Initiation Trafic

7/28/2019 Initiation Trafic

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Simon COHEN

Mehdi DANECH-PAJOUH

INITIATION A LINGENIERIE DU TRAFIC ROUTIER

Support de coursJanvier 2000


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STAGE DE FORMATIONEN INGENIERIE DU TRAFIC ROUTIER

Ce stage de formation sadresse des agents techniquesexerant dans le domaine de lingnierie routire etintervenant aux divers stades des actions dexploitation etdinformation routire.


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INRETS-GRETIA (SC & MDP) 2

SOMMAIRE

I. LA DEMANDE DE DPLACEMENTS ET LOFFRE DE TRANSPORT

II. VARIABLES DE BASE ET MESURE DU TRAFIC ROUTIER

III. INDICATEURS DU TRAFIC ROUTIER

IV. CARACTRISTIQUES DE LCOULEMENT DU TRAFIC ROUTIER

V. PRVISION DU TRAFIC

VI. CALCUL DES PERTURBATIONS DE TRAFIC


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Chapitre I

LA DEMANDE DE DPLACEMENTS ET

LOFFRE DE TRANSPORT (UN APERU)

La demande de dplacementsModlisation des dplacementsLes enqutes de transportLoffre de transportLa multimodalit et lintermodalit


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La demande de dplacements

La circulation routire (le trafic) observe dans un intervalle detemps sur une section de route, est la ralisation de la demandedun certain nombre dindividus pour aller de lun (ou plusieurs)points du rseau vers dautre points.

Cette demande ne pouvant pas tre quantifie dune manireexacte, il existe des mthodes plus ou moins sophistiques(statistiques, conomtrie..) pour son estimation.

Lune des mthodes la plus connue sappelle le modle 4tapes qui est fonde sur 4 interrogations relativement simples(o commence un voyage ?, o se termine-t-il ?, par quelmoyen ? et par quel chemin ?)


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4 questions concernantMODELISATION DES DEPLACEMENTS

Dois je partir ?

O dois je partir ?

Quel moyen puis-je prendre ?

Quel chemin puis-je prendre ?

Et

Quand dois-je partir ?

Pourquoi dois-je partir ?


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Attra Emis

Gnration de dplacements

Z1

Dois je partir?

Modles de gnration Estimer le nombre total de dplacements attirs (ou mis) par une

zone. Motifs de dplacements mis ou reus (domicile-travail, tude,

achat..)

Facteurs importants:RevenuPossession dun vhicule

La taille de mnageDensit de population de la zoneAccessibilitEtc


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Z3

Z5

Z4

Z2

Z1

Matrice de distribution

O dois je partir?

Modles de distribution De ou vers ou ? La distribution est reprsent par matrice Origine-Destination .

Chaque case exprime la demande (en nombre de dplacements)entre une zone origine et une zone destination pour une priodefixe. Cest une approche statique du problme.


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Rseau mode 1

Rseau mode 2

Choix Modal

Quel moyen puis-je prendre

Les facteurs influenant le choix modal peuvent se classifieren trois groups : Caractristiques de voyageur (possession dune voiturs, dun

permis, structure du mnage, revenu, densit du quartier dersidence)

Caractristiques de dplacements (domicile travail, achat,tude)

Caractristiques de loffre de transport (temps de parcours, cot,parking, rgularit, scurit)


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Dest

Ori

Affectation

C

C

Quel chemin puis-je prendre ?

Modles daffectation Dterminer les chemins plus courts (les moins coteux) Affecter la demande issue des matrices O-D aux tronons ou aux

mouvements directionnels du rseau


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Les enqutes de transport

Enqutes nationales de transport (INSEE, INRETS,),dernire en 1993-1994

Enqutes urbaines aprs chaque recensement (ex EGT delIle de France)

Quelques questions lors de chaque recensement

Divers panels sur les automobilistes et sur les voyagestouristiques .


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Parcours par catgories de rseaux

(sourec : SETRA)

0

200

400600

800

1000

1200

1400

1600

1800

Auto. urbaine pri-

urbaine

Auto. inter-urbaine Routes Nationales Ensemble100millio

nsdeVhs.xkm

1994

1995


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Dplacements


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Loffre de transport

La notion de demande de dplacement saccompagne de lanotion doffre. Elle dpend de mode de transports :

Ferroviaire le nombre de trains et leur capacit Fluvial le nombre de bateaux et leur capacit Arien le nombre davions et leur capacit Routier le rseau routier et sa capacit

Quelque soit le mode de transport, loffre correspondante variedans le temps et elle dpend aussi de la disponibilit des autresmodes.

exemples :Une trs mauvaise mto rduit la capacit des routes, elle peut

drouter les gens vers les transports en commun, qui dpassantun certain seuil, peut faire baisser leur capacit.

La grve de la SNCF entrane une quantit supplmentaire desindividus vers les routes, ce qui peut crer des bouchons.

Les barrages des camionneurs rduisent loffre routire etpeuvent augmenter les demandes de dplacements pour dautresmodes.

Mesurer la capacit de transports routier nest pas une tachefacile, elle dpend dun certain nombre de facteurs dont, lamto, la visibilit, la configuration gomtrique etc .


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GESTION DU TRAFIC

Informer

Planifier

Rguler

Oprations

PrescriptionIncitation

Prvision

Planifier : construire une nouvelle route ou un autre pont, tablir unenouvelle ligne de bus..

Rguler : mettre une route en sens unique, installer un feu uncarrefour

Informer : itinraires bis, panneaux message variables, guidage


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La multimodalit et lintermodalit

Multimodalit : Cest lexploitation et la gestion indpendantesde plusieurs modes de transports qui pourrait aboutir une

forme de concurrence entre les systmes.Intermodalit : Cest lexploitation et la gestion coopratives dedeux ou plusieurs systmes de transport visant crer, entreautres, une certaine complmentarit entre les modes.


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Chapitre II

VARIABLES DE BASE ET MESURE DU TRAFIC ROUTIER

Les reprsentations du trafic

Variables microscopiques

Temps inter-vhiculairesEspacements inter-vhiculaires

Variables macroscopiques

DbitVariations temporellesFacteur de pointe instantaneDbit par catgories de vhiculesCoefficient dquivalenceConcentrationTaux doccupationRelation concentration - taux doccupationVitesse moyenne spatialeVitesse moyenne temporelle

Exemple

Lien microscopique-macroscopique

Quelques mthodes de mesure du traficBoucles lectromagntiquesRadars Doppler-Fizeau

Capteur vido


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Reprsentations du trafic routier

Microscopique

Prise en compte des caractristiques de chaque vhiculeconsidr individuellement.

Macroscopique

Pas de distinction entre les vhiculesConsidration de flux (ou flots) de vhicules.Trafic par catgories de vhicules (ex PL, VL)

Msoscopique (peu usite)

Reprsentation intermdiaire en pelotons.


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Temps inter-vhiculaires [1]

Notation : variable, gnralement note TIV

Dfinition :

En un point donn de la route, le temps inter-vhiculaire (TIV)dsigne la dure de temps sparant le passage de lavant (ou delarrire) de 2 vhicules successifs sur une mme voie de

circulation.Intrt multiple

Etudes de scurit routireDispositifs de rgulation dintervalles, anti-collisionComposition du traficCalcul de capacit

Mesure partir de dispositifs ponctuels (ex bouclesmagntiques).


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TIV : Mthode gnrale danalyse

Observation et analyse statistique des mesures des TIV, selon

lintensit du trafic.

Exemple :

Site sur lautoroute A6

Voie de gauche, trafic fluide dense, 2426

enregistrementsTIV (s)

Minimum 0.00Maximum 31.50Moyenne 2.72Ecart type 3.25


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Figure : Histogramme de la distribution des TIVDans cet exemple, 35% des vhicules adoptent un TIV < 1 s.


