多模列车控制系统的模式切换延迟是影响城市轨道交通控制系统效率的重要因素。基于车辆通信的列车控制系统是下一代高山交通列车控制系统的主要发展方向。由于系统结构的变化，传统的CBTC列控系统备份模式无法应用于新的列控系统。目前，在新的列车控制系统中，在车辆通信故障和情况下的情况下，没有合理的备份模式来保证列车的安全和效率。根据列车通信列控系统的结构和特点，结合分析系统大学的模式切换功能和流程，提出了一种适用于列车通信列控系统的备份模式。当列车通信失败时，列车将切换到车地通信的运行模式，并从地面设备获取前方列车的位置信息。利用有色Petri网理论，建立了一种基于分层时间有色Petri网（HTCPN）的列车控制系统模式切换模型，描述了列车通信故障时情况下从列车模式（T2T）切换到车地模式（t2g）的过程，研究了备用模式下不同设计间隔对列车模式转换成功率和运行效率的影响。仿真结果表明，当列车通信故障时，列车能有效地切换到车地模式，得到了不同备用模式设计间隔下列车模式切换成功次数和切换运行时间的分布图。列车模式切换成功率随备用模式设计间隔的增加而增加。当备份模式间隔设计为240秒时，列车运行的延迟时间可有效控制在3分钟内。所建立的HTCPN模型也可为其他列车控制系统的模式切换建模、验证和分析提供参考。