信号保安
設備の観点でもっとも単純な保安方式は、単に決められた時刻表に厳正に基づいて列車を運行させることである。全ての乗務員が熟知しているべき、固定された時刻表が作成される。各列車は、決められた時刻に決められた区間を走り、それ以外の列車はその区間を走行することを許されない。ダイヤ上で他の列車と衝突しないような計画が作成されていて、全ての列車が完全にそれに基づいて走っている限りは、事故は発生しないことになる。
単線の線路を列車が対向して運行している時は、対向列車を待ち合わせる場所がダイヤ上で決められ、各列車は必ず対向列車を決められた場所で待たなければならない。どの列車も対向列車が到着するまでは出発することが許されない。アメリカでは、2つの緑の旗(夜間は緑のライト)が、最初の列車に続行して次の列車が来ることを示し、待機列車はその続行列車も待たなければならないことを意味している。これに加えて、旗を持ってきた列車は8回のブラストと汽笛を到着に際して鳴らし、待機している列車はこれに応えて8回のブラストを響かせることになっている。
時刻表運行方式には欠点が存在する。まず、前方の線路が開通している確固たる保証が何も存在せず、開通している時刻であると計画されているに過ぎないということである。
最新のシステムでは、前方の進路の開通状況が電気的に車上に伝えられ、運転台のディスプレイに常に表示されて、停止現示を冒進した際には自動的にブレーキが掛かるようになっている。こうした装置を車内信号と呼ぶ。
許容閉塞方式では、前方の閉塞区間に列車が在線していることを信号機が示していても、続行列車がその区間に先行列車を視認したらいつでも止まれる程度の低速で進入することが許される。この方式は場合によっては効率を改善できるために用いられており、主にアメリカで使われていた。多くの国では貨物列車に適用が限定され、また視界の程度によってこの方式の適用が制限されていた。
許容閉塞方式は、停止現示の信号機で待たされて一定時間が経っても運転士が信号手と連絡をとることができなかったり、信号手が電信の故障などにより次の信号扱所と連絡を取ることができなかったりするような緊急時にも用いられた。この場合、列車は20マイル毎時かそれ以下の非常に低速で進行して、障害物を発見次第すぐに止まれるようにすることが決まっていた。霧や雪の場合など視界が悪い時には、この措置は禁止されていた。
絶対閉塞方式では原則としてそのようなことはないが、それでも完全に「絶対」であるわけではない。複数の列車が1つの閉塞区間に許可を得て進入することもある。これは駅で列車を分割したり併合したり、故障した列車を救援する時に必要となる。このような進入許可を与える時、信号手は運転士に前方の状況を伝え、運転士はそれを考慮に入れて安全に運転する。通常は、信号機は停止現示のままで、運転士は口頭で前方の列車の状況を説明されて進行の許可を得る。連結作業を行う駅など、日常的に他の列車が在線する閉塞区間に列車を進入させる必要がある場所では、誘導信号機と呼ばれる従属信号機が使われることがある。
列車が本線に比べて速度がかなり制限される進路へ進入する場合には、事前に適切な警告を運転士に伝える必要がある。スピードシグナルでは、分岐先の進路に応じた信号現示が行われるので、接近現示は必要ではない。
ルートシグナルでは、制限速度を伝達する現示は存在しないので、接近現示(approach release)というシステムが用いられている。接近現示では、分岐点の信号機は常に最も制限的な現示(通常は停止現示)が表示される。これによりその手前の信号機は注意現示になる。運転士はこの注意現示を見て、実際に分岐進路に進むかどうかによらず減速する。列車が実際に分岐点の信号機に接近すると、現示が進行(もしくはその先の進路の在線状況に応じた現示)に変わる。
分岐器の制限速度がほとんど本線の速度と同じである場合には、この仕組みは不必要である。