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Espacement ou distance inter-vhiculaire

Dfinition

Lespacement inter-vhiculaire, not DIV, dsigne un instantdonn, la distance sparant lavant (ou larrire) de 2 vhiculessuccessifs sur une mme voie.

Mesure partir de boucles magntiques.

IntrtEtudes de scurit routire (anti-collision)Relations vitesse instantane espacement.

Exemple : Site sur A6

Voie de gauche, trafic fluide dense, 2426 observations

DIV (m)

Minimum 0.00Maximum 887.50Moyenne 89.2Ecart type 106.3


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0

200

400

600

800

0.1

0.2

0.3

0 200 400 600 800 1000

DIV (m)

0.0

Proportio

n

Eff

ec

tifs

Figure : Histogramme de la distribution des DIV

Dans cet exemple, 28% des DIV sont infrieurs 25 m


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Dbit

Il dfinit la rpartition des vhicules dans le temps.

Le dbit, en un point de la route, correspond au nombre devhicules passant par ce point pendant une priode de temps detemps donne.

Notation : q

Unit : vh/h.

Mesure aise partir de nombreux dispositifs.


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Variations temporelles

Annuelles

TMJA : Trafic Journalier Moyen Annuel (en vh/j).

Variantes multiples, dclines selon les jours ouvrables ou

fris, (voir exemple dans la Table).Mensuelles

Journalires

Horaires


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Mois Nb jours Dbit mensuel TMJ Nb Jours Dbit mensuel jours TMJ jours

(vh/mois) (vh/j) ouvrables ouvrables (vh/mois) ouvrables (vh/j)

Janvier 31 425000 13710 22 208000 9445Fvrier 28 410000 14643 20 220000 11000Mars 31 385000 12419 22 185000 8409

Avril 30 400000 13333 22 200000 9091Mai 31 450000 14516 21 215000 10238Juin 30 500000 16667 22 230000 10455

Juillet 31 580000 18710 23 260000 11304Aot 31 570000 18387 21 260000 12381

Septembre 30 490000 16333 22 205000 9318Octobre 31 420000 13548 22 190000 8636

Novembre 30 415000 13383 21 200000 9523Dcembre 31 400000 12903 22 210000 9545

Anne 365 5 445 000 260 2 583 000

TMJA = 5 445 000 / 365 = 14 918 vh/j

TMJA jours ouvrables = 2 583 000 / 260 = 9 935 vh/j


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Facteur de pointe instantane

Dfinition

Rapport, not FPi, du dbit horaire de pointe au maximum del'intensit horaire atteinte pendant une dure de base comprisedans la mme heure.

FPi caractrise les variations du dbit au cours d'une mmeheure. Il est calcul pour une dure donne (6 min, 15 min, 30

min,... ).

Les faibles valeurs de FPi impliquent une grande variabilit dudbit.

Les intensits sur de faibles dures - par exemple 1 5 min -sont considres comme instables.

Exemple

Artre urbaine Lille (voir donnes du Tableau)

Qmax = 2994 vh/hPointe 15 min max = 821 vh/15min

FPi = 2994/(821x4) = 2994/3284 = 0.912


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Heure Minute Q15min QHeure Heure Minute Q15min QHeure

0 0 29 75 12 0 432 15890 15 18 12 15 4490 30 18 12 30 4080 45 10 12 45 300

1 0 16 39 13 0 322 20341 15 7 13 15 4451 30 7 13 30 6121 45 9 13 45 6552 0 9 25 14 0 509 16972 15 8 14 15 4332 30 4 14 30 3632 45 4 14 45 3923 0 5 20 15 0 382 14373 15 2 15 15 3393 30 7 15 30 3523 45 6 15 45 3644 0 13 67 16 0 378 1738

4 15 10 16 15 4204 30 21 16 30 4484 45 23 16 45 4925 0 21 139 17 0 518 22065 15 39 17 15 5245 30 32 17 30 5825 45 47 17 45 5826 0 70 455 18 0 608 21656 15 81 18 15 5576 30 135 18 30 5326 45 169 18 45 4687 0 231 2396 19 0 394 15177 15 565 19 15 4207 30 859 19 30 3727 45 741 19 45 3318 0 696 2994 20 0 309 9678 15 821 20 15 2568 30 792 20 30 2158 45 685 20 45 1879 0 455 1557 21 0 166 4849 15 415 21 15 1439 30 359 21 30 1039 45 328 21 45 72

10 0 280 1125 22 0 74 31710 15 311 22 15 84

10 30 274 22 30 9710 45 260 22 45 6211 0 254 1072 23 0 71 21411 15 241 23 15 5211 30 247 23 30 4711 45 330 23 45 44


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Dbit par catgories de vhicules [1]

Coefficient dquivalence

Trafic compos de plusieurs catgories de vhicules, (exempleVL,PL, autocars, caravanes, ).

Dfinition

On appelle coefficient d'quivalence PL/VL, not e(PL/VL) ousimplement e, le nombre de voitures particulires (VL) quereprsente chaque poids lourd (PL) dans des conditions decirculation donnes :

Quvp = QVL + e QPL

Quvp = dbit exprim en uvp/hQVL = dbit des voitures particulires en vh/hQPL = dbit des poids lourds en vh/hQ = dbit total (toutes catgories confondues) en vh/he(PL/VL) = e = coefficient d'quivalence PL/VL

Le coefficient e permet de dfinir les dbits en units de voituresparticulires par unit de temps (uvp/h).

A dfaut de calibrage prcis, il est frquent dadopter la valeure(PL/VL) = 2.


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Dbit par catgories de vhicules [2]

On tablit la relation :

Quvp = Q [ 1 + (e - 1) p ]

dans laquelle p dsigne la proportion de poids lourds dans le

trafic (p = QPLQ ).

La formule se gnralise au cas de plusieurs catgories :

Quvp = Q [ 1 +

1

n(ei - 1) pi ]

ei = e(i/VL) et pi proportion de vhicules du type [i] dans letrafic.

Exemple :

Un flot de 2500 vh/h, dont 10% de PL.

Quvp = 2500 [1 + (2 1) 0.1] = 2750 uvp/h.


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Concentration ou densit

Elle dfinit la rpartition des vhicules dans lespace.

La concentration (ou densit) sur une section de route, uninstant donn, dsigne le nombre de vhicules prsents sur lasection.

Notation et unit : k, en vh/km.Mesure complexe, obtenue partir

denqutes par photographies ariennes ;ou par des dispositifs danalyse dimages vido.


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Taux doccupation

Le taux d'occupation, en un point de la route, dsigne laproportion de temps durant laquelle ce point de la chausse estoccup par des vhicules.

Durant une priode dobservation T, on dsigne par ti le temps

de prsence du vhicule i en un point de la route : = ( ti ) / T

Notation et unit : , gnralement exprim en %.

Mesure par capteurs ponctuels (ex : boucle magntique).


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Relation concentration - taux doccupation

On tablit la relation de proportionnalit suivante :

= (L + l) k

o l est le taux doccupation mesur partir dun dispositif

boucles lectromagntiques :

L = longueur moyenne des vhicules l = longueur de la boucle.

Exemple

Les temps d'occupation (en s), durant une prioded'chantillonnage d'une minute, d'un dtecteur boucle delongueur 1 m, sont les suivants : 0.39, 0.46, 0.43, 0.47, 0.5, 0.51,0.48, 0.46, 0.32, 0.44. Si le trafic est constitu de seules voituresparticulires, de longueur moyenne gale 4 m, dterminer ladensit du trafic.


