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DISPOSITIF ELECTRO-MAGNETIQUE POUR LA COMMANDE DU TRAFIC
SUR UNE VOIE DE COMMUNICATION.
La présente invention concerne des procédés permet- tant d'assurer la commande du trafic sur une voie de communica- tion, ferroviaire ou routière, et prévoit un ensemble de moyens propres à en assurer la mise en oeuvre.
Elle a notamment pour objet de permettre, de façon automatique ou semi-automatique, la commande et la régulation du trafic sur une voie de communication, à partir de postes fixés échelonnés le long de ladite voie, de postes centraux de commande, et de points particuliers de la voie choisis en fonction des con- ditions caractéristiques, transitoires ou permanentes de ces points.
Elle prévoit à cet effet, selon certaines de ses ca- ractéristiques, d'une part des moyens assurant l'existence, le long de la dite voie de communication, d'un champ éleotro-magné- tique aussi uniforme que possible, susceptible d'être perturbé
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localement en des emplacements prédéterminés, par l'introduction, permanente ou transitoire, de moyens perturbateurs, commandés soit distance), soit sur place, soit encore par l'approche d' un mobile, et des moyens installés à bord des mobiles circulant sur cette voie et (ou) dans les postes fixes échelonnés sur cet- te voie, pour déceler l'existence de telles perturbations; de les localiser et, éventuellement, d'en apprécier la nature et l'importance.
Selon une caractéristique de l'invention, on prévoit, d'une part le long de la voie de communication, une ligne de transmission électrique, dont l'impédance est sensiblement uni- forme sur toute sa longueur et dont certaines portions peuvent, dans la mesure justifiée, être protégées contre les influences externes de nature électro-magnétique, d'autre part le long de cette ligne de transmission, des dispositifs susceptibles de créer localement des discontinuités d'impédance dans la ligne de manière qu'un signal transmis sur cette ligne soit réflé- chi, au moins partiellement, aux emplacements de ces disconti- nuitée.
La commande de ces dispositifs peut être assurée soit par une action à distance à partir de postes fixes ou mobiles, soit par une action locale, manuelle ou automatique; les pos- tes fixes ou mobiles existant le long ou sur la voie de commu- nication sont équipés de manière à recevoir en retour, et ré- fléchies par les dites discontinuités, les portions de signaux qu'ils transmettent sur la dite ligne.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les dispositifs créant les discontinuités d'impédance consistent en des impédances, de couplage nul, en condition de repos, avec la ligne de transmission, et susceptibles d'être couplées gal- vaniquement, capacitivement et (ou) induotivement avec la dite ligne pour y provoquer la discontinuité d'impédance désirée, le changement d'état réversible de ces impédances pouvant
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être commandé à distance, ou localement, et étant éventuellement, automatiquement signalé à des postes fixes échelonnés le long de la voie.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les disoontinuités d'impédance désirées sont créés par une ouverture ou un court-circuit de la ligne de transmission, sous la comman- de d'organes soit distants soit locaux, cette ouverture ou ce court-circuit étant de préférence réalisé aux points de jonction des sections de la ligne de transmission utilisée.
Ces caractéristiques seront, avec d'autres, exposées plus en détail dans la description suivante, donnée à titre d' exemple non limitatif en relation avec les dessins annexés et dans lesquels:
La figure 1 représente schématiquement un système de commande du trafic ferroviaire, réalisé selon des caractéristi- ques de l'invention;
Les figures 2 à 7 inclusivement représentent schéma- tiquement divers genres de dispositifs de commande utilisables.
La figure 8 représente schématiquement un mode parti- culier de réalisation de commande automatique, utilisable dans les systèmes selon l'invention.
Dans la figure 1, la voie ferrée dont un seul rail est représenté en 1, est doublée sur toute sa longueur par une ligne de transmission bifilaire (2, 2'), dans laquelle les véhi- cules circulant sur la voie peuvent au moyen d'équipements spé- ciaux, envoyer des ondes électro-magnétiques telles que des im- pulsions par exemple; cette ligne de transmission a pour carac- téristique fondamentale de présenter une régularité d'impédance telle que les impulsions ne soient pas réfléchies en condition normale, et par suite qu'aucune impulsion ne revienne vers le véhicule et ne soit reçue par l'équipement récepteur qu'il porte.
