อระบุขบวนรถไฟ (โดยปกติจะเป็นหมายเลขของหัวรถจักร)

ในการรับหรือเปลี่ยนแปลงสิทธิ์การเดินรถ พนักงานควบคุมการเดินรถจะสื่อสารทางวิทยุกับพนักงานขับรถไฟและให้ "คำสั่งบังคับ" เพื่ออนุญาตให้มีผู้โดยสารในจำนวนช่วงตึกที่กำหนด พนักงานขับรถไฟคนใดคนหนึ่ง โดยปกติจะเป็นพนักงานเก็บค่าโดยสาร จะคัดลอกคำสั่งบังคับของพนักงานควบคุมการเดินรถลงในแบบฟอร์มที่กำหนดไว้ พนักงานคนนั้นจะทวนคำสั่งนั้นกลับไปยังพนักงานควบคุมการเดินรถ ซึ่งพนักงานจะตรวจสอบการทวนคำสั่งนั้นว่ามีข้อผิดพลาดหรือไม่ หากพนักงานทวนคำสั่งบังคับได้อย่างถูกต้อง พนักงานควบคุมการเดินรถจะยืนยันคำสั่งนั้นโดยกล่าวว่า "ถูกต้องแล้ว" ตามด้วยอักษรย่อของพนักงานควบคุมการเดินรถ คำสั่งบังคับจะไม่สามารถมีผลได้จนกว่าพนักงานควบคุมการเดินรถจะกล่าวว่า "ถูกต้องแล้ว" ซึ่งจะช่วยลดโอกาสที่ความผิดพลาดของมนุษย์จะทำให้เกิดอุบัติเหตุ

ตัวเลขจะถูกเขียนซ้ำในรูปแบบอื่นเสมอเพื่อให้เกิดความชัดเจนและป้องกันความเข้าใจผิด ตัวเลขตั้งแต่ศูนย์ถึงเก้าจะเขียนเป็นคำ ส่วนตัวเลขที่มากกว่าสิบจะเขียนเป็นตัวเลขเดี่ยว ตัวอย่างเช่น เลขหกจะเขียนว่า "หก หก" ขณะที่เลขสิบสี่จะเขียนว่า "สิบสี่ หนึ่งสี่" หมายเลขเครื่องยนต์ เช่น 2001 มักจะอ่านว่า "สองพันหนึ่ง" ขณะที่หมายเลขเช่น 4321 มักจะอ่านว่า "สี่สิบสามยี่สิบเอ็ด" แม้ว่าส่วนใหญ่จะเป็นเรื่องของความชอบส่วนตัวว่าอะไรอ่านง่ายที่สุดก็ตาม ไม่ว่าจะอย่างไรก็ตาม การเขียนซ้ำจะแสดงตัวเลขเดี่ยว เช่น "เครื่องยนต์ยี่สิบแปดศูนย์แปด สองแปด ศูนย์แปด"

ตัวอย่างรูปแบบประเด็นปัญหาจะเป็นดังนี้:

เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถ: "นี่คือคำสั่งบังคับสำหรับหัวรถจักรหมายเลข 4321, 4, 3, 2, 1 พร้อมด้วยวิศวกรจอห์นสัน คุณได้รับอนุญาตให้แล่นไปทางทิศตะวันตกใน 3 บล็อก ผ่านแอนนาและคลอย"

พนักงานประจำรถไฟ: "นี่คือการย้ำคำสั่งบังคับที่ออกให้กับรถไฟหมายเลข 4321 สี่ สาม สอง หนึ่ง โดยมีวิศวกรจอห์นสันเป็นผู้ควบคุม เราได้รับอนุญาตให้วิ่งไปทางทิศตะวันตกในอีกสาม สามช่วงตึก จากแอนนาถึงคลอย จบการสนทนา" เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถ: "ถูกต้องแล้ว เอสดีเค จบการสนทนา" พนักงาน: "ถูกต้องแล้ว เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถ เอสดีเค ขอบคุณครับ เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถ รถไฟหมายเลข 4321 จบการสนทนา"

เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถ: "ขอบคุณครับ เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถวางสายแล้ว"

เมื่อรถไฟต้องวิ่งสวนทางกัน รถไฟขบวนหนึ่งจะต้องได้รับอนุญาตให้เข้าสู่ทางแยก ตัวอย่างเช่น รถไฟขบวน 5432 อาจได้รับอนุญาตให้วิ่งจาก Anna เข้าสู่ทางแยก Bess ได้:

เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถ: "นี่คือคำสั่งบังคับสำหรับหัวรถจักรหมายเลข 5432 5432 พร้อมกับวิศวกรสมิธ คุณได้รับอนุญาตให้แล่นไปทางทิศตะวันตกในสองช่วงตึก ผ่านแอนนา ผ่านทางแยกเบสส์ แล้วเลี้ยว"

พนักงานประจำรถไฟ: "นี่คือการย้ำคำสั่งบังคับที่ออกให้กับรถไฟหมายเลข 5432 ห้า สี่ สาม สอง โดยมีวิศวกรสมิธเป็นผู้ควบคุม เราได้รับอนุญาตให้วิ่งไปทางทิศตะวันตกในอีกสอง สองช่วงตึก ผ่านแอนนาไปยังเบสไซดิง จบการสนทนา" เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถ: "ถูกต้องแล้ว เอสดีเค จบการสนทนา" พนักงาน: "ถูกต้องแล้ว เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถ เอสดีเค ขอบคุณครับ เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถ รถไฟหมายเลข 5432 จบการสนทนา"

เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถ: "ขอบคุณครับ เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถวางสายแล้ว"

จะมีการอนุญาตให้เดินรถไฟสวนทางเป็นสองช่วง คือจาก Cloy ไปยัง Bess โดยใช้รูปแบบที่คล้ายคลึงกัน:

เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถ: "นี่คือคำสั่งบังคับสำหรับหัวรถจักรหมายเลข 4321 สี่ สาม สอง หนึ่ง พร้อมกับวิศวกรจอห์นสัน คุณได้รับอนุญาตให้แล่นไปทางทิศตะวันออกในสอง สองช่วงตึก ผ่านคลอยและเบสส์"

พนักงานประจำรถไฟ: "นี่คือการย้ำคำสั่งบังคับที่ออกให้กับรถไฟหมายเลข 4321 สี่ สาม สอง หนึ่ง โดยมีวิศวกรจอห์นสันเป็นผู้ควบคุม เราได้รับอนุญาตให้วิ่งไปทางทิศตะวันออกในอีกสองช่วงตึก ผ่านคลอยไปยังเบสส์ จบการสนทนา" เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถ: "ถูกต้องแล้ว เอสดีเค จบการสนทนา" พนักงาน: "ถูกต้องแล้ว เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถ เอสดีเค ขอบคุณครับ เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถ รถไฟหมายเลข 4321 จบการสนทนา"

เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถ: "ขอบคุณครับ เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถขอตัวก่อนครับ"

เมื่อขบวนรถไฟหมายเลข 5432 เข้าสู่ทางแยกและสับเปลี่ยนรางเพื่อเคลื่อนที่ไปตามรางหลักเรียบร้อยแล้ว พวกเขาจะติดต่อเจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถและปล่อยบล็อกแอนนา โดยใช้รูปแบบดังต่อไปนี้:

พนักงานประจำรถไฟ: "รถไฟหมายเลข 5432 5432 ต้องการปล่อยสัญญาณควบคุมในบล็อกเดียว แอนนา จบการสนทนา"

เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถ: "หัวรถจักรหมายเลข 5432, 5, 4, 3, 2 กำลังปล่อยสัญญาณในบล็อกที่ 1 แอนนา จบการสนทนา" พนักงานประจำรถ: "ถูกต้องค่ะ เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถ" เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถ: "ตกลง ขอบคุณค่ะ เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถวางสายแล้ว"

ลูกเรือ: "54.32 ออก"

หลังจากที่รถไฟหมายเลข 5432 ปล่อยสิทธิ์การผ่านในบล็อก Anna แล้ว เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถอาจออกใบอนุญาตใหม่ให้กับรถไฟหมายเลข 4321 เพื่ออนุญาตให้ผ่านบล็อก Anna ได้ เนื่องจากมีเพียงใบอนุญาตเดียวที่ใช้ได้ในแต่ละครั้ง หากรถไฟหมายเลข 4321 ยังอยู่ในบล็อก Cloy เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถจะออกใบอนุญาตใหม่ที่มีเงื่อนไขว่าต้องผ่านบล็อก Cloy ด้วย เมื่อรถไฟหมายเลข 4321 เข้าสู่บล็อก Bess อย่างสมบูรณ์และผ่านบล็อก Cloy แล้ว พนักงานควบคุมรถไฟหรือลูกเรือคนอื่นๆ จะโทรแจ้งเจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถและปล่อยสิทธิ์ในบล็อก Cloy จากนั้นเจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถจะออกใบอนุญาตใหม่ให้กับรถไฟหมายเลข 5432 โดยอนุญาตให้ผ่านบล็อก Bess Siding ผ่านบล็อก Cloy ซึ่งจะทำให้มีการสื่อสารทางวิทยุเพิ่มขึ้น แต่จะช่วยให้มั่นใจได้ว่าไม่มีความสับสนว่ารถไฟขบวนใดได้รับอนุญาตให้เข้าบล็อกใดในแต่ละครั้ง ทางรถไฟบางแห่งได้นำแนวปฏิบัติที่อนุญาตให้รถไฟเข้าบล็อกได้โดยขึ้นอยู่กับการผ่านของรถไฟขบวนตรงข้ามมาใช้ แม้ว่าคณะกรรมการความปลอดภัยด้านการขนส่งแห่งชาติจะแนะนำให้หลีกเลี่ยงแนวปฏิบัตินี้ ก็ตาม เอกสารอนุญาต DTC ที่ออกภายใต้แนวปฏิบัตินี้ จะมีวลีเช่น "เส้นทางนี้จะมีผลบังคับใช้หลังจากรถไฟขบวน 7940 มาถึงแล้ว"

