英国作为铁路发展的故乡，信号的起源也来源于英国。最早的列车指挥是由一位头戴绅士礼帽、身穿黑大衣和白裤子的铁路员工骑马在前引导运行的，他边跑边以各种手势发出信号指挥列车的前进和停止，就像现在的交警指挥汽车一样。当然这只能是在白天行车，每小时才走10km，这种指挥方式是安全的，但随着列车数量的增加和超过马车速度的情况下，这种信号已经不起作用了。这是在当时的条件限制下的铁路运营指挥系统也是最早的信号控制技术。当时在没有固定的信号设施的情况下，司机无法了解前方路线的信息，列车的驾驶完全靠司机的 “视力”范围和驾驶经验来控制，当时列车的行驶速度很小，但仍旧发生一些交通事故。随着速度的提高，司机的视觉范围内很难满足列车的制动距离，而且轮轨之间摩擦力很小的情况下与汽车同样速度的火车制动需要更长的距离，而司机的视觉范围的距离远远不够。

（一）臂板信号机

为了确保安全，人们开始研究固定的信号设备：用一块长方形的板子，横向线路表示停车信号，顺向线路表示进行信号。可是顺向线路的板子实际上很难看见，所以又在顶端加块圆板。当必须在晚间开车时，就以红色灯光表示停车信号，白色灯光表示进行信号。随着列车速度的不断提高，要求从远方就能准确看到信号的显示。人们发现，在面积相等的情况下，圆形、方形和长方形相比，以长方形看得最远。因此，1841年英国人戈里高利提出用长方形臂板作为信号显示，装设在伦敦桥车站，这是铁路上首次使用的臂板式信号机。当时这种臂板式信号机有两种显示：水平位置表示停车信号，向下倾斜45°表示进行信号（见图11-1）；夜间仍用红色灯光表示停车，用白色灯光表示进行。但是，后来发现白色灯光容易和铁路附近的家用灯光混淆，就改用了绿色灯光。目前线路上使用的臂板信号机就是在此基础上发展和完善起来的。

图11-1　臂板信号

（a）停止信号；（b）通过信号

（二）色灯信号机

司机白天可以观察到臂板信号臂的位置，但夜间就很困难了；当电的出现和普及后信号显示逐渐由臂板信号机向色灯信号机进化（见图11-2）。

和道路信号显示一样，色灯一般也有红、绿、黄三色，但由于要表达的含义较多，如列车通过、停车、慢行等，还加入了三种颜色的组合显示。信号机的色灯一般为上下垂直排列。臂板信号机和色灯信号机都是固定信号，固定安置在需要指挥列车的地方，如进站、出站、闭塞区间入口处等。司机根据灯光信号显示驾驶列车，在大铁路和城市轨道交通线路中都有使用，今天我们在上海地铁车站出站口还可以看到色灯信号，但是信号显示含义仅仅为容许开车而已。(www.daowen.com)

（三）机车信号机

色灯信号仅仅解决了夜间行车的信号指示问题，在线路条件不好，如弯道多、隧道多以及大雾等恶劣气候条件下，司机根据瞭望信号驾驶列车是很困难的，于是又产生了装在机车司机室内的机车信号机，克服了司机瞭望地面信号的困难，同时也解决了由于列车提速而地面信号显示距离不能满足紧急刹车的要求，避免了单纯依赖地面信号机造成的危险。城市轨道交通信号系统中的机车信号具有比大铁路信号系统具有更重要的作用（见图11-3）。

图11-2　色灯信号机

图11-3　机车信号

机车信号是建立在地面轨道电路基础上的连续式或接近连续式机车信号。历史上不同的自动闭塞制式产生过各种制式的机车信号，例如交流计数电码机车信号、极频机车信号和移频机车信号等。机车信号的车载信号机由于信息量不同曾经采取过5灯位、6灯位以及现在广泛运用的8灯位信号机。

城市轨道交通信号系统进步到ATC——列车自动控制的阶段，在机车上显示地面信号机的信号显示已没有什么实际意义（实际上地面向车辆传递的信息也不再是单纯的红、绿信号），在轨道交通车辆驾驶室司机驾驶面板上显示的不仅仅是地面信号指示，还有列车运营实际状况等。