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Vitesse moyenne despace

La vitesse moyenne d'espace, note us, est la moyennearithmtique des vitesses des vhicules prsents, un instantdonn, sur une section de route :

us =1

N

i=1

Nui


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Vitesse moyenne temporelle

La vitesse moyenne temporelle, note ut, est la moyennearithmtique des vitesses instantanes ui des vhicules, passant,en un point donn de la route, pendant un intervalle detemps :

ut = 1N i=1

N ui

A partir dune relation, dite de Wardrop, on tablit lingalit :us ut


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Exemple rcapitulatif

Trois vhicules circulent une piste circulaire de 2 km delongueur, respectivement 100 km/h, 120 km/h et 140 km/h.Dterminer la concentration, le dbit horaire, les vitessesmoyennes us et ut et vrifier lingalit de Wardrop.


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Exemple [suite]

1. Concentration k =3/2 = 1.5 vh/km.

2. En un point de la piste, durant une heure, le vhicule roulant 100 km/h passera 50 fois, le second roulant 120 km/h 60 foiset le troisime 70 fois. Do

q = 50 + 60 + 70 = 180 vh/h.3. Par dfinition us = (100+120+140)/3 = 120 km/h.

ut est la moyenne des vitesses des vhicules passant en un pointdonn de la piste :ut = [50(100) + 60(120) + 70(140)]/180 = 122 km/h.

On vrifie bien us < ut (relation de Wardrop).


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Lien microscopique-macroscopique

Dbit et temps inter-vhiculaire sont inverses lun delautre :

q = 1/TIV

Exemple : TIV = 2 s dbit q = 3600/2 = 1800 vh/h.

Concentration et espacement inter-vhiculaire sont inverseslun de lautre :

k = 1/DIV

La vitesse moyenne d'espace us correspond au rapport :

us = DIV / TIV


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Quelques mthodes de mesure du trafic

Il existe de nombreux types de capteurs permettant la mesuredirecte ou indirecte des variables de circulation.

Ces capteurs sont gnralement des lments transducteurs,sensibles la grandeur physique que l'on veut saisir : prsence,passage, vitesse d'un vhicule,....

Le capteur traduit l'information en un signal lmentaire,transmis au dtecteur. Le signal reu est transform en uneinformation lectrique simple, significative du paramtre decirculation.

Les volutions technologiques sont rapides dans le domaine dela mtrologie routire.

Quelques types de capteurs usits :

Capteur pneumatique Boucle lectromagntique Radar effet Doppler-Fizeau Capteur vido

Capteur pizo-cramique Capteur magntique Capteur ultra-sons .


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Boucle lectromagntique

Capteur (intrusif) constitu par une boucle inductive,gnralement noye dans la chausse et relie un dtecteur.

Principe

Le passage des vhicules provoque une variation du champ

lectromagntique, repre par un crneau de tension. La

longueur du crneau est lie celle du vhicule et son tempsde passage.

tension

V

temps

seuil dedtection

rglable

t1 t2

Une seule boucle fournit le dbit et le taux d'occupation


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Boucle lectromagntique (suite)

Avec 2 boucles, on mesure aussi la vitesse instantane.

t1t2

d

l

On a en effet

v =l + dt2 - t1

o t1 (resp. t2) dsigne l'instant d'entre sur la premire (resp.

seconde) boucle.

Ce capteur est utilis dans plus de 80% des systmesdexploitation.

Faible cot (boucle + dtecteur), mais travaux de gnie civilpouvant tre importants.

Bonne dure de vie selon la qualit des rglages.


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Les radars effet Doppler-Fizeau

Cinmomtres employs pour les contrles de vitesse

instantanes.

Principe

Le capteur est constitu dune antenne directive mettantune onde lectromagntique. Aprs rflexion sur le mobile,une fraction de l'onde est capte par la mme antenne. Le

battement, diffrence entre les 2 frquences mise etrflchie, est appel frquence Doppler-Fizeau.

radar axe du faisceau radar

Cette frquence Fd, estproportionnelle la vitesse instantanev du vhicule :

Fd =2v cos

Fd en Hz, v en m/s, longueur d'onde d'mission en m, angle

que fait le faisceau metteur avec le vecteur vitesse du vhicule


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(en gnral = 25 et donc cos f = 0. 9063). La frquence detravail se situe dans la bande des 9 GHz.

Prcision des dispositifs d'environ 2 km/h jusqu' 100 km/h et2% de la valeur indique au-dessus.

Cot lev des appareils.


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Capteur vido

Traitement automatique, en temps rel,des images de trafic.

Mthode

Segmentation route-vhicule effectue par :

seuillage dtection de contour extraction de rgion

et par utilisation de l'information sur le mouvement desvhicules : (sparation d'un objet en mouvement du fond descne fixe).

La vido fournit des paramtres spatiaux.


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Chapitre IIIINDICATEURS DU TRAFIC ROUTIER

DfinitionLe dbit moyenLa distance globale parcourue

Le temps global passLa vitesse moyenne (sur un axe)Le temps parcours moyenLe retardLa fluiditLa densit de la congestionUne autre variante de calcul des indicateurs (non pondrs)

La dure de vie dun bouchonLa longueur dun bouchonLes HKM des bouchons


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Dfinition

Un indicateur du trafic routier est un moyen dvaluer la

performance dun trajet ou dun rseau. Il est calcul partir desvariables macroscopiques ou microscopiques provenant descapteurs. Il ressemble aux indicateurs conomiques commelindice de prix, le taux de chmage etc. Les spcialistes dechaque domaine dfinissent leurs propres indicateurs. Il peut yavoir plusieurs sortes dindicateurs. Un indicateur peut avoir (oune pas) un sens physique, limportant, cest son volution au

cours du temps et le long dun trajet (espace). Il ne faut pasconfondre une chelle construite partir dun indicateur etlindicateur lui mme.

Dans la suite nous exposons quelques indicateurs, connus eningnierie du trafic. On suppose que lon dispose dun trajetcompos de n tronons lmentaires (indics de 1 n) quips

dun capteur. A chaque tronon i, est attribue une longueur : il

La longueur totale du trajet ( ou axe, ou rseau ) correspond

1

n

i

i

L l

=

=

On suppose, galement que toutes les variables sont mesurespendant un mme laps de temps (1minute ou 6 minutes).

Un indicateur peut tre instantan ou agrg dans le temps,calcul sur une portion dun axe ou sur lensemble dun rseau.


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La Distance globale parcourue

1

n

i i

i

ID q l=

=

Cet indicateur mesure la distance globale parcourue parl'ensemble des vhicules pendant la priode considre.

Le Dbit moyen

1

( ) /n

i i

i

IQ q l L=

=

Cet indicateur est le mme que le premier rapport la distancetotale du trajet.


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Le Temps global pass

1

ni i

i i

q lIT

v=

=

Cet indicateur mesure le temps global pass par l'ensemble desvhicules pendant la priode considre

La Vitesse moyenne

/IV ID IT=

Elle est, par dfinition, le rapport entre distance parcourue ettemps pass. Cest une moyenne harmonique et pondre (parles dbits).


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Le Temps de parcours moyen

/TP L IV = Il dpend de la longueur du trajet (L) et la vitesse moyenne.

Le Retard

1

1 1

nr

i i i iri i i

IR q l v vv v=

=


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La Fluidit

1

1

10

ni i

ri i

ni i

i i

q l

vIF

q l

v

=

=

=

Une mesure de la fluidit, consiste faire le rapport du tempspass avec les vitesses libres (critiques) sur le temps pass avecles vitesses effectives. La plage de variation de cet indicateurtant relativement faible (entre 1 et 10), ce dernier peutfacilement se transformer en une variable qualitative traduisantle niveau de fluidit en quelques couleurs. Par ailleurs linversede cet indicateur donne une chelle de la difficult.


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La densit de la congestion (*)

1 2

1 1 1

/ / /( / )n n n

c c

i i i j j k k

i j k

IS q l v q l v q l v= = =

= +

Laxe ou le trajet est dcompos en 21 nnn += sections

(tronons), sur les 1n sections la vitesse (moyenne) pratique esten dessous de la vitesse critique (ex. 60 km/h). Sur les 2n autressections elle est suprieure ou gale la vitesse critique. Cetindicateur mesure, donc, la densit de la congestion par rapport la vitesse critique. Quand, aucune vitesse pratique nestinfrieure la vitesse critique, sa valeur sera gale 1.