Par contre, dès qu'une irrégularité d'impédance apparait sur la
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ligne de transmission, dans un secteur prédéterminé par le rég- lage des dits équipements émetteurs et récepteurs,, les impul- sions émises sont réfléchies, au moins partiellement, et le vé- hicule reçoit des impulsions en retour d'après lesquelles lui sont fournies des indications sur les conditions de circulation sur la voie de communication, ces indications étant de nature, selon des consignes données, à amener le conducteur du véhicule modifier la marche du mobile qu'il dirige.
La conduite des mobiles peut ainsi être réalisée de façon automatique ou semi-automatique par l'apparition comman- dée à distance ou localement de discontinuités d'impédance dans la ligne de transmission.
Ces discontinuités peuvent être provoquées en des em- placements prédéterminés, de diverses manières et, à titre indi- catif, on a représenté schématiquement sur la figure le des em- placements 3 et 4, où elles peuvent apparaître. En ces emplace- ments, on a disposé des équipements susceptibles d'une part de les provoquer, et d'autre part d'en transmettre l'indication à un ou plusieurs postes récepteurs distants. Par exemple, aux emplacements 3 et 4, une bobine d'inductance ou tout autre orga- ne inductif, normalement sans effet sur la transmission dans la ligne de transmission (2, 2') peut être bouclée pour entraîner une irrégularité d'impédance susceptible de provoquer une ré- flexion de signaux.
A l'emplacement 5,a été indiqué un point de coupure éventuelle de la ligne, et à l'emplacement 6, un point de court-circuit éventuel des conducteurs de cette ligne.
Les figures 2 à 7 représentent sohématiquement cer- tains détails des dispositifs qui peuvent être utilisés pour la mise en oeuvre de l'invention, afin d'introduire,aux fins de commande exposées ci-dessus, des irrégularités d'impédance dans la ligne de transmission associée à la voie de communication.
Dans ces figures, la constitution des organes de com-
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mande et de signalisation à distance n'a pas été explicitée, de tels organes étant bien connus dans la technique. De même a-t- il été jugé inutile de décrire des détails des équipements émet- teurs et récepteurs des véhicules qui peuvent être réalisés de toute façon connue.
De même la constitution des dispositifs de relais n' a-t-elle pas été exposée en détail, l'application de moyens con- nus permettant de résoudre les problèmes particuliers qui se po- sent et parmi lesquels il convient de citer la nécessité de com- biner les appareillages de telle façon qu'une interruption su- bite dans la distribution de leur courant de commande n'ait pas pour résultat d'annuler les irrégularités d'impédance oréées dans la ligne de transmission. Il est simple, en effet, de pré- voir soit une commande par impulsion à distance tant pour la création que pour l'annulation de la discontinuité d'impédance, soit l'application d'un procédé de blocage ou d'accrochage auto- matique bien connu dans la technique de la téléphonie automati- que,'ou tout autre procédé permettant d'obtenir des résultats analogues.
Sur la figure 2, on a indiqué en 9 la coupe schémati- que d'une ligne de transmission bifilaire doublant une voie fer- rée (non représentée). Une bobine d'inductance 10 a son circuit normalement ouvert en contact de repos d'un relais 11 qui peut être commandé à distance, par l'intermédiaire de tout dispositif 12 bien connu, sous l'action d'un courant continu ou alternatif, ou éventuellement d'une onde porteuse radio. Ce dispositif 12 est d'ailleurs supposé être adapté à la signalisation en retour au poste de commande, afin de prévenir ce poste de l'exécution correcte de sa commande.
Les contacts de repos du relais 11 servant à assurer cette signalisation ont seuls été indiqués.
Lorsque le relais 11 fonctionne, le circuit de la bo-
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bine d'induction 10 est fermé en boucle et par suite l'influence de la bobine d'induction se fait sentir sur le câble 9 et y crée une irrégularité d'impédance capable de provoquer une réflexion de signaux.
