Die Blocksignale betrachten nur den jeweils hinter ihnen liegenden Block, um zu bestimmen, ob sie "Halt!" oder "Fahrt frei!" zeigen. Das ist schon bei einfachen Layouts nicht mehr ausreichend, wie zum Beispiel bei Bahnhofszufahrten.
Das Problem mit Blocksignalen
Dieses Bild zeigt Beispiele: Alle Bahnsteige im Bahnhof sind belegt. Die beiden Züge oben sollen nach rechts weiterfahren, die Signale zeigen aber rot, irgendwo rechts außerhalb des Bilds ist ein Zug in dem Signalblock. Die Züge an den beiden unteren Bahnsteigen sollen nach links weiterfahren. Die beiden Züge, die nun links vom Bahnhof die Weichen und Kreuzungen blockieren kamen an, als bereits alle Bahnsteige besetzt waren.
Die Signale, die an den zum Bahnhof führenden Strecken stehen, zeigten "Fahrt frei!", denn der Weichenbereich vor den Bahnsteigen war ja frei, die anderen Züge stehen an den Bahnsteigen, und zwischen dem Weichenbereich und den Bahnsteigen stehen Signale, das sind also andere Signalblöcke. Somit konnten die Züge in den Weichenbereich hineinfahren, wo sie nun vor den Bahnsteigen stehen, weil es ja dort nicht weitergeht.
Im Fall links ist das nicht ganz so schlimm, irgendwann werden die Züge nach rechts weiterfahren können und somit wird auch der Bahnsteig frei werden. Im schlimmsten Fall fährt der Zug am anderen Bahnsteig eher ab und der Zug wartet nur unnötig lange vor dem Bahnsteig, obwohl daneben ein freier Bahnsteig wäre.
Der Zug in der Kreuzung unten blockiert hingegen alles. Er kann nicht an den Bahnsteig fahren, die Züge am Bahnsteig können aber auch nicht mehr aus dem Bahnhof heraus. Der Spieler muss eingreifen und die Blockade manuell auflösen.
Was man hier also braucht ist ein Signal, welches verhindert, dass der dritte Zug in diesen Kreuzungsbereich einfährt, wenn alle Bahnsteige belegt sind und er gar nicht in den Bahnhof einfahren kann. Genau dafür wurden die Vorsignale entwickelt.
Hier werden nun Vorsignale eingesetzt, wie man sieht zeigt das Signal links "Halt!", obwohl der Block frei ist. So verhindert es, dass der Zug in den Kreuzungsbereich vor dem Bahnhof einfährt und alles blockiert. Stattdessen wartet er an diesem Signal, die Züge im Bahnhof können durch den Kreuzungsbereich fahren und so den Bahnhof verlassen. Danach ist ein Bahnsteig frei und der wartende Zug kann zum Bahnsteig vorfahren.
Die folgenden Abschnitte erläutern nun die komplette Funktionsweise im Detail.
Vorsignaltypen
Es gibt drei Typen von Vorsignalen: Einfahrt (gelber Querbalken), Ausfahrt (weißer senkrechter Balken) und Combo (gelber senkrechter Balken), welches quasi Einfahrt und Ausfahrt in Einem ist. Alle drei Typen sind für sich alleine relativ nutzlos, erst im Zusammenspiel entfalten sie ihre Wirkung.
Vorsignale können genauso gebaut werden wie Blocksignale. Man kann also zweiseitige und einseitige Varianten aufstellen und jeweils Form- und Lichtsignale bauen. Von links nach rechts sind das Einfahrt-Vorsignale, Ausfahrt-Vorsignale und Combo-Vorsignale. Die Funktionsweise unterscheidet sich wie üblich nicht zwischen den Formsignalen und den Lichtsignalen.
Vorbeifahrt
Die Regeln für die Vorbeifahrt an Vorsignalen sind die gleichen wie bei Blocksignalen. Man kann an Vorsignalen nur vorbeifahren, wenn man von der richtigen Seite aus darauf zufährt und das Signal "Fahrt frei!" zeigt. Von der Rückseite her hält der Zug am Signal an und kehrt um. Nur wenn die Signale in beiden Richtungen auf dem Feld stehen, kann man auch aus beiden Richtungen an dem Signal vorbeifahren.
Verhalten
Einfahrt-Vorsignal (gelber Querbalken)
Dieses Signal zeigt den Beginn eines Vorsignal-Blockes an und zeigt nur dann "Fahrt frei!", wenn es im folgenden Signalblock mindestens ein Ausfahrt-Vorsignal (weißer senkrechter Balken) oder Combo-Vorsignal (gelber senkrechter Balken) gibt, welches "Fahrt frei!" anzeigt, und außerdem der Signalblock selbst frei ist.
