鉄道信号機
先行列車が通過してからあまりに短い時間間隔で続行列車が通過しようとすると、手信号で続行列車に停止や徐行を指示することで、先行列車との間隔を空けることになっていた。さらに手旗を用いるように改善され、夜間はランプを用いて合図するようになった。当時はまだ時計も一般に普及していなかったので砂時計を用いて間隔を計測していた。多くの鉄道では先行列車通過後5分間は続行列車に停止の指示を、さらに5分間は徐行の指示を送り、10分を過ぎると進行の指示を出すようにしていた。
この方式では、先行列車がオフィサーの配置されている場所の中間に故障などで停車してしまうと、たとえ十分な時間間隔をおいて続行列車が進入してきたとしても追突の危険が発生する。本来は、次のオフィサーの配置位置を先行列車が通過したことを確認してから続行列車に対して進入を許可すべきであるが、電信や電話などの列車より高速に情報を伝達できる手段はまだ発明されていなかったため、このような方策が採られることになった。
これは複数の信号機が設置されている場所でどの信号機を視認すればよいか確実にするとともに、電球の寿命を延ばすために行われている。
イギリスでは、ほとんどのフィラメント方式の色灯信号機で2本のフィラメントを使用している。メインのフィラメントが切れると、自動的に予備のフィラメントが使われると共に、メインのフィラメントが切れたことが技術者に(信号扱手にではなく)通知され、電球の交換の手配が行われる。両方のフィラメントが切れると消灯するが、信号扱所にいる信号扱手にも通知される。
信号機の現示方式は、国によって大きく異なり、同じ国の中でも鉄道会社によって大きく異なることさえあるが、典型的な現示は以下の通りである。
緑: 路線の最高速度で進行。次の信号機は緑か黄。
黄: 注意。次の信号機が赤であることに備える。
赤: 停止。
色灯式信号機で、機械式信号機の夜間のライトと同じ現示を使用している鉄道会社もある。
信号機の二重化も、腕木式信号機の時代に倣って採用されていることがある。2組のライトが点灯しており、上のライトがその信号機の現示を、下のライトが次の信号機の現示を中継している。下に小さなランプを併設していることがあり、これは徐行を継続する指示である。
二重信号機は以下のような指示を表す。
緑と緑: 進行。
緑(上)と黄(下): 次の信号機は緑(上)と赤(下)である。注意。
緑(上)と赤(下): 次の信号機は停止現示である。注意。
赤と赤: 停止して待機。
赤と赤(小さなランプが点灯): 25km/h以下で徐行。
単線区間では通常、信号柱を立ててその上に腕木式信号機または色灯式信号機の頭部を設置する。これは遠距離からでも視認しやすいようにするためである。信号機は通常、線路の運転士が乗務する側に立てる。
信号機には絶対信号機 (absolute signal) と許容信号機 (permissive signal) の区別がある。絶対信号機では停止現示が出ている時にはそこから前進することは許されないが、許容信号機では停止現示が出ていても、手前で一定時間停止した後、低速で前進することが許されている。さらに、許容信号機の中には勾配信号機 (grade signal) として指定されるものがあり、この場合は停止現示でも列車は実際に停止せずに、いつでも停止できる程度の速度に落としてそのまま前進することが許される。これは重量貨物列車など、上り勾配区間で一度停止してしまうと再発進が困難な列車に対応するために設けられている規定である。連動装置によって制御されている信号機は一般的に絶対信号機であり、在線状況によって自動的に現示が変化するような信号機は一般的に許容信号機である。
運転士はどの信号機が自動的に現示変化するものであるかに注意を払う必要がある。イギリスでは、そのような信号機には黒い水平線を引いた白い四角の板が取り付けられている。そして、そのような信号機で停止現示に遭遇した場合、列車無線や信号機に備えられている電話で信号扱手と連絡を取ることができなければ、運転士の権限で先へ進むことができる。しかしながら、連動装置で制御されている信号機や準自動変化の信号機(黒い水平線の上に"semi"と書かれている)では、運転士だけの判断で進行することはできない。
自動車の信号機と違い、表示は運転士のためだけに行っている場合がある。このため、編成が長い列車の場合、乗客や外から見ている人には信号無視に見えるが異常では無い。(閉塞されるため先頭車両が通過するとその編成が残っていても赤信号となる。この赤信号は次の編成の為の信号である)