Sygnały różnią się zarówno sposobem wyświetlania aspektów, jak i sposobem montażu względem toru.
Sygnały mechaniczneEdit
Najstarsze formy sygnałów wyświetlają swoje różne wskazania przez fizycznie poruszaną część sygnału. Najwcześniejsze typy składały się z tablicy, która była albo odwrócona przodem do kierunku jazdy i w pełni widoczna dla maszynisty, albo obrócona tak, że była praktycznie niewidoczna. Sygnały te miały dwie lub co najwyżej trzy pozycje.
Sygnały semaforowe zostały opracowane we Francji pod koniec XVIII wieku, a następnie zaadaptowane przez kolej. Pierwszy semafor kolejowy został zbudowany przez Charlesa Huttona Gregory’ego na linii London and Croydon Railway (później Brighton) w New Cross Gate, w południowo-wschodnim Londynie, w 1841 roku. Był on podobny w formie do telegrafów optycznych, które wówczas były zastępowane na lądzie przez telegraf elektryczny. Instalacja Gregory’ego została sprawdzona i zatwierdzona dla Zarządu Handlu przez generała majora Charlesa Pasleya. Pasley wynalazł system telegrafii optycznej poprzez semafory w 1822 roku dla brytyjskiego wojska i wydaje się, że zasugerował Gregory’emu zastosowanie semafora do sygnalizacji kolejowej. Semafor został następnie szybko przyjęty jako stały sygnał niemal powszechnie. Sygnały tarczowe, takie jak te wykonane przez Hall Signal Company, były czasami używane, ale semafory mogły być odczytywane z dużo większych odległości. Wynalezienie światła elektrycznego, które mogło być jaśniejsze niż lampy olejowe, a zatem widoczne zarówno w nocy jak i w dzień, doprowadziło do rozwoju sygnałów świetlnych pozycyjnych i kolorowych sygnałów świetlnych na początku XX wieku, które stopniowo wyparły semafory. Kilka z nich nadal funkcjonuje w Wielkiej Brytanii.
Sygnały mechaniczne mogą być obsługiwane ręcznie, połączone z dźwignią w skrzynce sygnałowej, przez silniki elektryczne lub hydraulicznie. Sygnały są zaprojektowane tak, aby były bezpieczne w razie utraty zasilania lub zerwania połączenia, ramię przesunie się grawitacyjnie do pozycji poziomej.
W USA, semafory były wykorzystywane jako sygnały kolejności pociągów, w celu wskazania inżynierom, czy powinni zatrzymać się, aby otrzymać telegraficzny rozkaz, a także jako jedna z form sygnalizacji blokowej.
Kolorowe sygnały świetlneEdit
Wprowadzenie żarówek elektrycznych umożliwiło produkcję kolorowych sygnałów świetlnych, które były wystarczająco jasne, aby były widoczne w świetle dziennym, począwszy od 1904 roku.
Głowica sygnalizacyjna jest częścią kolorowego sygnału świetlnego, która wyświetla aspekty. Aby wyświetlić większą liczbę wskazań, pojedynczy sygnał może mieć wiele głowic sygnałowych. Niektóre systemy wykorzystywały pojedynczą głowicę połączoną z pomocniczymi światłami w celu modyfikacji podstawowego aspektu.
Kolorowe sygnały świetlne występują w dwóch formach. Najbardziej rozpowszechnioną formą jest typ wieloczłonowy, z oddzielnymi światłami i soczewkami dla każdego koloru, w sposób podobny do świateł drogowych. Kaptury i osłony są zazwyczaj dostarczane w celu zacienienia świateł przed światłem słonecznym, które mogłoby spowodować fałszywe wskazania.