Ausfahrt-Vorsignal (weißer senkrechter Balken)
Dieses Signal markiert das Ende eines Vorsignalblocks und verhält sich ansonsten ganz genau wie das Blocksignal, d.h. wenn der Block dahinter belegt ist, zeigt es "Halt!", ansonsten "Fahrt frei!".
Combo-Vorsignal (gelber senkrechter Balken)
Das Combo-Signal ist eine Mischung aus den beiden anderen. Es agiert als Ausfahrtsignal für den Block davor und als Einfahrtsignal für den Block dahinter.
Hier steht ganz links das Einfahrtvorsignal. Dieses reagiert auf das Combo-Vorsignal (linkes Gleis) und das Ausfahrt-Vorsignal (mittleres Gleis). Beide zeigen "Halt!", da die Gleise jeweils belegt sind. Damit zeigen alle für das Einfahrt-Vorsignal relevanten Signale "Halt!", also zeigt auch das Einfahrt-Vorsignal "Halt!". Dass am rechten Gleis ein Signal "Fahrt frei!" zeigt, spielt keine Rolle, da es kein Vorsignal ist.
Interessant ist hier das unterschiedliche Verhalten des Combo-Vorsignals links und des Ausfahrt-Vorsignals in der Mitte, bezogen auf die Fahrtrichtung von rechts in den Signalblock hinein. Das Ausfahrt-Vorsignal funktioniert ja wie ein normales Signal, der Vorsignalblock (der Weichenbereich) ist frei, also zeigt es "Fahrt frei!". Beim Combo-Vorsignal ist es anders: Dieses betrachtet den Status aller anderen Combo- oder Ausfahrt-Vorsignale im Block. Das einzige Ausfahrt-Vorsignal steht am mittleren Gleis und zeigt "Halt!" (aus Sicht des Vorsignalblocks ins mittlere Gleis). Daher zeigt auch das Combo-Vorsignal, welches am linken Gleis zum Vorsignalblock zeigt "Halt!". Es spielt dabei keine Rolle, dass ein Zug vom linken Gleis aus gar nicht direkt zum mittleren Gleis fahren kann!
In diesem Beispiel gibt es zwei Ausfahrt-Vorsignale, das am rechten Gleis zeigt "Halt!". Das Einfahrt-Vorsignal zeigt "Fahrt frei!", da der Block frei ist und es mindestens ein Ausfahrt- bzw. Combo-Vorsignal gibt, welches "Fahrt frei!" zeigt (hier am linken Gleis). Wenn das Signal am linken Gleis "Halt!" zeigen würde, würde auch das Einfahrt-Vorsignal auf "Halt!" umschalten.
Hier sieht man in der Mitte ein Combo-Vorsignal. Dieses verbindet Block 1 und Block 2, für Block 1 ist es das Ausfahrtsignal, für Block 2 das Einfahrtsignal. Das Ausfahrt-Vorsignal am Ende von Block 2 zeigt "Halt!". Da dieses Ausfahrt-Vorsignal das einzige Ausfahrt- oder Combo-Vorsignal in Block 2 ist, zeigt auch das Combo-Signal "Halt!" (es ist ja das Einfahrt-Vorsignal für Block 2). Da nun alle Ausfahrt- oder Combo-Vorsignale im Block 1 "Halt!" zeigen, schaltet auch das Einfahrt-Vorsignal von Block 1 auf "Halt!". Sobald das Ausfahrt-Vorsignal von Block 2 "Fahrt frei!" anzeigen kann, schalten sich die anderen beiden Signale ebenfalls um.
Wenn es kein Ausfahrt- oder kombiniertes Vorsignal gibt, das aus dem Block führt, verhalten sich die Vorsignale wie die normale Blocksignale. Ein einseitiges Combo-Vorsignal verhält sich in diesem Fall auch wie ein Blocksignal. Ein zweiseitiges Combo-Vorsignal bleibt in diesem Fall auf "Halt!", egal ob Züge im Block sind oder nicht!
Verwendung
Inzwischen sind Vorsignale nur noch für spezielle Tricks interessant (die sich aber meistens auch anders umsetzen lassen). Die Pfadsignale sind erheblich mächtiger und gerade für Einsteiger einfacher zu verstehen, somit braucht man Vorsignale so gut wie gar nicht mehr.