采用随机Petri网理论对车载故障可能导致列控系统降级的场景和列控系统在不同等级之间发生转换的场景进行了研究，以保证并提高列车运行环境的安全性。在模型中，对可能导致车载设备故障的三种因素：传输错误、越区切换、连接丢失所引发的车载设备和备用车载设备均故障所引发降级的场景，进行了建模和分析；并在降级场景发生后，列控设备通过尝试连接GSM-R无线网络升级为CTCS-3级进行了建模和分析。用TimeNet4.0平台对模型的正确性进行了仿真，得出了该模型在各种场景发生的概率分布曲线，对CTCS-3降级运行进行了定量与定性分析。