Il peut tre instantan ou agrg dans le temps. Il peut tre,comme tous les autres indicateurs, calcul sur une portion dunaxe ou sur lensemble dun rseau.

(*) Cest une variante de lindicateur labor par le SIER avec hkmvc /60=


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Jeudi 9 mars, rseau Paris intra-muros.

Evolution des 4 indicateurs au cours de la journe.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

heures de la journe

vhicule/heure


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Jeudi 9 mars, rseau priphrique.

Evolution des 4 indicateurs au cours de la journe.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

heures de la journe

v

hicule/heure


57/122


Indicateurs calculs pour 4 sections de mme longueur (1kmcapteur 2capteur 51capteur 241capteur 14

pas 6 mins; vitesse dbit vitesse dbit vitesse dbit vitesse dbit d1 74 2340 102 1700 108 1300 116 19402 80 2460 99 2150 109 1490 118 20303 83 2260 99 2270 106 1730 117 20204 78 2530 98 2480 104 1640 116 20305 76 2680 93 2660 103 2110 117 20306 84 2430 93 2670 99 2160 115 22307 76 2950 92 2680 93 2080 116 21408 80 2610 90 3240 40 2100 117 22109 72 2910 91 3350 31 1920 115 2410

10 77 2610 60 2760 32 2570 68 2160

dbit 2578 2596 1910 2120tot-temps(h) 332 292 317 195vit-moy 78 89 60 108


58/122


capteur 2capteur 51 capteur 241capteur 14mints

pas 6 mins; vitesse dbit vitesse dbit vitesse dbit vitesse dbit TP-P TP-NP1 74 2340 102 1700 108 1300 116 1940 3 22 80 2460 99 2150 109 1490 118 2030 2 23 83 2260 99 2270 106 1730 117 2020 2 2

4 78 2530 98 2480 104 1640 116 2030 3 25 76 2680 93 2660 103 2110 117 2030 3 36 84 2430 93 2670 99 2160 115 2230 2 27 76 2950 92 2680 93 2080 116 2140 3 38 80 2610 90 3240 40 2100 117 2210 3 39 72 2910 91 3350 31 1920 115 2410 4 4

10 77 2610 60 2760 32 2570 68 2160 5 511 27 2260 18 1840 27 2200 11 1730 13 1312 24 2160 20 1170 24 2090 7 1160 15 1713 15 1810 18 1590 30 2180 7 1310 16 1814 16 2150 22 1630 105 1600 4 590 15 22

15 25 2390 21 1730 102 1630 6 890 12 1616 22 2460 25 1810 101 1930 6 760 11 1617 33 2790 21 1700 101 2010 8 800 9 1318 56 3330 21 1870 100 1910 6 830 9 1519 65 3040 24 1330 103 1720 7 1070 9 1320 72 3480 26 2070 102 1680 5 870 9 1621 69 3430 16 1480 102 1890 70 4840 5 622 54 3320 26 2050 103 2050 103 5120 4 523 60 3680 19 1750 99 1880 117 2110 5 524 70 3610 20 1040 99 1940 119 2020 4 525 70 3530 20 1880 99 2050 118 2080 5 5

26 91 1910 19 1900 102 2100 116 2020 5 527 93 2100 19 1890 100 2010 118 2110 5 528 95 2070 19 1530 98 2040 119 2150 4 529 92 2110 25 1750 104 1620 119 2070 4 430 84 2640 20 1690 99 2380 118 2360 4 531 75 3250 19 1830 101 1740 120 2250 5 532 68 3050 21 1760 102 2230 119 2380 4 533 60 3460 26 2390 101 2570 117 2350 4 434 65 3530 63 3590 105 1880 117 2340 3 335 73 3210 84 2810 102 2340 117 2310 3 3

dure b 6 23 3 10


59/122


capteur 2 capteur 51 capteur 241 capteur 14

pas 6 mins; vitesse dbit vitesse dbit vitesse dbit vitesse dbit IS(60)PIS(60)NP1 74 2340 102 1700 108 1300 116 1940 1 12 80 2460 99 2150 109 1490 118 2030 1 13 83 2260 99 2270 106 1730 117 2020 1 14 78 2530 98 2480 104 1640 116 2030 1 15 76 2680 93 2660 103 2110 117 2030 1 16 84 2430 93 2670 99 2160 115 2230 1 17 76 2950 92 2680 93 2080 116 2140 1 18 80 2610 90 3240 40 2100 117 2210 1 19 72 2910 91 3350 31 1920 115 2410 1 1

10 77 2610 60 2760 32 2570 68 2160 1 111 27 2260 18 1840 27 2200 11 1730 3 312 24 2160 20 1170 24 2090 7 1160 4 413 15 1810 18 1590 30 2180 7 1310 4 414 16 2150 22 1630 105 1600 4 590 4 615 25 2390 21 1730 102 1630 6 890 3 416 22 2460 25 1810 101 1930 6 760 3 417 33 2790 21 1700 101 2010 8 800 2 318 56 3330 21 1870 100 1910 6 830 2 419 65 3040 24 1330 103 1720 7 1070 2 320 72 3480 26 2070 102 1680 5 870 3 421 69 3430 16 1480 102 1890 70 4840 1 222 54 3320 26 2050 103 2050 103 5120 1 123 60 3680 19 1750 99 1880 117 2110 1 224 70 3610 20 1040 99 1940 119 2020 1 225 70 3530 20 1880 99 2050 118 2080 1 226 91 1910 19 1900 102 2100 116 2020 2 227 93 2100 19 1890 100 2010 118 2110 2 228 95 2070 19 1530 98 2040 119 2150 1 229 92 2110 25 1750 104 1620 119 2070 1 130 84 2640 20 1690 99 2380 118 2360 1 231 75 3250 19 1830 101 1740 120 2250 1 232 68 3050 21 1760 102 2230 119 2380 1 133 60 3460 26 2390 101 2570 117 2350 1 134 65 3530 63 3590 105 1880 117 2340 1 135 73 3210 84 2810 102 2340 117 2310 1 1

dure b 6 23 3 10 2 2


60/122


0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 3

Pasde6minutes

dbit


61/122


0

1020

30

40

50

60

70

80

90

100110

120

130

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33

Pas de 6 minutes

Viteese


62/122


Indicateurs calculs pour les 4 sections de mme longueur (1capteur 2capteur 51capteur 241capteur

viteese libre 90 90 90 110 dure bouchon. 6 23 3 10

vit dbit vit dbit vit dbit vit dbavant-bouchon 78 2578 89 2596 60 1910 108pend.bouchon 21 2205 21 1725 27 2157 7

aprs bouchon 66 3028 71 3200 76196

4 107total 52 2759 32 2058 70 1965 34temps pr total 1857 2251 982 2051 temps cr total 1073 800 764 634 fluidit % total 58 36 78 31

retard total (h) 776 1493 291 1447 temps pr b. 630 1889,5 239,63 1430temps cr b. 147 440,89 71,889 91fluidite % b. 23 23 30 6retard b. (h) 588 1458 169 1407

temps pr= temps calcul avec la vitesse pratique

temps cr= temps calcul avec la vitesse critique


63/122


Temps de Parcours

0

5

10

15

20

25

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35

Pas de 6 minutes

dureminutes

Pondr

N Pond.


64/122


Congestion (4 sections mme longueur)

1

2

3

4

5

6

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35

Pas de 6 minutes

indice

IS(60) P

IS(60) NP


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Une autre variante de calcul des indicateurs(non pondrs)

Lensemble des indicateurs prcits (sauf les deux premiers)peuvent tre calculs sans faire intervenir la variable dedbit comme un facteur de pondration.

