鉄道信号：機能、種類、歴史と現代のシステム

主な種類と視覚的な現示

多くの信号システムでは、外観と基本的な意味が道路交通信号機に似た色灯信号機を用いる。一般に、赤は停止、黄は注意（次の信号機で停止できるよう準備）、緑は進行可能を表す。英国の伝統的な方式には、より手前の段階から注意を知らせる「ダブル・イエロー」の現示が含まれる。道路信号との比較は道路交通信号を参照。古い路線や保存鉄道では、柱に取り付けた可動アームを水平または斜めに示して停止・進行を伝える、機械式の腕木信号機が今も使用されることが多い。ほかに、入換作業や車両基地内の移動で使われる手信号、旗、標識灯がある。

構成要素と情報の伝達方法

地上信号機の典型的な構成要素には、信号機本体（灯火または腕木）、信号柱、レンズとランプ、進路表示器または番号板、制御装置へ接続するケーブルや無線リンクがある。一つの信号機は複数の「現示」、すなわち灯火の組合せまたは腕木の位置を示すことができる。これらは、停止、注意、予告注意（二段注意）、線路の許容速度での進行といった段階的な指示を与える。一部の設備には、特定の一時的な速度制限に対応するため、数字式または発光式の速度表示器が追加される。中継信号機や従属信号機は、トンネル内、分岐器付近、または視界不良時における視認性を補う。

歴史と発展

鉄道信号は、手旗や固定標識という単純な手段から発展し、19世紀には機械式腕木信号機が、20世紀には電気作動式の色灯信号機が導入された。当初は機械式であった連動装置は、のちに電気機械式、さらに電子式へと発展した。これにより、信号機と可動式の軌道設備である分岐器を、相互に矛盾する位置へ設定できないようにした。集中交通制御とコンピュータ化された制御センターにより、より広い区域を一地点から管理できるようになった。また、自動閉そく方式は線路を区間に分け、連続する信号機によって各区間を保護する。

現代のシステムと安全技術

現代の鉄道では、車内信号、自動列車保護装置（ATP）、および無線を基盤とする連続制御の利用が増えている。こうしたシステムには、各国のATP方式や、欧州列車制御システム（ETCS）のような大陸規模の枠組みがある。地下鉄網では、輸送力を高めるため、通信ベース列車制御（CBTC）や移動閉そくの原理が広く用いられる。列車自動停止警報装置（TPWS）や、停止信号を冒進した場合の自動ブレーキなどの安全対策は、人的ミスの危険を減らすよう設計されている。これらの技術は地上信号機を置き換える場合もあれば、完全に不要にするのではなく補完する場合もある。

使用、運行上の重要性と主な区別

信号は鉄道の輸送力と運行の柔軟性に不可欠である。列車を安全な間隔で走らせ、分岐点を経由して進路を設定し、単線運転などの通常と異なる条件下でも運転を可能にする。重要な区別としては、停止現示の場合に通過してはならない絶対信号機と、厳格な規則の下で進行を認めることがある許容信号機の違い、前方の状況を予告する遠方信号機の役割、保存線や二次的な路線における伝統的な腕木信号の継続使用が挙げられる。信号を見落としたり不適切に通過したりする事象は、停止信号冒進（SPAD）と呼ばれる。こうした事象は、フェイルセーフ設計と自動保護が重視される大きな理由となっている。

参考資料と実例

• 現示とその意味は国によって異なり、各事業者は地域の運用を説明した規程集を公表している。
• 駅構内信号機、出発信号機、場内信号機、入換標識には、駅や操車場における専門的な機能がある。
• 保存鉄道では腕木信号の動作を目にすることができ、近代的な鉄道路線では統合された信号システムと車内制御の例を見ることができる。

より詳しい手順上または技術上の資料については、提供されたリンクから業界の手引書および公式の鉄道信号関係機関を参照のこと。技術資料、乗務員向け案内、信号の比較ギャラリー。