Systèmes de transport intelligents

Congestion du trafic 

La congestion urbaine apparaît lorsque la demande de déplacements excède la capacité de l‟infrastructure .Cette dernière est citée comme un mal majeur et grandissant dansles milieux urbains. De nombreux conducteurs se retrouvent chaque jour dans la congestion et les embouteillages, bien que son importance et sa fréquence varient d‟un endroit à l‟autre. Les autorités urbaines, régionales et provinciales de transport s‟appliquent à gérer cette problématique au moyen d‟une vaste gamme de mesures. Individuellement, les conducteurs n‟interprètent pas tous de la même façon le sens de la congestion et n‟ont pas la même perception. Pour certains, il s‟agit d‟un véritable embouteillage avec des arrêts complets et de longs retards. Pour d‟autres, il s‟agit plutôt d‟une situation où l‟on avance lentement, ou plus généralement, où on se déplace à une vitesse inférieure à la limite permise.

Définition de la congestion

 La congestion est un phénomène physique concernant la façon dont des véhicules empêchent la progression des uns et des autres au fur et à mesure que la demande d‟un espace routier s‟approche de la capacité maximale de celui-ci de même qu’un phénomène relatif ayant trait aux attentes des usagers vis-à-vis des performances d‟un réseau routier. Donc La congestion est une situation dans laquelle la demande d‟espace routier dépasse l‟offre.. D Systèmes de transport intelligents 

Types de congestion

 Selon les causes, la congestion peut être classée en deux catégories : congestion récurrente ou congestion non-récurrente .

Congestion récurrente 

La congestion récurrente est due à l‟insuffisance de l‟offre par rapport à la demande dans des conditions normales. Comme le cycle de vie d‟une infrastructure est assez long, la capacité nominale d‟une section routière, qui est calculée en fonction d‟une projection lors de la conception, pourrait être inférieure à la demande réelle à un moment ultérieur. Même si la capacité conçue satisfait un niveau moyen de la demande, ce qui est le cas typique, la congestion récurrente paraît pendant les périodes de pointe : les périodes de pointe peuvent être les heures de pointe pour un réseau routier/autoroutier urbain/périurbain, les périodes de vacances pour les grands axes de liaison ou d‟autres occasions plus spécifiques. 

Congestion non- récurrente 

La congestion non-récurrente est due aux perturbations sur le réseau qui réduisent éventuellement les capacités comme les incidents, les accidents, les travaux sur la route ou réduisent les vitesses pratiquées par les usagers comme de mauvaises conditions métrologiques, et probablement d‟autres événements spéciaux. Certaines perturbations sont prévisibles, par exemple les travaux programmés, d‟autres sont moins prévisibles comme de mauvaises conditions métrologiques, voire complètement imprévisibles comme les incidents, les accidents. La part de la congestion non-récurrente dans l‟ensemble de la congestion varie en fonction de l‟endroit mais elle est toujours dans un ordre de grandeur considérable, en particulier pour les grandes agglomérations. 

Impacts négatifs 

La congestion du trafic a plusieurs effets négatifs :  Les embouteillages obligent un automobiliste à perdre son temps sur la route dans un manière productive.  En raison de la congestion du trafic, une énorme quantité de produits pétroliers est gaspillée rien.  La congestion du trafic augmente également la pollution atmosphérique et sonore dans une zone affecte finalement la santé des automobilistes.  La congestion de la circulation augmente également l’effet de serre dans une zone, de sorte que l’électricité la consommation augmente dans les maisons le long d’une route pour les garder au frais.  Usure des véhicules due au ralenti dans la circulation et aux accélérations fréquentes et le freinage, ce qui entraîne des réparations et des remplacements plus fréquents.  La congestion de la circulation peut également entraver la trajectoire des véhicules d’urgence.  Cela augmente également le stress et la frustration d’un automobiliste et donc les cas de rage au volant augmente. 