=

=n

i i

i

v

lLiv

1

/

=

==n

i i

i

v

livLtp

1

/


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La diffrence entre les deux variantes :

Seulement dans deux cas on peut sattendre obtenir le mmersultat par les deux mthodes :

si les calculs sont issus des donnes microscopiques ou si le trajet est court (infrieur 10 km), ou si le trafic, pendant la priode de mesure et tout au long

du trajet, reste relativement homogne (pas de trop defluctuation).

Dans tous les autres cas les indicateurs pondres sont pluslisses que les non pondrs et il vitent les valeurs exagrmentleves. La pondration se justifie par la nature mme desvariables macroscopiques. En plus de variable vitesse, elle faitintervenir le dbit, ce qui exige plus de prcaution quant lavalidit des variables misent en jeu.


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La dure de vie dun bouchon

Pour un seuil de vitesse (ex 30km/h), dfini par les exploitants,la dure de vie dun bouchon sur un axe, est le laps de tempspour lequel les vitesses pratiques sur celui ci sont infrieures ce seuil.

La longueur dun bouchon

La longueur dun bouchon est la somme des longueurs dessections de laxe (ou du rseau) o la vitesse pratique estinfrieure ce seuil.

Les HKM des bouchons

Cet indicateur sobtient par le produit de trois quantits : la

dure de bouchon (exprime en heure), la longueur (exprime enKm) et le nombre de files pour les sections concernes. Il estcalcul, soit avec les donnes issues des capteurs, soit par lesobservations faites par la gendarmerie nationale ou la policenationale lors des grands dplacements annuels.


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Chapitre IV

CARACTRISTIQUES DE LCOULEMENTDU TRAFIC ROUTIER

Relation fondamentaleHypothse de baseReprsentations du diagramme fondamentalPrincipaux modlesExemple de reprsentationCapacit et seuils de fonctionnementAutres exemples de diagrammes de voies principalesCartographie automatique du traficExempleCartographie et observatoire des pointes de traficApplications

Quelques rfrences bibliographiques


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La relation fondamentale

Dfinition

Par analogie hydrodynamique, la vitesse moyenne d'un flot devhicules est dfinie par le rapport :

u =qk

q = u k sappelle relation fondamentale dquilibre.

Exemple

Pour un dbit de 2000 vh/h et une concentration de 50 vh/km,la vitesse moyenne du flot vaut 2000/50 = 40 km/h.


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Proprits

Avec les dfinitions prcdentes, on tablit :

u est gale la vitesse moyenne d'espace us

u = us

u est gale la moyenne harmonique des vitesses desvhicules passant en un point pendant une certaine dure

1u =

1N

1

N1ui

Exemple : Vitesse instantane sur la voie lente = 90 km/h, survoie mdiane = 100 km/h, sur voie gauche = 110 km/h. Pourlensemble de la chausse, en ce point :

1u =

13 [

190 +

1100 +

1110 ] do u = 99.3 km/h.


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Diagramme fondamental

Si k est faible, u est leveSi k augmente, u diminue.

On admet donc que la vitesse moyenne u est une fonctionmonotone dcroissante de la concentration k :

u = u(k)

Cest lhypothse du diagramme fondamental de la route.

u

kkj

uma


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Reprsentation dans le plan (k , q)

k

q

qmax

kc kj

kc seuil de concentration critique

k < kc circulation fluide

k > kc circulation sature

Capacit = dbit maximum = qmax = q(kc)

Dbit maximum ayant une chance raisonnable d'trecoul, pendant un intervalle de temps de rfrence, enfonction des caractristiques existantes (facteurs

gomtriques, nature du parc, composition du trafic ;environnement du rseau, ).

Elment prpondrant du choix des investissements routiers et des mesuresd'exploitation.


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Facteurs agissant sur la capacit

Environnementvoie rapide ; autoroute pri-urbaine ou interurbaine ;voirie locale.

Gomtrie

nombre de voies ; largeur des voies (3,5 m) ;absence de bande darrt durgence (BAU).

Nature des dplacementsmigrations alternantes ; dplacements de week-end .

Composition du trafic

poids lourds ; autocars, caravanes.

Exploitation

contrle daccs ; rgulation des vitesses ; limitation de vitesse ;gestion des incidents, ...

Conditions mtorologiques

pluie ; neige.

Facteur dvolution

Parc automobile et comportements de conduite.


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Reprsentation dans le plan (q , u)

u

umax

q

qmax

uc

Seuil uopt de vitesse optimale

u > ut trafic fluideu < uopt trafic satur


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Reprsentations du diagramme fondamental du trafic

0

50

100

150

0 100 200

Concentration (vh/km)

Vitessemoyenne(km/h) umax

kJ

0

2000

4000

0 100 200Concentration (vh/km)

Dbit(vh/h)

Capacit

kc kJ

0

50

100

150

0 2000 4000

Vitessemoyenne(km/h)

Dbit (vh/h)

umax

Capacituopt

Principaux modles de diagrammes


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Linaire (Greenshields)

u = a k + b q = a k2

+ b k

Puissance gnralise

u = a + b k

Exponentielle (Underwood)

u = a exp(b k)

Exponentielle (May)

u = a exp(b k2)

Exponentielle gnralise

u = a exp(b k)


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Exemple de reprsentation

Autoroute de liaison

Section 3 voies sur A7, pk 70.9, sens Nord-Sud.

V = - 0.64*k + 120Q = - 0.64*k2 + 120*kQ = - 1.56 *V2 + 187.5*V

0 10 20 30 40 50

0

50

100

150

Taux d'occupation (%)

Vitessemoyenne(km/h)

0 10 20 30 40 500

2000

4000

6000


Dbit(vh/h)


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0 2000 4000 60000

50

100

150

Dbit (vh/h)

Vitessemoyenn

e(km/h)

Capacit = 5640 vh/hVitesse optimale = 60 km/hConcentration critique = 32 vh/km/voie.


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Seuils de fonctionnement : exemple

Modlisation effectue partir de mthodes statistiques

dajustement (mthodes de rgression).

Exemple : Section 3 voies dune autoroute pri-urbaine (A6)

Voie mdiane

0

500

1000

1500

2000

2500

Densit (vh/km)0 50 100

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000 Chausse

0 100 200Densit (vh/km)

0

500

1000

1500

2000

2500Voie droite

0 50 100Densit (vh/km)

0

500

1000

1500

2000

2500Voie gauche

Densit (vh/km)0 50 100

Section 3 voies. Autoroute A6. pk 7.6. Sens Paris-Province


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Exemple de seuils (suite)

Vitesse Vitesse Capacit Densit %PL

Voie libre optimale (vh/h) critique moyen(km/h) (km/h) (vh/km)

Lente 116 56 1560 28 13.0

Mdiane 152 81 1870 23 1.0

Rapide 145 79 2060 26 0

Chausse 130 72 5480 76 4.5


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Autres exemples de diagrammes de voies principales

Artre urbaine

Exemple : Avenue de la Rpublique Lille (2 voies)Voies rduites de largeur non standard


Dbit

2vo

ies

(vh/h)

0 5 10 15 20 250

800

1600

2400

3200

4000

Q=-17.3 2 + 480

Diagramme Q = -17.3 2 + 480 Capacit = 3320 vh/h

Taux critique # 14 %.

Autoroute pri-urbaine

Section de A12 vers Paris : largissement de 2 3 voies

q = 355 exp (- 0.001016 2.13 ) 2 voies


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q = 548 exp (- 0.0000854 3.21) 3 voies.

q dbit de la chausse (en vh/h), taux doccupation (en %).

0 10 20 30 40 500

2000

4000

6000

2000

4000

6000

2000

4000

6000


Dbittotal(vh/h)

2 voies

3 voies

C = 3950 vh/h fonctionnement 2 voies

C = 5160 vh/h fonctionnement 3 voies, aprslargissement.