ในกรณีที่รถไฟสองขบวนวิ่งไปในทิศทางเดียวกัน เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถจะอนุญาตให้รถไฟขบวนถัดไปวิ่งผ่านเฉพาะในช่องทางเดินรถที่รถไฟขบวนแรกได้ปล่อยแล้วเท่านั้น ในกรณีที่รถไฟวิ่งใกล้กันมาก เจ้าหน้าที่ควบคุมการเดินรถอาจเลือกที่จะลดภาระงานของตนเองและใช้ระบบ "การปิดกั้นทางวิทยุจากด้านหลัง" ซึ่งจะช่วยให้รถไฟทั้งสองขบวนสามารถสื่อสารกันโดยตรงเพื่อหารือว่ารถไฟขบวนแรกได้ผ่านช่องทางเดินรถใดไปแล้วบ้าง รถไฟขบวนแรกต้องระมัดระวังไม่ให้ปล่อยสิทธิ์การวิ่งบนรางที่รถไฟยังคงวิ่งอยู่ เนื่องจากอาจทำให้เกิดการชนท้ายได้ หากรถไฟขบวนแรกชะลอความเร็วหรือหยุด หรือหากรถไฟแยกตัวและส่วนหนึ่งจอดอยู่บนรางหลัก

การเข้าสู่ช่องเดินรถที่ไม่ได้รับอนุญาต หรือการออกจากช่องเดินรถที่รถไฟยังคงจอดอยู่ ถือเป็นการฝ่าฝืนกฎจราจรบนเส้นทางหลักโดยสำนักงานบริหารทางรถไฟแห่งสหรัฐอเมริกาและมีบทลงโทษอย่างหนักสำหรับลูกเรือทุกคน ซึ่งอาจรวมถึงการหยุดงาน และการระงับหรือเพิกถอนใบอนุญาตของวิศวกรขับรถไฟ

ทางรถไฟเซาเทิร์นแปซิฟิกซึ่งปัจจุบันคือยูเนียนแปซิฟิกได้นำระบบ DTC มาใช้ในหลายเส้นทางที่เคยควบคุมโดยคำสั่งเดินรถ (เส้นทางส่วนใหญ่ของยูเนียนแปซิฟิกใช้ระบบควบคุมการจราจรแบบรวมศูนย์ ) ทางรถไฟ BNSFไม่ได้ใช้ระบบ DTC แต่ส่วนใหญ่ใช้ระบบ CTC ร่วมกับใบอนุญาตใช้รางในพื้นที่ที่ไม่มีสัญญาณ ทางรถไฟอะแลสกาได้เปลี่ยนพื้นที่ควบคุมใบอนุญาตใช้รางเป็นระบบ DTC และกำลังนำระบบ CTC มาใช้ในพื้นที่ที่มีการจราจรหนาแน่นทางรถไฟควีนส์แลนด์ในออสเตรเลียใช้ระบบ DTC ในบางพื้นที่ที่มีการจราจรเบาบางทางตะวันตกของรัฐ^{[ 1 ]} CSX ใช้ระบบ DTC บนเส้นทางรถไฟสายหลักเดิมในจอร์เจีย จากสกอตเดล ทางตะวันออกของแอตแลนตา ไปยังออกัสตา

• การควบคุมการจราจรส่วนกลาง
• ศัพท์เฉพาะทางรถไฟ
• ระบบสัญญาณรถไฟ
• บล็อกโทเค็นอิเล็กทรอนิกส์วิทยุ
• ติดตามหมายจับ
• คำสั่งรถไฟ