Systèmes de transports intelligents (STI) 

Les systèmes de transports intelligents (STI) fait référence aux efforts visant à ajouter des technologies de l’information et des communications aux infrastructures de transport ou aux véhicules. Les premiers systèmes ITS, mis en œuvre bien avant l’introduction du terme ITS, se présentaient sous la forme de contrôleurs de trafic (également appelés feux de signalisation ou robots). L’objectif principal de ces contrôleurs était d’améliorer les flux de trafic et, en général, on peut conclure que les premiers systèmes STI ont été explorés lorsque les ingénieurs du trafic se sont rendu compte qu’ils ne pouvaient pas se sortir de la congestion. On espère que l‟utilisation des technologies de la communication améliorera l‟utilisation de la capacité routière existante 

Application des STI à l’exploitation des réseaux routiers

 Les principales fonctions d‟exploitation du réseau liées aux STI sont les suivantes : – Surveillance du réseau, maintien de la viabilité et de la sécurité routières, contrôle du trafic, informationd‟aide aux déplacements et aux usagers etgestion de lademande. La surveillance du réseau, est une des fonctions clés de la collecte d‟information courante sur le réseau routier et du soutien des autres activités d‟exploitation du réseau. Par conséquent, même si la surveillance fait partie intégrante de tous les services de STI, elle ne constitue habituellement pas un service en soi. Afin d‟améliorer la viabilité et la sécurité routières, des mesures proactives et réactives peuvent être déployées. Les mesures proactives mettent la priorité sur la prévention des incidents et de la congestion, et les mesures réactives mettent la priorité sur la détection et la vérification des incidents et des conditions routières dangereuses, les interventions et le dégagement, et sur le rétablissement des conditions normales. – L‟information aux voyageurs est une mesure de prévention secondaire. La diffusion d‟avertissements en temps opportun, quant aux conditions de circulation dangereuses et à la congestion, réduit le nombre d‟accidents. – La sécurité routière ne peut être assurée uniquement qu‟aumoyen de mesures préventives. Il est important de surveiller constamment l‟état de la route même et de la circulation, et de réagir aux situations. 3.2 Contexte et applications au milieu urbain Les STI sont appliqués aussi dans le milieu urbain dans :  Les intersections Le champ d‟application des STI en milieu urbain est très large : en premier lieu, ces derniers agissent sur les intersections, en se chargeant d‟appliquer une stratégie de changement des feux de circulation. Cette gestion des feux va représenter un aspect essentiel de la fluidité du trafic routier dans une ville [7].  Le stationnement La gestion du stationnement est également primordiale et a une incidence directe sur la fluidité du trafic : il parait logique de dire que l‟utilisation de la voiture en milieu urbain repose en partie sur le fait de savoir s‟il y a une place disponible ou non sur le lieu d‟arrivée. Il faut savoir qu‟en moyenne, en France par exemple, 10% des véhicules en circulation à un instant donné cherchent une place où se garer. Les STI vont aider à prendre des décisions, mais également informer les utilisateurs ou encore contrôler les véhicules[7]. Par Exemple, des détecteurs peuvent être utilisés afin de détecter la présence d‟un véhicule sur une place, et calculer sa durée de stationnement. Ceci a été constaté dans la ville d‟Amiens via des stationnements « minute » : une borne est associée à une place, et dèslors qu‟un véhicule s‟y gare, un compte à reboursse déclenche pour une durée déterminée. Si cette durée est dépassée, les agents de la voie publique sont automatiquement prévenus. Nous pouvons également citer l‟utilisation de panneaux à messages variables (PMV) pour les parkings, systèmes très répandus dans les grandes métropoles qui indiquent le nombre de places disponibles (ceci n‟utilisant pas nécessairement des détecteurs, mais étant généralement calculé enfonction des entrées/sorties dansleparkingen lui-même).  La sécurité routière Les STI Visent à réduire le risque d’accidents de voiture et à minimiser les dommages résultant d’accidents inévitables. Ces applications imposent des exigences, nécessitant un matériel fiable dédié ainsi que des communications fiables et opportunes. Ces applications comprennent la sensibilisation des coopératives, par exemple les applications de gestion des progrès, l’avertisseur de sortie de voie et à la gestion de la vitesse, ainsi que les applications de détresse, par exemple la détection des dangers et les mauvaises conditions météorologiques[8].  Les ronds-points Certains travaux abordent la gestion des ronds-points, en se basant sur les priorités existantes. Dans de nombreux pays, il est, par exemple, commun de donnerla priorité aux usagers étant déjà à l‟intérieur d‟un rond-point. Ce qui en ressort apparaît comme une évidence : soit deux flots, chacun étant sur une voie respectivement au cœur du rond-point etsurles côtés, la priorité doit être donnée au flot de la plus grande importance afin d‟obtenir une gestion optimale du trafic. Les feux quant à eux améliorent grandement la fluidité du trafic, mais uniquement en cas de débit suffisamment élevé [7]. 4. Systèmes de gestion de trafic routier Les avancées ont été permises grâce à l‟introduction de plusieurs solutions novatrices en termes de gestion du trafic routier : au total, ce sont plus d‟une vingtaine de projets qui sont nés durant ces trente dernières années [2]. Dans cette partie, nous allons essentiellement parler de deux systèmes ne sont pas nécessairement les plus performants, mais représentent les deux principaux systèmes de gestion du trafic routier utilisés dans le monde [9]: 

