SIMBAD : Codification des réseaux et...

Principes Codification VP Calage VP Codification TC Calage TC

SIMBAD : Codification des réseaux

et affectation

Jorge CABRERA DELGADO [email protected]

Patrick BONNEL [email protected]

CITiES : Formation au modèle LUTI SIMBAD

ENTPE, 3–4 octobre 2013

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]


Mobilités individuelles : modèle à quatre étapes

03/07/2013 Patrick BONNEL et Jorge CABRERA (LET/ENTPE) – [CITiES] Formation SIMBAD : Modules Motorisation et Transport de personnes 2

Génération

Distribution

Répartition modale

Affectation

Mobilités individuelles : modèle à 4 étapes

Motorisation


Plan de la présentation

●Principes généraux de codification

●Codification du réseau routier

●Calage du réseau routier

●Codification du réseau TC

●Calage du réseau TC

03/07/2013 Jorge CABRERA et Patrick BONNEL (LET/ENTPE) – [CITiES] Formation SIMBAD : Codification des réseaux et affectation 3


Objectif de l’affectation

o Connaître les

temps de

parcours et les

charges sur les

différentes

infrastructures

o À partir de la

définition de

chemins sur le

réseau


Principes


Représenter l’espace

o Représentation de

l’espace fait appel à

un « découpage » en

zones

o Toutes les

caractéristiques de la

zone sont

concentrées en un

point : le centroïde

o Centroïdes= points

d’origine ou de

destination de tous les

déplacements


Principes

Avec le zonage, les distances sont nulles à l’intérieur d’une

zone, la réalité spatiale disparait dans le centroïde


Représenter les infrastructures

o Représentation

des réseaux fait

appel à la

théorie des

graphes

o Infra ⟶ lien

(tronçon)

o Interconnexion

entre liens

assurée par des

nœuds

(≈carrefours)

o Détail dépend

des objectifs et

des données


Principes


Relier offre et demande

o Lien entre lieux

(centroïdes) et

réseau fait par

les

connecteurs

o Combien ? À

quels nœuds les

rattacher ?

o Nécessité de

faire

correspondre

précision du

zonage et celle

du réseau


Principes

?


Quelle précision ?

Ces deux modes de représentation sont possibles sans qu’il soit possible de dire a priori que l’un est plus « précis » que l’autre


Codification détaillée du réseau Codification simplifiée du réseau

Principes


Codification du réseau VP : principes

● Principe de codification : assurer la reproductibilité

o Utiliser des données d’accès facile (bases pour GPS)

o Automatiser les tâches le plus possible (éviter au plus

possible le cas-par-cas)

● Analyse au niveau macro car la précision est

« illusoire » 03/07/2013 Jorge CABRERA et Patrick BONNEL (LET/ENTPE) – [CITiES] Formation SIMBAD : Codification des réseaux et affectation 9

Codification VP

● Territorialisation des données

de demande :

Zonage détaillé : 777 IRIS

● Centroïde positionné au

barycentre de la surface

bâtie


Limites des sources de données

● Source de données : base Navteq 1999 (réseau numérisé vendu par PTV)

● Réseau « source » doit être adapté aux contraintes de la modélisation transport

o Nouvelle typologie des tronçons (plus de 50 classes)

o Contrôle de cohérence de la hiérarchie : seulement pour les voiries les plus importantes

o Ajout de certains attributs manquants : capacité, vitesse à vide, courbe débit-temps, type de croisement, pénalité de croisement…

● Contrôle et codification ont été aussi automatiques que possible (mais chronophages : plus de 6 mois)


Codification VP


Tronçons : Typologie N° de Type Niveau

hiérarch. Descriptif

Nombre de liens

Base initiale Base finale Base Navteq Base SIMBAD

0 à 9 0 à 9 Voie fermée 13 047 13 001

de 10 à 17 de 10 à 17 1 Hors ville

840 876 Autoroutes et VRU

de 18 à 25 de 18 à 25 1 En ville

0 389 Autoroutes et VRU

de 20 à 29 de 27 à 31 2 Hors ville 1 299 6 325

de 30 à 39 de 30 à 39 2 En ville 17 127 8 923

de 40 à 49 de 40 à 49 Echangeurs, bretelles 684 685

répartis sur 9 types de 50 à 53 Giratoires, Rond-point 0 1 672

de 54 à 57 et 90 de 54 à 57 3 Hors ville.