Sur la figure 3, on a indiqué un dispositif utilisant une bobine de self-inductance à noyau magnétique pour assurer 1' apparition d'une telle discontinuité. L'enroulement 13 porté par le noyau 14, est en série avec une batterie 15, mais son circuit est normalement ouvert au contact de repos du relais 11. Lorsque celui-ci fonctionne, l'enroulement est alimenté entraînant l'ai- mantation du noyau 14 et par suite l'apparition d'une irrégulari- té d'impédance localisée dans la ligne de transmission 9.
Sur la figure 4, la ligne de transmission 9 comporte des contacts 7 et 7' assurant, en condition de repos, la conti- nuité métallique de la ligne, sans modification d'impédance.
Lorsque le relais 11 fonctionne, il ouvre la ligne à cet emplace- ment, ce qui crée un point de réflexion pour les signaux transmis sur la ligne.
Dans la figure 5, une impédance 8, qui peut d'ailleurs se réduire à un court-circuit,, est appliquée lorsque désire, entre les conducteurs 9 et 9''de la ligne de transmission par le fonc- tionnement du relais 11.
Au lieu d'une commande à distance, comme supposé pour les figures 2 à 5, on peut prévoir une commande locale influencée par des conditions physiques extérieures telles, par exemple, que l'état hygrométrique de l'air, la pluie, une chute de' neige, le verglas, ou encore une action humaine telle par exemple que l'in- tervention d'un chef de train désirant couvrir un obstacle ou d' un chef d'équipe de réparation chargé de donner à un train arri- vant l'indication de chantier.
Dans la figure 6, on a indiqué en 18 un dispositif de contact fermant le circuit local 19 d'excitation du relais 11, ce
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dispositif pouvant consister en un manomètre, un hygromètre, un détecteur d'incendie, un détecteur d'objets à cellule photo- électrique, etc...
Dans la figure 7, le contact 20 de fermeture du cir- cuit d'excitation du relais 11 est actionné mécaniquement par une influence extérieure, un éboulement le long d'un remblai 21 par exemple, ou une chute de neige pressant sur une surface 22.
1. Un dispositif semblable peut être utilisé dans le cas d'une voie directe coupée par un aiguillage pour créer une ré- flexion dans la ligne de transmission au cas où l'aiguillage n' est pas placé dans la position désirable. Le conducteur du train reçoit alors une indication qui lui permet de ralentir ou d'arrêter la marche de son oonvoi.
Lorsqu'un véhicule circulant sur la voie de communi- cation reçoit une indication de discontinuité dans la ligne de transmission, ce signal entraîne, suivant le cas, le ralentisse- ment ou l'arrêt du train, à moins que le véhioule ne se déplace à des conditions telles que l'indication donnée ne doive être supprimée ou modifiée.' Pour assurer une telle souplesse dans l'exploitation du système de circulation envisagé, la suppres- sion ou la modification de certains signaux doit pouvoir être assurée soit à distance à partir d'un poste fixe, soit de façon automatique. Dans ce dernier cas, le changement qu'il convient d'apporter aux signaux est fonction tant de l'état de la voie que des conditions de circulation du véhicule.
Certains modes de réalisation'de ces procédés sont indiqués schématiquement par les figures 8 et 9 @
La figure 8 représente une ligne bifilaire 9, 9' pa- rallèle à une voie de communication ferroviaire représentée par un de ses rails 1. On a indiqué en 23 un dispositif de commande d'irrégularité assurant la transmission au véhicule circulant sur la voie d'une indication de ralentissement, couplé par une
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à un dispositif ligne 24 et un dispositif intermédiaire 25/d'irrégularité 2@ commandant l'arrêt du train. Le passage en 23 du véhicule dé- clenche un signal de ralentissement et par l'intermédiaire du dispositif 25,le signal d'arrêt 26.
Toutefois, le passage du véhicule devant 25 est de nature à annuler la commande de 26, si par exemple le ralentissement du véhicule entre 23 et 25 a été tel que les conditions de circulation sur la voie n'imposent plus l'arrêt prévu en 26.