 SCOOT

SCOOT (Split Cycle Offset Optimisation Technique) un système de contrôle à la fois réactif et adaptatif et entièrement centralisé, développé par le TRL (Trafic research laboratory, un centre de recherche anglais sur les transports). Dans ce système, l‟ensemble des informations recueillies sur le terrain vont à un centre de gestion, qui s‟occupe de traiter les informations et renvoyer des indications directement aux intersections. Les véhicules sont détectés par des dispositifs pouvant être placés à divers endroits sur les voies : au niveau des feux ou à une certaine distance afin de pouvoir mesurer le débit du trafic. SCOOT mesure en permanence le volume de véhicules de chaque côté de l‟intersection et change laduréedesphases enfonctiond‟unindice deperformance, calculéparrapport au délai d‟attente moyen, de la longueur des files d‟attente et des arrêts sur le réseau. Ainsi, de la même manière que TRANSYT [11], système sur lequel il est basé, SCOOT génère des plans de feux en fonction de la demande des utilisateurs (côté adaptatif). En plus de cela, le système utilise des informations en ligne issues de bases de données (historique ou autres, côté réactif).  

SCATS 

 SCATS ( Sydney Coordinated Adaptive Traffic System) qui a été à l‟origine développé pour Sydney et d‟autres villes Australiennes. Il est pour sa part entièrement adaptatif et utilise une notion d‟hiérarchie (ce qui forme une certaine distribution sur le réseau).Entre le recueil des données sur le terrain et le centre de contrôle, des contrôleurs intermédiaires sont insérés, permettant d‟alléger la charge globale du système et d‟avoir un contrôle découpé en plusieurs zones, l‟ensemble des acteurs utilisant des communications synchronisées. De manière similaire à SCOOT, ce système ajuste le temps des cycles et autres paramètres en fonction des données recueillies afin de diminuer le délai et les arrêts, mais n‟utilise pas la même stratégie. Les valeurs recueillies permettent la sélection de plans de feux parmi une large librairie, sur lesquels le système va se baser pour proposer des plans adaptés. De plus, contrairement à SCOOT, les détecteurs sont uniquement placés au niveau des feux de circulation. Selon [13], l‟installation de l‟une de ces solutions prendrait en moyenne 365 heures (630h pour SCOOT), coûterait au total en moyenne 55.000$ par intersection, et nécessiterait un temps d‟entrainement moyen de 41 heures (dont 60h pour SCATS). Tandis que SCATS et SCOOT sont conçus afin de ne prendre qu‟une décision par cycle, d‟autres systèmes plus modernes tels que OPAC [14], RHODES [15] ou encore InSyncanalysent le trafic en temps réel et prennent des décisions seconde après seconde afin d‟adapter dynamiquement un cycle. Nous pouvons également citer CRONOS [16] et Prodyn [17], les deux principaux systèmes agissant sur les carrefours Français [18]. Le premier a été mis au point au début des années 1990 par l‟INRETS et permet de dynamiser un carrefour en se basant notamment sur des images en temps réel en provenance de caméras, qui fournissent des informations telles que l‟occupation de la chaussée. Le deuxième a été développé parleCERTet a la particularité de se basersur desmécanismes classiques de cycles et phases. De nombreux autres systèmes de ce type existent, nous n‟avons cité que les principaux. Ces solutions « classiques » régissent à elles seules une bonne partie de ce qu‟il peut exister en termes de gestion du trafic routier de manière complète et dynamique. Hélas, leur coût et leur durée d‟installation constituent un frein à leur développement.