Signalerna skiljer sig åt både i det sätt på vilket de visar aspekter och i det sätt på vilket de är monterade i förhållande till spåret.
Mekaniska signalerRedigera
De äldsta signalformerna visar sina olika indikationer genom att en del av signalen flyttas fysiskt. De tidigaste typerna bestod av en tavla som antingen vändes med ansiktet mot väggen och var fullt synlig för föraren, eller roterades bort så att den var praktiskt taget osynlig. Dessa signaler hade två eller högst tre positioner.
Semaphore-signaler utvecklades i Frankrike i slutet av 1700-talet, innan de senare antogs av järnvägarna. Den första semaforen för järnvägen uppfördes av Charles Hutton Gregory på London and Croydon Railway (senare Brighton) vid New Cross Gate i sydöstra London 1841. Den liknade till formen de optiska telegrafer som då ersattes av den elektriska telegrafen på land. Gregorys installation inspekterades och godkändes för handelsstyrelsen av generalmajor Charles Pasley. Pasley hade uppfunnit ett system för optisk telegrafi genom semaforer 1822 för den brittiska militären och tycks ha föreslagit Gregory att semaforen skulle användas för järnvägssignalering. Semaforen antogs därefter snabbt som en fast signal nästan överallt. Ibland användes skivsignaler, som de som tillverkades av Hall Signal Company, men semaforer kunde läsas på mycket längre avstånd. Uppfinningen av det elektriska ljuset, som kunde göras ljusare än oljelampor och därmed synligt både dag och natt, resulterade i utvecklingen av positionsljussignaler och färgljussignaler i början av 1900-talet, som gradvis ersatte semaforer. Några få finns fortfarande kvar i modern drift i Storbritannien.
Mekaniska signaler kan manövreras manuellt, kopplade till en spak i en signalbox, med hjälp av elmotorer eller hydrauliskt. Signalerna är konstruerade för att vara felsäkra så att om strömmen går förlorad eller en koppling bryts, kommer armen att röra sig genom gravitationen till det horisontella läget.
I USA, användes semaforer som tågordersignaler för att visa lokförarna om de skulle stanna för att ta emot en telegrafisk order, och även som en enkel form av blocksignalering.
FärgljussignalerRedigera
Tyska järnvägssignaler som visar aspekt Hp0 (Stopp)
Instiftandet av elektriska glödlampor gjorde det möjligt att framställa färgljussignaler som var tillräckligt ljusa för att kunna ses i dagsljus, med början 1904.
Signalhuvudet är den del av en färgljussignal som visar aspekterna. För att visa ett större antal indikationer kan en enskild signal ha flera signalhuvuden. Vissa system använde ett enda huvud kopplat till hjälpljus för att modifiera den grundläggande aspekten.
Färgljussignaler finns i två former. Den vanligaste formen är den med flera enheter, med separata lampor och linser för varje färg, på samma sätt som ett trafikljus. Huvar och sköldar finns i allmänhet för att skugga ljusen från solljus som kan orsaka felaktiga indikationer.
Sökljus-signaler var den vanligaste signaltypen i USA fram till nyligen, även om dessa har blivit mindre populära på grund av vandalism. I dessa används en enda glödlampa i varje huvud, och antingen en växelströms- eller likströmsrelämekanism används för att flytta ett färgat skådespel (eller ”rondell”) framför lampan. På detta sätt återför gravitationen den röda rondellen in i lampans optiska bana. I själva verket är denna mekanism mycket lik den färgljussignal som ingår i en elektriskt styrd semafor-signal, förutom att utelämnandet av semaforarmen gör det möjligt att miniatyrisera rondellerna och innesluta dem i ett väderbeständigt hölje. Sökljussignaler, som användes flitigt i USA från och med andra världskriget, har den nackdelen att de har rörliga delar som kan manipuleras avsiktligt. Detta hade lett till att de blev mindre vanliga under de senaste femton till tjugo åren då vandalism började göra dem sårbara för falska indikationer.
I vissa andra länder, t.ex. på de italienska järnvägarna (FS) från och med Regolamento Segnali, är de dock fortfarande den vanligaste färgljussignalen, även om nya installationer är som beskrivs nedan.
På senare tid har grupper av lysdioder börjat användas i stället för glödlampor, reflektorer och linser. Dessa använder mindre ström och har en påstådd livslängd på tio år, men detta kanske inte är fallet i verkligheten.
Driftsreglerna föreskriver i allmänhet att en mörk signal ska tolkas som att den ger den mest restriktiva indikation som den kan visa (i allmänhet ”stop” eller ”stop and proceed”). Många färgljussystem har kretsar för att upptäcka sådana fel i lampor eller mekanism.
PositionsljussignalerRedigera
En positionsljussignal är en signal där ljusens position, snarare än deras färg, bestämmer betydelsen. Aspekten består enbart av ett mönster av upplysta lampor som alla har samma färg. I många länder används små positionsljussignaler som rangeringssignaler, medan huvudsignalerna är av färgljusform. Dessutom använder många spårvägssystem (till exempel tunnelbanan i Wolverhampton) positionsljussignaler.
FärgpositionssignalerRedigera
Ett system som kombinerar aspekter av färg- och positionssystemen utvecklades på Baltimore and Ohio Railroad (B&O) år 1920 och patenterades av L.F. Loree och F.P. Patenall. Det liknar systemet med positionsljus med det centrala ljuset borttaget och de resulterande ljusparen färgade i enlighet med den vinkel de bildar: grönt för det vertikala paret, gult för det högra diagonala paret och rött för det horisontella paret. Ytterligare ett par, färgat ”lunar white”, kan läggas till på den andra diagonalen för att begränsa indikationer. Hastighetssignalering indikeras inte av ytterligare signalhuvuden, utan av ett system av vita eller gula ”orbital”-ljus som placeras i ett av sex lägen ovanför och nedanför huvudhuvudet. Positionen ovanför eller nedanför anger den aktuella hastigheten, medan positionen från vänster till höger anger hastigheten vid nästa signal (full, medel eller långsam i båda fallen). Dvärgsignaler har samma aspekter som fullstora signaler. En av fördelarna med systemet är att utbrända glödlampor ger aspekter som otvetydigt kan tolkas som antingen den avsedda indikationen (för huvudhuvudet) eller som en mer restriktiv indikation (för omloppsbanorna – om endast huvudet i mitten är tänt är indikationen antingen långsam eller restriktiv).
Färgpositionsljus (CPL) installerades först som pilot på Staten Island Railway i New York City, som vid den tiden var ett dotterbolag till B&O. De tillämpades även på Chicago and Alton Railroad när den sistnämnda stod under B&O:s kontroll, liksom på B&O själv. När B&O försvann till CSX har de gradvis ersatts med NORAC-färgljussignaler.