La figure 9 représente un dispositif de signalisa- tion 27 relié à deux dispositifs de commande 28 et 28', séparés par une distance donnée. Ces deux dispositifs de commande sont couplés de manière à ne déclencher le signal 27 que dans l'hy- pothèse où ils se trouvent actionnes simultanément par le passage d'un train : le fonctionnement du signal 27 est donc, dans ce cas, fonction de la longueur du train.
Ces dispositifs d'ensemble, dont certaines réalisa- tions sont d'ailleurs montrées à titre d'exemple non limitatif, servent à guider la marche d'un véhicule sur voie ferrée ou rou- tière en fonction des conditions mêmes de la voie de communica- tion, (courbes, rampes, pentes, etc...).
Il est clair que, si désiré, les dispositifs 25 et
28' des figures 8 et 9 peuvent être mis hors d'action par une commande à distance le long de circuit 9 et 9' auxquels ils peu- vent aussi être directement reliée.
Des dispositifs convenables sont en outre prévus en certains points déterminés pour éviter toute confusion entre les réflexions de contrôle et celles qui peuvent être engendrées par l'intervention d'éléments étrangers à la circulation. Comme on est par exemple conduit à indiquer au conducteur d'un train si le passage à niveau qu'il va aborder est fermé ou non, on choisit une solution qui permette d'introduire dans la ligne une réflexion fixe correspondant à l'ouverture du passage à niveau. La distance qui sépare le mobile du passage à niveau étant constamment connue,
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le conducteur est alors capable de distinguer cette réflexion de celle que peut produire la traversée de ce même passage à niveau par un véhicule tel, par exemple, qu'une voiture à roues cerclées de fer.
Cet ensemble de dispositifs peut servir avantageuse- ment pour guider la marche d'un véhicule circulant sur voie fer- rée ou routière, en fonction tant des caractéristiques de la voie (pentes, rampes, virages, etc...) que des conditions exté- rieures (verglas, neige, pluie, brouillard, etc...)
Les dispositions décrites ne sont évidemment pas li- mitatives et de nombreuses autres dispositions peuvent être pré- vues et employées sans sortir du domaine de l'invention.
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ELECTRO-MAGNETIC DEVICE FOR TRAFFIC CONTROL
ON A CHANNEL OF COMMUNICATION.
The present invention relates to methods of ensuring the control of traffic on a communication, rail or road track, and provides a set of means suitable for ensuring their implementation.
Its particular object is to allow, automatically or semi-automatically, the control and regulation of traffic on a communication channel, from fixed posts staggered along said route, from central control posts, and from points track particulars chosen as a function of the characteristic, transient or permanent conditions of these points.
It provides for this purpose, according to some of its characteristics, on the one hand means ensuring the existence, along the said communication channel, of an electro-magnetic field as uniform as possible, capable of 'to be disturbed
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locally in predetermined locations, by the introduction, permanent or transient, of disruptive means (controlled either remotely), either on site, or even by the approach of a mobile, and means installed on board the mobile circulating on this channel and (or) in the fixed stations staggered on this channel, to detect the existence of such disturbances; to locate them and, possibly, to appreciate their nature and importance.
According to one characteristic of the invention, there is provided, on the one hand along the communication path, an electrical transmission line, the impedance of which is substantially uniform over its entire length and of which certain portions may, in the justified measure, be protected against external influences of an electro-magnetic nature, on the other hand along this transmission line, devices liable to locally create impedance discontinuities in the line so that a signal transmitted on this line is reflected, at least partially, at the locations of these discontinuities.
These devices can be controlled either by remote action from fixed or mobile stations, or by local, manual or automatic action; the fixed or mobile stations existing along or on the communication path are equipped so as to receive in return, and reflected by said discontinuities, the portions of signals which they transmit on said line.
According to another characteristic of the invention, the devices creating the impedance discontinuities consist of impedances of zero coupling, in rest condition, with the transmission line, and capable of being galvanically, capacitively and ( or) induotively with said line to cause therein the desired impedance discontinuity, the reversible change of state of these impedances being able to
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be controlled remotely, or locally, and possibly being automatically signaled to fixed stations staggered along the track.