Ladjonction dune voie permet daccrotre la capacit de 1200vh/h environ, soit un gain de 30% par rapport la capacitinitiale sur 2 voies.


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Cartographie automatique du trafic

Mthode de diagnostic, de visualisation et dvaluation des

impacts des mesures dexploitation sur les autoroutes et lesvoies rapides quipes de capteurs de mesure.

Les diffrentes tapes de la dmarche

Modlisation macroscopique de lcoulement du trafic partirdu diagramme fondamental de la route sur une section type du

rseau (courbe dbit-taux doccupation ou dbit-vitesse).

Dtermination des seuils critiques (par exemple c ou uc)

Fond de plan temps-espace permettant la reprsentationdes mesures recueillies sur les tronons.

Exemple : Priode type = 24 h par squence 6 minDtermination des contours de congestion, par trac des

courbes iso-taux doccupation critique (vitesse critique).


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Cartographie automatique : Exemple

Partie du BP intrieur de Paris (13 km environ)

11

109

8

7

6

5

32

1Q.Ivry

Ivry

ItalieA6b

Italie

Gentilly

A6a

A6a

Orlans

Chtillon

VanvesBrancionPlaine

Brancion

Svres

Bd VictorQ.Issy

St Cloud

AuteuilA13

AuteuilA13

Passy

Muette

0 4 8 12 16 20 24

station de dtectionheure

4

Courbes iso-taux d'occupation. Intervalle 25%. Jour ouvrable

0

3

6

9

12

BOULEVARD PERIPHERIQUE INTERIEUR DE PARIS

pr

Le taux d'occupation critique de l'infrastructure est de 25 %.environ. La carte synthtise le fonctionnement de l'ouvrage pourl'ensemble d'une journe ouvrable.


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Cartographie et observatoire des pointes

laboration dun observatoire de congestion : dtermination

automatique des caractristiques des pointes de traficrecenses (dure, longueur, volume dencombrement,intensit).

Les diffrentes pointes de trafic sont repres (et numrotes)sur la reprsentation cartographique. Pour chacune d'elles, ondtermine automatiquement la dure maximale, la longueur

maximale de la retenue (en km), le volume d'encombrement (enh*km) et enfin, l'intensit.

Exemple : Pointes des retours sur A7.

Heure

Montlimarsud

Bollne

Loriol

Valencesud

Km

(mn)

(h*km)

11

19h24

20h21

57

118.7

133.6

14.9

13.71moyenne

Pointe N

Heure dbut

Heure fin

Dure

Pk Origine

Pk Fin

Longueur (km)

EncombrementIntensit

Exemple dobservatoire de congestion (extrait)


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Fonctionnement des infrastructures en milieu urbain, pri-

urbain et interurbain (exemples : Priphrique de Paris, A1,

A6, A13, A7, A9, ).

Quantification des pointes saisonnires de circulation : grandsdparts sur rseau autoroutier page, ...

Mesures dexploitation : rgulation daccs, information parPMV,

Modifications gomtriques (exemple : rduction des profilsen travers).


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Quelques rfrences bibliographiques

Cohen S 1993 Ingnierie du trafic routier. Elments de thorie

du trafic et applications, Presses de lEcole Nationale des Pontset Chausses, nouvelle dition, Paris.

Gerlough D L and Huber M J 1975 Traffic flow theory. Amonograph. Transportation Research Board, National ResearchCouncil, Washington D.C.

May A.D 1990 Traffic flow fundamentals. Prentice Hall,Englewood Cliffs, New-Jersey.

Taylor M.A.P and Young W 1988 Traffic Analysis. NewTechnology & New Solutions, Hargreen Publishing Company,Australia.

Transportation Research Board 1994 Highway CapacityManual, Special Report 209, Third Edition Updated. USTransportation Research Board, Washington. DC.


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Chapitre V

PRVISION DU TRAFIC

ObjectifUn exemple simple (une approche analogique)Une approche analytiqueExemples dapplicationConception et Evaluation dun modleLes questions pralables au choix dun modle de prvision


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Objectif

Lobjectif est de donner une ide de ltat du trafic dans unhorizon bien dfini. Dans cette dmarche il faut dabord prciserce que lon entend par ltat du trafic et ce que lexploitant sefixe comme horizon (une heure, un jour, une semaine, un moisun an). En gnral, les prvisions horizon de plus dun an

touchent le domaine de la planification et non pas la gestionimmdiate.

Ltat du trafic se dfinit selon les besoins de lexploitant. Ilpourra se contenter de prvoir uniquement le dbit sur unesection de route ou sa vitesse ou le temps de parcours sur unaxe, etc. La complexit de la dmarche est directement lie lanature de ce quil souhaite prvoir.


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Champs de Prvision

Evidences

valeurs concevables

valeurs possibles

valeurs relles


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Un exemple simple (une approche analogique)

La prvision du dbit horaire ( 10h) dun tronon de route lhorizon dun jour (J+1). Nous partons de lide simple que ledbit horaire dun tronon de route J+1 peut se dduire dudbit horaire du mme tronon, mesur dans le pass dans desconditions semblables. Linterprtation mathmatique de cetteide exige videmment de dfinir ce que sont ces conditionssemblables et de faire des hypothses sur des relations entre les

dbits du pass et celui attendu lhorizon de la prvision.Conditions semblables :Les conditions peuvent tre dfinies dune manire intuitive (ex.calendrier) : le jour j est un mardi et donc J+1 le mercredi qui lesuit, les 2 jours apparemment semblables. Elles peuvent tredfinies par des mthodes de classification mathmatique.

Hypothse 1 (la plus simple une seule dimension) :le dbit 10h du mercredi = le dbit 10h du mardi

Inconvnient :Si ce mardi 10, il se passait quelque chose, un vnement nedpendant pas au trafic (il pleuvait, il y a eu un accident sur cetronon, il y au eu une manifestation), dans ce cas la prvision

du mercredi ne sera pas bonne. Quand la prvision faitrfrence une seule donne du pass, la validit du rsultatdpendra de celle de cette unique rfrence.

Hypothse 2 ( deux dimensions)Le dbit 10h du mercredi =un % du dbit du mardi + un % du dbit des mercredis prcdents.


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dbit 10h

500

1500

2500

3500

500 1500 2500

Mardis

Mercredis

(suivants)


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dbit journalier

10000

30000

50000

70000

90000

10000 20000 30000 40000 50000

Mardis

Mercredis(suivants)


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dbit 10h

500

1500

2500

3500

500 1000 1500 2000 2500 30

mercredis

mercred

is(suivants)


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dbit journalier

10000

30000

50000

70000

90000

10000 30000 50000 70000 Mercredis

Mercredis(s

uivans)


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Une approche analytique

La forme gnrique de lhypothse est la suivante :h = indice de lheureJ = indice de jourq = dbita et b sont des coefficientse = la valeur de lerreur ou le niveau dincertitude

eqbqaq hjhj

hj ++= + 61 ..

A laide des donnes historiques et une mthode statistique(modle de rgression) nous pouvons avoir une ide(estimation) des valeurs des coefficients a et b.

Lors de son application, nous calculons le terme de droite decette relation pour obtenir la valeur de gauche.

Cette forme nest pas forcement la meilleure, elle peut treencore plus complique, exemple:

ecqqbqaq Tjh

j

h

j

h

j +++= + 661 .. T

jq 6 = dbit total de jour homonyme de la semaineprcdente et c son coefficient relatif.


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Conception et Evaluation dun modle

La conception dun modle de prvision se dcompose en troisparties : Le choix des variables pertinents Lapprentissage (le calibrage) de la fonction mathmatique choisie Le test du modle (prvision a posteriori et lavis de lutilisateur)

La ralisation informatique dun modle constitue ltapesuivante qui doit tre suivie de prs par les concepteurs et lesutilisateurs.

