Sinais diferem tanto na forma em que apresentam aspectos como na forma em que são montados em relação à via.
Sinais mecânicosEditar
As formas mais antigas de sinal mostram as suas diferentes indicações por uma parte do sinal a ser movido fisicamente. Os tipos mais antigos eram compostos por uma placa que era virada de frente e totalmente visível para o condutor, ou rodada para longe de modo a ser praticamente invisível. Estes sinais tinham duas ou no máximo três posições.
Os sinais semafóricos foram desenvolvidos em França no final do século XVIII, antes de serem adoptados mais tarde pelos caminhos-de-ferro. O primeiro semáforo ferroviário foi erguido por Charles Hutton Gregory na London and Croydon Railway (mais tarde o Brighton) em New Cross Gate, no sudeste de Londres, em 1841. Foi semelhante em forma aos telégrafos ópticos, sendo então substituído em terra pelo telégrafo eléctrico. A instalação de Gregory foi inspecionada e aprovada para a Câmara de Comércio pelo Major-General Charles Pasley. Pasley tinha inventado um sistema de telegrafia óptica através de semáforos em 1822 para os militares britânicos, e parece ter sugerido a Gregory a aplicação do semáforo à sinalização ferroviária. O semáforo foi depois rapidamente adotado como um sinal fixo, quase universalmente. Sinais de disco, tais como aqueles feitos pela Companhia de Sinais de Hall, algumas vezes eram usados, mas os semáforos podiam ser lidos a distâncias muito maiores. A invenção da luz elétrica, que podia ser mais brilhante do que as lâmpadas de petróleo e, portanto, visível tanto de noite quanto de dia, resultou no desenvolvimento de sinais de luz de posição e sinais de luz colorida no começo do século vinte, que gradualmente deslocaram os semáforos. Alguns permanecem em operações modernas no Reino Unido.
Os sinais mecânicos podem ser operados manualmente, ligados a uma alavanca numa caixa de sinais, por motores eléctricos, ou hidraulicamente. Os sinais são projetados para serem à prova de falhas, de modo que, em caso de perda de energia ou quebra de uma ligação, o braço se moverá por gravidade para a posição horizontal.
Nos Estados Unidos, os semáforos foram empregados como sinais de ordem de comboio, com a finalidade de indicar aos engenheiros se devem parar para receber uma ordem telegrafada, e também como uma simples forma de sinalização de bloco.
Sinais de luz coloridosEditar
A introdução de lâmpadas eléctricas tornou possível produzir sinais luminosos coloridos que eram suficientemente brilhantes para serem vistos durante o dia, a começar em 1904.
A cabeça do sinal é a porção de um sinal luminoso colorido que exibe os aspectos. Para exibir um número maior de indicações, um único sinal pode ter várias cabeças de sinal. Alguns sistemas usaram uma única cabeça acoplada a luzes auxiliares para modificar o aspecto básico.
Os sinais de luz colorida vêm em duas formas. A forma mais prevalente é do tipo multiunidade, com luzes e lentes separadas para cada cor, na forma de um semáforo. Os exaustores e os escudos são geralmente fornecidos para sombrear as luzes da luz solar, o que poderia causar falsas indicações.
Os sinais de holofote eram o tipo de sinal mais usado nos EUA até recentemente, embora estes se tenham tornado menos populares devido ao vandalismo. Nestes, uma única lâmpada incandescente é usada em cada cabeça, e um mecanismo de relé A.C. ou D.C. é usado para mover um espetáculo colorido (ou “roundel”) na frente da lâmpada. Desta forma, a gravidade (fail safe) devolve o redondo vermelho à trajectória óptica da lâmpada. Com efeito, este mecanismo é muito semelhante ao sinal luminoso colorido que é incluído num sinal semáforo operado electricamente, excepto que a omissão do braço do semáforo permite que as rotundas sejam miniaturizadas e encerradas numa caixa à prova de intempéries. Amplamente utilizados nos EUA a partir da Segunda Guerra Mundial, os sinais de holofotes têm a desvantagem de ter partes móveis que podem ser deliberadamente adulteradas. Isto levou a que se tornassem menos comuns durante os últimos quinze a vinte anos, quando o vandalismo começou a torná-los vulneráveis a falsas indicações.
No entanto, em alguns outros países, como nas ferrovias italianas (FS) a partir do Regolamento Segnali, eles ainda são o sinal de luz de cor padrão, embora com novas instalações sendo como descrito abaixo.
Mais recentemente, clusters de LEDs começaram a ser utilizados no lugar das lâmpadas incandescentes, refletores e lentes. Estes usam menos energia e têm uma suposta vida útil de dez anos, mas este pode não ser o caso na realidade.
Operating rules generally ditam que um sinal escuro seja interpretado como dando a indicação mais restritiva que pode exibir (geralmente “stop” ou “stop and proceed”). Muitos sistemas de luzes coloridas têm circuitos para detectar tais falhas em lâmpadas ou mecanismos.
Sinais de luz de posiçãoEditar
Um sinal de luz de posição é aquele em que a posição das luzes, em vez da sua cor, determina o significado. O aspecto consiste unicamente num padrão de luzes iluminadas, que são todas da mesma cor. Em muitos países, pequenos sinais luminosos de posição são usados como sinais de manobra, enquanto os sinais principais são de forma de luz de cor. Além disso, muitos sistemas de eléctrico (como o Metro de Wolverhampton) usam sinais luminosos de posição.
Sinais de posição de corEditar
Um sistema que combina aspectos dos sistemas de cor e posição foi desenvolvido na Baltimore e Ohio Railroad (B&O) em 1920 e foi patenteado por L.F. Loree e F.P. Patenall. É semelhante ao sistema de luz de posição com a luz central removida e os pares de luzes resultantes coloridos em correspondência ao ângulo que fazem: verde para o par vertical, âmbar para o par diagonal direito, e vermelho para o par horizontal. Um par adicional, colorido “branco lunar”, pode ser adicionado na outra diagonal para restringir as indicações. A sinalização de velocidade não é indicada por cabeças de sinal adicionais, mas por um sistema de luzes “orbitais” brancas ou âmbar colocadas em uma das seis posições acima e abaixo da cabeça principal. A posição acima ou abaixo indica a velocidade atual, enquanto a posição da esquerda para a direita indica a velocidade no próximo sinal (cheio, médio ou lento em ambos os casos). Os sinais anões têm os mesmos aspectos que os sinais de tamanho completo. Uma das vantagens alegadas para o sistema é que as lâmpadas queimadas produzem aspectos que podem ser interpretados sem ambiguidade como a indicação pretendida (para a cabeça principal) ou como uma indicação mais restritiva (para as orbitais – se apenas a cabeça central estiver acesa, a indicação ou é lenta ou restritiva).
Luzes de posição coloridas (CPLs) foram instaladas pela primeira vez como piloto na Staten Island Railway em Nova York, na época uma subsidiária B&O; elas também foram aplicadas na Chicago e Alton Railroad quando esta última estava sob controle B&O, assim como na própria B&O. Com o desaparecimento do B&O em CSX foram gradualmente substituídos por sinais de luz coloridos NORAC.