According to another characteristic of the invention, the desired impedance discontinuities are created by an opening or a short-circuit of the transmission line, under the control of either remote or local devices, this opening or this short-circuit. circuit preferably being made at the junction points of the sections of the transmission line used.
These characteristics will be, along with others, explained in more detail in the following description, given by way of non-limiting example in relation to the appended drawings and in which:
FIG. 1 schematically represents a rail traffic control system, produced according to features of the invention;
Figures 2 to 7 inclusive schematically show various kinds of usable control devices.
FIG. 8 schematically represents a particular embodiment of automatic control, usable in the systems according to the invention.
In figure 1, the railway track, of which only one rail is shown at 1, is doubled over its entire length by a two-wire transmission line (2, 2 '), in which vehicles traveling on the track can by means of 'special equipment, sending electro-magnetic waves such as pulses for example; the fundamental characteristic of this transmission line is to present an impedance regularity such that the pulses are not reflected in normal condition, and consequently that no pulse returns to the vehicle and is received by the receiving equipment he wears.
On the other hand, as soon as an impedance irregularity appears on the
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transmission line, in a sector predetermined by the setting of said transmitting and receiving equipments, the transmitted pulses are reflected, at least partially, and the vehicle receives feedback pulses from which are supplied to it indications on the traffic conditions on the communication channel, these indications being such, according to the instructions given, to cause the driver of the vehicle to modify the operation of the mobile which he directs.
Driving of the moving parts can thus be carried out automatically or semi-automatically by the remote or locally controlled appearance of impedance discontinuities in the transmission line.
These discontinuities can be caused at predetermined locations in various ways and, by way of illustration, there is schematically shown in Figure 1e locations 3 and 4, where they may occur. In these locations, equipment has been placed that is capable on the one hand of causing them, and on the other hand of transmitting the indication thereof to one or more remote receiving stations. For example, at locations 3 and 4, an inductance coil or other inductive organ, normally without effect on the transmission in the transmission line (2, 2 ') can be looped to cause an impedance irregularity likely cause signals to reflect.
At location 5, a possible cut-off point for the line has been indicated, and at location 6, a possible short-circuit point for the conductors of this line.
Figures 2 to 7 show schematically certain details of the devices which can be used for the practice of the invention, in order to introduce, for the control purposes set out above, impedance irregularities in the transmission line. transmission associated with the communication channel.
In these figures, the constitution of the organs of com-
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remote control and signaling has not been explained, such members being well known in the art. Likewise, it was considered unnecessary to describe details of the transmitting and receiving equipment of the vehicles which can be produced in any known manner.
Likewise, the constitution of the relay devices has not been explained in detail, the application of known means making it possible to solve the particular problems which arise and among which it is worth mentioning the need to to combine the devices in such a way that a sudden interruption in the distribution of their control current does not have the result of canceling the impedance irregularities created in the transmission line. It is in fact simple to provide either a remote impulse control both for the creation and for the cancellation of the impedance discontinuity, or the application of a blocking or self-latching process. technique well known in the art of automatic telephony, 'or any other method making it possible to obtain similar results.
In FIG. 2, there is shown at 9 the schematic section of a two-wire transmission line doubling a railroad track (not shown). An inductance coil 10 has its normally open circuit in the rest contact of a relay 11 which can be controlled remotely, by means of any well-known device 12, under the action of a direct or alternating current, or possibly a radio carrier wave. This device 12 is also supposed to be suitable for signaling back to the control station, in order to prevent this station from the correct execution of its command.
The rest contacts of relay 11 used to ensure this signaling have only been indicated.
When relay 11 operates, the circuit of the bo-
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induction coil 10 is closed in a loop and consequently the influence of the induction coil is felt on the cable 9 and creates there an impedance irregularity capable of causing a reflection of signals.
In FIG. 3, there is indicated a device using a self-inductance coil with a magnetic core to ensure the occurrence of such a discontinuity. The winding 13 carried by the core 14 is in series with a battery 15, but its circuit is normally open at the rest contact of the relay 11. When the latter operates, the winding is energized causing the magnet to be energized. core 14 and consequently the appearance of a localized impedance irregularity in the transmission line 9.