7 942 7 723 Autres routes classifiées

de 65 à 66 de 64 à 67 3 En ville.

396 2 179 Autres routes classifiées traversant la localité

79 79 4 Hors ville

395 179 Routes connexions communes (souvent limitation poids)

de 70 à 78 de 74 à 75 4 En ville.

10 974 9 343 Autres routes principales

82 5 Hors ville

0 5 530 routes connexions principales, Zone 30, rues résidentielles

83 82 et 90 5 En ville

60 836 56 696 routes connexions principales, Zone 30, rues résidentielles

95 Liens Train

96 Liens Métro 76

97 Liens Tramway 6

98 Liens Funiculaire 6

99 Liens Bus et Navette 202

29 types 42 types Total 113 540 113 628

+ 0 type TC + 5 types TC


Codification VP


Tronçons : Courbes débit-temps

● Courbes Débit-temps :

BPR2 (US-FHWA)

𝑡= temps

𝑡0 = temps à vide

𝑉 = volume

𝑉𝑚𝑎𝑥 = capacité

● Une courbe par type de lien (𝑎, 𝑏, 𝑏’, 𝑐)

b


Codification VP

𝑡 =

𝑡0 1 + 𝑎𝑉

𝑉𝑚𝑎𝑥 ∙ 𝑐

𝑏

, 𝑉/𝑉𝑚𝑎𝑥 ≤ 1

𝑡0 1 + 𝑎𝑉

𝑉𝑚𝑎𝑥 ∙ 𝑐

𝑏′

, 𝑉/𝑉𝑚𝑎𝑥 > 1


Type de tronçon et courbe débit-temps

● On associe une courbe débit-temps à chaque type de

tronçon


Codification VP


Nœuds : pénalités aux intersections

● La codification assume que le temps pour franchir un

carrefour dépend de :

o Type de carrefour (priorité à droite, carrefour à feu…)

o Flux en amont (Principal, secondaire…)

o Direction prise au carrefour (tout droit, tourne à gauche…)

● Une pénalité temporelle fixe est associée au niveau de

chaque nœud à partir des éléments précédents.

● Dans le système de gestion des objets de VISUM ces

pénalités sont appliquées non au niveau du nœud

mais des objets « mouvements au nœud »


Codification VP


Nœuds : pénalités aux intersections Types

de

nœud

Carrefours

S -> S S -> P P -> S P -> P

d td g dt d td g dt d td g dt d td g dt

1 Nœud

'graphique' 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

11

Cédez le

passage,

priorité à droite

5 10 15 15 10 20 25 25 5 10 15 15 5 10 15 15

12 Mixte 'feux stop' 7 17 22 22 7 17 20 22 7 7 15 20 5 5 7 7

13 Carrefours

urbains 5 15 20 20 5 10 15 20 5 10 10 20 5 5 10 10

14 Giratoires 0 0 0 0 10 10 10 10 0 5 5 0 0 0 0 0

15

Entrées /

Sorties

autoroute

0 0 0 0 30 30 30 30 30 30 30 30 0 0 0 0

20 Carrefours

particuliers 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0


Légende : P flux principal

S flux secondaire

d : tourne à droite

td : tout droit

g : tourne à gauche

dt : demi-tour

Codification VP


Connecteurs : codification automatique

● Elimination des nœuds qui ne peuvent pas recevoir de

connecteur (ronds points, bretelle d’autoroute…)

● Choix de 3 à 5 nœuds par zone

● Contrôle de la capacité des liens connectés pour ne

pas créer de la congestion « artificielle »

● Affectation d’une matrice de demande

● Suppression des connecteurs non utilisés

● Temps de connexion=longueur/vitesse de 30km/h

(vitesse correspondant aux voies de desserte)


Codification VP


Affectation VP : principes

● Procédure utilisée : Affectation multi-classe à l’heure de pointe selon le principe d’équilibre de Wardrop (statique, déterministe)

o 3 matrices pour les déplacements individuels (par niveau de revenu)

o 2 matrices pour les marchandises selon la taille des véhicules

● Résultat principal de l’affectation : chemins chargés (centroïde d’origine, connecteur, suite de nœuds et tronçons, connecteur, centroïde de destination)