Sygnały szperaczy były do niedawna najczęściej używanym typem sygnału w USA, chociaż stały się mniej popularne z powodu wandalizmu. W nich, w każdej głowicy stosowana jest pojedyncza żarówka, a mechanizm przekaźnikowy prądu przemiennego lub stałego jest wykorzystywany do przesuwania kolorowego okularu (lub „roundel”) przed lampą. W ten sposób grawitacja (fail safe) powoduje powrót czerwonego okularu na drogę optyczną lampy. W efekcie mechanizm ten jest bardzo podobny do kolorowego sygnału świetlnego, który jest zawarty w elektrycznym sygnale semaforowym, z tą różnicą, że pominięcie ramienia semafora pozwala na miniaturyzację rond i zamknięcie ich w obudowie odpornej na warunki atmosferyczne. Powszechnie używane w USA od II wojny światowej, sygnały reflektorowe mają tę wadę, że posiadają ruchome części, które mogą być celowo naruszane. Doprowadziło to do tego, że stały się one mniej powszechne w ciągu ostatnich piętnastu do dwudziestu lat, kiedy wandalizm zaczął czynić je podatnymi na fałszywe wskazania.
Jednakże w niektórych innych krajach, takich jak na włoskich kolejach (FS), od Regolamento Segnali, są one nadal standardowym kolorowym sygnałem świetlnym, aczkolwiek z nowymi instalacjami, jak opisano poniżej.
Ostatnio, w miejsce lamp żarowych, reflektorów i soczewek zaczęto stosować klastry diod LED. Zużywają one mniej energii i mają rzekomą żywotność dziesięciu lat, ale w rzeczywistości może to nie być prawdą.
Zasady eksploatacji generalnie nakazują, aby sygnał ciemny był interpretowany jako dający najbardziej restrykcyjne wskazanie, jakie może być wyświetlane (generalnie „stop” lub „zatrzymaj się i kontynuuj”). Wiele systemów świateł kolorowych posiada obwody do wykrywania takich awarii świateł lub mechanizmów.
Sygnały świetlne pozycyjneEdit
Sygnał świetlny pozycyjny to taki, w którym znaczenie określa położenie świateł, a nie ich kolor. Aspekt składa się wyłącznie z układu zapalonych świateł, które wszystkie są tego samego koloru. W wielu krajach małe pozycyjne sygnały świetlne są używane jako sygnały manewrowe, podczas gdy główne sygnały mają postać kolorowych świateł. Również wiele systemów tramwajowych (takich jak Metro of Wolverhampton) używa sygnałów świetlnych pozycyjnych.
Kolorowe sygnały pozycyjneEdit
System łączący aspekty systemu kolorowego i pozycyjnego został opracowany na Baltimore and Ohio Railroad (B&O) w 1920 roku i został opatentowany przez L.F. Loree i F.P. Patenall. Jest on podobny do systemu świateł pozycyjnych z usuniętym światłem centralnym i powstałymi w ten sposób parami świateł, których kolory odpowiadają kątowi, pod jakim się znajdują: zielony dla pary pionowej, bursztynowy dla pary prawej przekątnej i czerwony dla pary poziomej. Dodatkowa para, zabarwiona na kolor „księżycowej bieli”, może być dodana na drugiej przekątnej dla wskazań ograniczających. Sygnalizacja prędkości nie jest wskazywana przez dodatkowe głowice sygnalizacyjne, ale przez system białych lub bursztynowych świateł „orbitalnych” umieszczonych w jednej z sześciu pozycji powyżej i poniżej głowicy głównej. Pozycja powyżej lub poniżej wskazuje aktualną prędkość, natomiast pozycja od lewej do prawej wskazuje prędkość przy następnym sygnale (pełna, średnia lub wolna w obu przypadkach). Sygnały karłowate mają te same aspekty, co sygnały pełnowymiarowe. Jedną z zalet systemu jest to, że przepalone żarówki wytwarzają aspekty, które mogą być jednoznacznie interpretowane jako zamierzone wskazanie (dla głowicy głównej) lub jako bardziej restrykcyjne wskazanie (dla orbitali – jeśli świeci się tylko głowica centralna, wskazanie jest albo powolne albo ograniczające).
Kolorowe światła pozycyjne (CPL) zostały po raz pierwszy zainstalowane jako pilotażowe na Staten Island Railway w Nowym Jorku, wówczas filii B&O; zostały one również zastosowane na Chicago and Alton Railroad, gdy ta ostatnia była pod kontrolą B&O, jak również na samej B&O. Po zniknięciu B&O z CSX zostały one stopniowo zastąpione kolorowymi sygnałami świetlnymi NORAC.
.