Lvaluation sert quantifier le pouvoir prdictif du modlechoisi, en rapport avec les donnes disponibles (historiques ettemps rel). Le critre est lerreur (lincertitude) avec laquelle

un modle peut reproduire les donnes de pass.Un modle est sans biais si la moyenne des erreurs est proche

de zro.

Leur cart type mesure lincertitude du modle.

Lerreur globale est donne par la moyenne quadratique deserreurs.

La stabilit dun modle se mesure par sa sensibilit auxdonnes dentre


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Exemples dapplication

Prvoir le dbit horaire dun tronon lhorizon dequelques heures (ATHENA),

Prvoir une matrice O-D relative un rseau lhorizonde quelques heures (MITHRA),

Prvoir le temps de parcours moyen dun trajet lhorizon dune heure,

Prvoir le dbit dun tronon (ou le temps de parcours) lhorizon de quelques jours

Prvoir le dbit dun tronon lhorizon dun an (Bison Fut)


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Les questions pralables au choix

dun modle de prvision

Son objectif ( quoi, pourquoi et pour qui, )

Son horizon

Les donnes disponibles (historique et application)

La nature des donnes et leur fiabilit

La frquence de son application (toutes les 6 minutes, 1 foispar jour, 1 fois par semaine, 1 fois par an)

La prcision recherche

La facilit de sa mise en uvre

Son cot

Lapproche mathmatique employe


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Modlisation par priode et par tranche

Sur chaque priode et tranche horaire, on tablit une

quation de rgression multiple de la forme suivante :horizon de prdiction : 1 jour

LfDeSdqcthqbathq pjp

j

p

j...)()( 611 +++++= +

+g.ftes+h.effet des ftes

horizon de prdiction : 2 jours

LfDeSdqcthqbathq pjp

j

p

j ...)()( 512 +++++= +

+g.ftes+h.effet des ftes

L'indice j correspond au jour o l'on effectue la prvision, j+1 ouj+2 est son horizon.

p priode de lanne (3 priodes),th tranche horaire de la journe (5 tranches), ( )q thj

p

+1 dbit estim J pour J+1 pour la priodep et la tranche horaire th,)( 2 thq

p

j + dbit estim J pour J+2 pour la priodep et la tranche horaire th,

q thj

p

1( )

dbit rel du jour prcdent pour la priodep et la tranche horaire th,qsp

1 dbit rel journalier de la semaine prcdente pour la priodep,a constante de l'quation,S variable binaire du samedi,D variable binaire du dimanche,L variable binaire du lundi,ftes variable binaire qui regroupe les jours de fte (cf. annexe 3),effet ftes variable binaire qui regroupe chaque veille, lendemain de la fte

b

, c , d,e, f, get h : coefficients de lquation.Une petite restriction est pose surq thj

p

1( ); si le jour prdire, j+1 [j+2], est un jourouvrable, j-1 sera aussi un jour de mme type, et inversement, si j+1 [j+2] est unsamedi ou un dimanche, j-1 sera pareille. En effet, on ne peut prdire un jourouvrable en fonction dun jour non ouvrable.De plus, dans le cas ou j-6 [j-5], n'est pas un jour "normal", (un jour est dit normals'il n'y a pas eu apparition d'une variable exogne), alors on prend comme valeurde dbit, la valeur moyenne du jour correspondant.


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Prvision du trafic journalierModle linaire gnralis

Ventilation des variables

Capteurs particuliers Capteurs normaux

Filtrage des donnes traficLes jours dbits aberrants sont exclus

Calcul des TMJM par annede l'historique

Prvision des TMJM

Procdure FORECAST, mthodemultiplicative de WINTERS(sur les 5 dernires annes)

valuation du TMJA des annes del'historique et de l'anne de prvision

TMJA = moyenne pondre des TMJM

Prvision du trafic relatif avec GLMtrafic prdit = trafic relatif prdit * TMJA*

Impression des intervalles de confiance

Calcul du trafic relatif: dbit/TMJAFusion avec la table calendaire

Prparation des donnes

Prvision des TMJM

Calcul du TMJA et du traficrelatif

Ventilation des variables

Modlisation GLM


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St Arnoult 87-97 (3653 jours) eg.=9%Estimations (GLM)

0 9 31179

3100

23971 8

0,0 0,2 0,84,9

84,9

6,51,9 0,20

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500


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St Arnoult 98 eg=11,8%

Prvisions (GLM)

210

29

255

49

164

0,52,7

7,9

69,9

13,4

4,40

50

100

150

200

250

300


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Rpartition des 80 points de mesure utiliss par Bison FutChaque point reprsente la prsence dun capteur routier


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Sta

Stations SIREEDO (grs ou utiliss par les CRICR en 1996)Nombre de stations par dpartement


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Publications (liste non exhaustive)

Indicateurs du trafic routier, patre dans la revue TEC Linitiation lingnierie du trafic, support de cours, S. Cohen, M. Danech-Pajouh,

rapport interne janvier 2000

Prvision du trafic J+1 (J+2) une approche intermodale, S. Van Iseghem, M.Danech-Pajouh, RTS n 65 Octobre-Dcembre 1999 Rflexion pour une nouvelle gnration du dispositif Bison Fut, Rapport n 3,

Analyse et quantification des encombrements A. Ziani, M. Danech-Pajouh,convention DSCR-SETRA, novembre 1998

DACCORD : On-Line Travel Time Predictions dr.ir. H.J.M. van Grol, HagueConsulting Group, The Netherlands, dr. M. Danech-Pajouh, INRETS, France, dr. S.Manfredi, CSST, Italy, dr. J. Whittaker, University of Lancaster, United Kingdom, 8 thWCTR 1998

Projet CAPITALS, Prvision du trafic J+1 (J+2), rapport final, M. Danech-Pajouh,S. Van Iseghem, Rapport INRETS, juin 1998

Projet DACCORD, prvision de temps de parcours sur le Bd priphrique et les voies

rapides, M. Danech-Pajouh, S. Bercu Rapport INRETS, fvrier 1998 Problmes mal poss, un exemple d'application la prvision court terme, C.

Forest, M. Danech-Pajouh, rapport INRETS, octobre 1997 Rflexion pour une nouvelle gnration du dispositif Bison Fut, Rapport n 2, Le

choix d'un chantillon reprsentatif des stations SIREDO, B CATTAN, M. Danech-Pajouh, convention DSCR, mai 1997

Rflexion pour une nouvelle gnration du dispositif Bison Fut, Rapport n 1, Lerecueil et la mmorisation des donnes des capteurs SIREDO, C Scholer, M. Danech-Pajouh, convention DSCR, dcembre 1996

Les modles de prvision et le dispositif Bison Fut, M. Danech-Pajouh, F.Couton, R. Debeauvais, Rapport Convention DSCR, Septembre 1996

Utilisation des cartes de pages dans la reconstitution des matrices Origine-destination, M. Danech-Pajouh, TEC n 135, mars 1996

Application des mlanges de lois de probabilit la reconnaissance de rgimes detrafic routier, F. Couton, Danech-Pajouh, M. Bronitpwski, RTS n 53 novembre1996

Distictions Bruit-Chaos Applique aux Mesures de Flux Routiers Analyse dutrafic routier par la thorie de chaos rapport prpara avec l'INSA de Rouen, juin1995.

MITHRA II Prvision court terme de la demande via matrice Origine-Destination.Convention INRET-ISIS Exprimentation de lt 1995, Evaluation,M. Danech-Pajouh), novembre 1995

Analyse du trafic routier par la thorie du chaos Robert Vojak, M. Danech-Pajouh

RTS n 45 dcembre 1994. Prvision court terme du trafic routier par rseau de neurones T. Dochy, M.Danech-Pajouh et Y. Le Chevalier RTS n 42 mars 1994..

