铁路信号系统是保障列车运行安全与效率的神经，其关键设备按功能可分为五大类：
1. **地面信号机**
作为直观的视觉指令装置，通过红黄绿三色灯光组合，指示列车停车、减速或通行。臂板式信号机常见于传统线路，LED透镜式则广泛应用于高铁车站。在恶劣天气环境下，部分山区线路会加装信号复示器强化显示效果。
2. **轨道电路**
通过钢轨构成的电流回路，实时监测轨道区段占用状态。数字编码轨道电路不仅能检测列车位置，还能向车载设备传输限速指令。在高速铁路中，ZPW-2000型轨道电路可实现20公里超长区段监测。
3. **转辙机**
作为道岔控制，电动转辙机通过精密齿轮传动实现尖轨转换，液压型转辙机则适用于大号码道岔。德国西门子S700K型转辙机因5.5毫米尖轨密贴精度，成为高铁主流配置。
4. **车地通信设备**
应答器（Balise）以500kbps速率向列车传输线路参数，CTCS-3级列控系统通过GSM-R无线网络实现连续车地通信。在京张智能高铁线，北斗定位与5G通信设备的融合应用，使列车定位精度达到厘米级。
5. **联锁系统**
计算机联锁（CBI）通过三重冗余架构，实现信号机、道岔、进路的逻辑互锁。上海地铁采用的iLOCK系统，每秒钟可处理3000条安全校验指令，故障率低于10^-9次/小时。
现代铁路信号系统通过设备协同，将传统人工确认的30秒/列车处理时间压缩至0.3秒，使行车间隔突破90秒极限。随着自动驾驶技术的发展，激光雷达、毫米波雷达等新型感知设备正逐步融入信号体系，推动铁路运输向全自动化迈进。