In FIG. 4, the transmission line 9 comprises contacts 7 and 7 'ensuring, in rest condition, the metallic continuity of the line, without modification of impedance.
When relay 11 operates, it opens the line at that location, creating a point of reflection for signals transmitted on the line.
In FIG. 5, an impedance 8, which can moreover be reduced to a short-circuit, is applied when desired between the conductors 9 and 9 '' of the transmission line by the operation of the relay 11.
Instead of a remote control, as assumed for Figures 2 to 5, it is possible to provide a local control influenced by external physical conditions such as, for example, the hygrometric state of the air, rain, a fall. snow, ice, or even human action such as, for example, the intervention of a conductor wishing to cover an obstacle or of a repair team leader responsible for giving an oncoming train the site indication.
In FIG. 6, there is indicated at 18 a contact device closing the local excitation circuit 19 of the relay 11, this
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device which may consist of a pressure gauge, a hygrometer, a fire detector, a photoelectric cell object detector, etc.
In FIG. 7, the closing contact 20 of the excitation circuit of the relay 11 is actuated mechanically by an external influence, a landslide along an embankment 21 for example, or a snowfall pressing on a surface 22. .
1. A similar device can be used in the case of a direct track cut by a turnout to create a reflection in the transmission line in the event that the turnout is not placed in the desired position. The train driver then receives an indication which allows him to slow down or stop the running of his train.
When a vehicle traveling on the communication track receives an indication of discontinuity in the transmission line, this signal causes the train to slow down or stop, as the case may be, unless the vehicle is moving. under conditions such that the indication given must not be deleted or modified. ' To ensure such flexibility in the operation of the traffic system envisaged, it must be possible to suppress or modify certain signals either remotely from a fixed station or automatically. In the latter case, the change to be made to the signals depends both on the condition of the lane and on the driving conditions of the vehicle.
Certain embodiments of these methods are shown schematically by Figures 8 and 9 @
FIG. 8 represents a two-wire line 9, 9 'parallel to a railway communication track represented by one of its rails 1. There is indicated at 23 an irregularity control device ensuring transmission to the vehicle traveling on the track d '' a slowing down indication, coupled by a
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to a line device 24 and an intermediate device 25 / irregularity 2 controlling the stopping of the train. The passage of the vehicle through 23 triggers a deceleration signal and through the device 25, the stop signal 26.
However, the passage of the vehicle in front of 25 is such as to cancel the command of 26, if for example the slowing down of the vehicle between 23 and 25 has been such that the traffic conditions on the track no longer require the stop provided for in 26 .
FIG. 9 shows a signaling device 27 connected to two control devices 28 and 28 ', separated by a given distance. These two control devices are coupled so as to trigger signal 27 only on the assumption that they are actuated simultaneously by the passage of a train: the operation of signal 27 is therefore, in this case, a function of the length of the train.
These overall devices, some embodiments of which are moreover shown by way of nonlimiting example, serve to guide the movement of a vehicle on a railway or road according to the actual conditions of the communication track. - tion, (curves, ramps, slopes, etc.).
It is clear that, if desired, devices 25 and
28 'of FIGS. 8 and 9 can be put out of action by a remote control along circuits 9 and 9' to which they can also be directly connected.
Suitable devices are also provided at certain specific points to avoid any confusion between the control considerations and those which may be generated by the intervention of elements foreign to the traffic. As one is for example led to indicate to the driver of a train if the level crossing which he is going to approach is closed or not, one chooses a solution which makes it possible to introduce in the line a fixed reflection corresponding to the opening of the Railroad Crossing. The distance between the mobile and the level crossing being constantly known,
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the driver is then able to distinguish this reflection from that which can be produced by crossing this same level crossing by a vehicle such as, for example, a car with iron-rimmed wheels.
This set of devices can be used advantageously to guide the movement of a vehicle traveling on a railway or road, depending on both the characteristics of the track (slopes, ramps, bends, etc.) and external conditions. - laughing (ice, snow, rain, fog, etc.)
The arrangements described are obviously not limiting and many other arrangements can be envisaged and employed without departing from the scope of the invention.