ATHENA Prvision court terme du trafic sur une section de route M. Danech-Pajouh, M. Aron Rapport INRETS n 177 avril 1994

Estimation des matrices Origne-Destination par les comptages et la thorie de linformation(OEDIPE). Rapport INRETS no 126 septembre 1990


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Chapitre VI

CALCUL DES PERTURBATIONS DE TRAFIC

Typologie des perturbationsMthode de la demande cumuleExemple dune pointe de traficExemple dun dlestageAutres scnarios


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Typologie des perturbations

Perturbations rcurrentes

Pointes de demandeMigrations alternantes (domicile-travail)Pointes de loisirs (week-ends, grands dparts)

Perturbations non rcurrentes

Incidents, accidents

Chantiers, dlestagesManifestations particuliresEvnements exceptionnels


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Mthode de la demande cumule

1. Reprsentation de la demande et de loffre en f(temps)

Dtermination de linstant t0 de dbut de lanalyse

(cest--dire quand la demande dpasse la capacit).

2. A partir de t0, tabulation des fonctions de demande etdoffre cumules.

Dtermination de linstant de fin danalyse, pour lequel

demande cumule et capacit cumule sgalisent.

3. Reprsentation des fonctions de demande cumule etdoffre cumule en fonction du temps), entre les instants dedbut et de fin danalyse.

4. Dtermination des statistiques relatives aux principauxindicateurs :

Dure totaleNombre de vhicules affectsNombre maximum de vhicules en attenteLongueur maximale de la retenue

Retard totalRetard moyen par vhiculeCot collectif total


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Demande cumule : un exemple de pointe de trafic

On considre un tronon dautoroute 3 voies pour lequel les

caractristiques doffre et de demande sont les suivantes :Temps Demande Capacit

(vh/h) (vh/h)

5:00 - 6:00 2500 40006:00 - 7:00 5000 40007:00 - 8:00 5000 4000

8:00 - 9:00 3000 40009:00 - 10:00 3000 400010:00 - 11:00 3000 4000

Application de la mthode de la demande cumule pourdterminer les caractristiques de la congestion lors de la pointedu matin.


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Un exemple de pointe de trafic (suite)

1. Trac des courbes doffre et de demande

5 6 7 8 9 10 11

0

1000

2000

3000

4000

5000

Heure

D

emande(vh/h)

Linstant t0 de dbut de congestion correspond donc 6h.

2. Fonction doffre et de demande cumules

Temps Demande cumule Capacit cumule(vh) (vh)

5:00-6 :00 0 06:00 - 7:00 5000 4000

7:00 - 8:00 10000 80008:00 - 9:00 13000 120009:00 - 10:00 16000 1600010:00 - 11:00 ------- -------

Linstant de fin de la congestion est : tfin = 10h.


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Exemple de pointe de trafic (suite)

3. Trac des fonctions cumules

5 6 7 8 9 10 110

5000

10000

15000

20000

Heure

Demande Capacit

Nombredev

hiculescumuls(vh)

4. Indicateurs de congestion

dure totale de congestion = 4 hnombre de vhicules concerns = 16 000nombre maximum de vhicules retenus = 2000retard total (surface) = 4000 vh*hretard moyen/vh = 0.25 h


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Deuxime exemple : rduction de capacit

Sur un tronon de route 2 x 2 voies, un chantier conduit unecoupure de la circulation dans un sens, pendant 1 h. Le trafic estpar suite bascul sur une voie oppose pendant 2 h, avant lertablissement de la pleine capacit.

Les caractristiques doffre et de demande sont les suivantes :

Temps Demande Capacit

(vh/h) (vh/h)

14:00 - 15:00 1600 300015:00 - 16:00 1600 016:00 - 17:00 1600 100017:00 - 18:00 1600 100018:00 - 19:00 1600 3000

19:00 - 20:00 1600 300020:00 - 21:00 1600 300021:00 - 22:00 1600 3000

valuation du retard total par la mthode de la demandecumule.


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Un deuxime exemple (suite)

1. Trac des courbes doffre et de demande

1000

2000

3000

14 15 16 17 18 19 20

Demande

Capacit

Instant t0 de dbut de congestion = 15h.

2. Fonction doffre et de demande cumules

Temps Demande cumule Capacit cumule

14:00 - 15:00 0 -15:00 - 16:00 1600 0

16:00 - 17:00 3200 100017:00 - 18:00 4800 200018:00 - 19:00 6400 500019:00 - 20:00 8000 800020:00 - 21:00 9600 1100021:00 - 22:00 11200 14000

Linstant de fin de la congestion est : tfin = 20h.


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Exemple de pointe de trafic (suite)

3. Trac des fonctions cumules

15 16 17 18 19 2014 21

2000

4000

6000

8000

10000

12000

Nom

brecumu

ld

ev

hic

ule

s

Temps

4. Indicateurs de congestion

Dure totale de congestion = 5 hNombre de vhicules gns = 8000 vhRetard total= 8000 vh x hRetard moyen/vh = 1 h


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tude de scnarios dexploitation

Analyse de linfluence de diffrents paramtres pris en comptedans le calcul du retard total :

dure de rduction de la capacit

demande

heure de la perturbation

scnarios dans un plan de gestion du trafic

simulation de dcisions dexploitation

analyse conomique.


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Influence de la dure de rduction de la capacit

Donnes du second exemple.

Cas 1 Cas 2 Cas 3

Dure coupure 1 h 1h30 2hDure basculement 2h 2h30 3h

Fin de bouchon 20h 21h45 23h30Dure bouchon 5h 6h45 8h30

Nb vh gns 8000 10860 13700Retard total (vhxh) 8000 15110 24425Retard moyen 1h 1h 23 1h 47Cot congestion (MF) 0.6 1.1 1.8


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Influence de la demande

Donnes du second exemple.

Cas 1 Cas 2 Cas 3

Demande (vh/h) 1600 1800 2000

Fin de bouchon 20h 20h50 22hDure bouchon 5h 5h50 7h

Nb vh gns 8000 10500 14000Retard total (vhxh) 8000 10900 14000Retard moyen 1h 1h 02 1h 04Cot congestion (MF) 0.6 0.8 1.1


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EFFET DE GOULOT

Modle de MAY [1]

Il se forme un bouchon lorsque le dbit des arrives q estsuprieur la capacit rsiduelle

rC , soit rq C> .

Le modle simplifi de May (1965) fournit les caractristiquesessentielles dues au goulot.

Notations

q dbit d'arrive des vhicules, en amont du blocage

C capacit de la route, aux conditions normales

r

C capacit rsiduelle induite par le goulot

r dure de fonctionnement en goulot

0t dure de la file d'attente aprs disparition du goulot

qt temps total perdu depuis le dbut du blocage,c'est--dire

0r t+ .


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Modle de MA y [2]

Dureq

t de la file d'attente

( )rq

r C Ct

C q

=

Nombre N de vhicules affects, c'est--dire en attente

qN qt=

Nombre maximum Qm de vhicules en attente

( )m rQ r q C =

Nombre moyen Q de vhicules en attente: / 2mQ Q=

Retard total D, pour l'ensemble des vhicules

( )

2r qr q C t

D

=

Retard moyen d subi par vhicule

(1 )

2

rC rq

d

=

Retard maximalm

d subi par vhicule : 2md d=


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Exemple: Cot d fun incident

Autoroute urbaine 3 voies, C = 5700 vh/h.

Demande de trafic lheure de pointe = 4500 vh/h.

Un incident de 15 minutes, d un vhicule en panne sur unevoie, rduit la capacit totale de 1500 vh/h.

Evaluation des effets de l'incidentAvec les notations prcdentes,

0,25(5700 4200)0,3125

(5700 4500)qt

= =

(soit 18,75 min.)

N = 4500 * 0.3125 = 1406 vh

max 0,25(4500 4200) 75N vh= =

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