● La variable permettant de déterminer la charge d’un chemin est le temps généralisé


Calage VP


Affectation VP : temps généralisé

● Fonction de temps généralisée très simple :

o Les différentes composantes temporelles d’un itinéraire ont

une pondération identique : 1

o Les coûts monétaires sont limités aux péages. La valeur du

temps utilisée est :


Calage VP

Autoroute ayant des

sections payantes

sur l’Aire Urbaine

Lyonnaise

Attribut Utilisateur

« Péages » pour les

tronçons sous

VISUM

Montant du péage

en €1999/KM Valeur du temps en

€1999/h Variable ‘ Péage

SysTrans’

A42 1 0,077 7,2

A43 2 0,128 7,2

Périphérique Nord

Lyon 3 0,235 9,5

A432 Centre 4 0,199 9,5

A432 Sud 5 0,128 7,2

A46 6 0,087 7,2

A6 7 0,08 7,2


Calage du réseau routier

● Comparaison entre trafic affecté et données de

comptage (pas de données de temps de parcours)

● Indicateur GEH (UK Highway agency) pour comparer

le trafic modélisé avec le trafic observé (comptages)

GEH =2 𝑀−𝐶 2

𝑀+𝐶

M est le flux modélisé

C est le flux observé (comptage)


Calage VP


GEH : Calage réseau routier (centre)


Calage VP


GEH : Calage réseau routier (AUL)


Calage VP


Codification du réseau TC : principes

● Principes similaires à ceux employés pour le

réseau VP (zonage, reproductibilité)

● Spécificité TC : prendre en compte non seulement

l’infrastructure mais le service proposé par

l’opérateur

o Même logique de codification des infrastructures

(tronçons, noeuds)

o Mais éléments supplémentaires à intégrer relatifs à

l’opérateur (itinéraires, horaires de passage, points

d’arrêt)


Codification TC


Application contrainte par les données

● Numérisation de tous les points d’arrêt (5000

noeuds). Importation automatique délicate

● Codification de toutes les lignes TCL (>150 lignes)

● Connection automatique des connecteurs (jusqu’à

8 connecteurs en zone centrale ; limite de

longueur diffférente au centre et en périphérie)

● Fréquence de passage et temps de parcours (inter

arrêt) définis à partir des données TCL


Codification TC


Affectation TC : principes

● Procédure utilisée en transition (2 possibilités de type

multichemin)

o Selon la cadence (conseillée pour services fréquents)

o Selon les horaires (conseillée pour services peu fréquents)

● Calage du modèle actuel réalisé selon la procédure à

l’horaire

● Aucune des deux procédures (dans SIMBAD) ne

prend en compte la contrainte de capacité

● La congestion du réseau routier n’est pas prise en

compte au niveau des fréquences ni des temps de

parcours des bus


Calage TC


Affectation TC : temps généralisé

● Le temps généralisé TC est une combinaison linéaire pondéré des temps nécessaires aux différentes « étapes » d’un déplacement en TC :

o Temps de rabattement (TR)

o Temps d’attente au départ (TAD)

o Temps en véhicule (TEV)

o Temps de marche à pied (TMAP) (matrice de pénalités de temps pour chaque arrêt)

o Temps d’attente en correspondance (𝑇𝐴𝐶)

o Temps d’accès à destination (TAX)

o Ruptures de charge (nombre de correspondances)

● Calcul de chaque élément dépend de la procédure d’affectation


Calage TC


Fonction de temps généralisé actuelle

Elément coefficient

o𝑇𝐸𝑉 1

o𝑇𝑅 et T𝐴𝑋 1

o𝑇𝑀𝐴𝑃 1

o𝑇𝐴𝐶 et 𝑇𝐴𝐷 2

oPénalité de rupture de charge (4 minutes) 1


Calage TC


Calage du réseau TC

● On ne dispose pas de données observées à

proprement parler

● Données disponibles issues de modèle bien établi sur

LYON (TERESE de la SEMALY/EGIS Rail)

● On affecte la matrice de demande de TERESE dans le

réseau de SIMBAD

● On compare les charges


Calage TC


Résultats de calage TC (horaire)


Calage TC

EGIS RAIL (TERESE) SIMBAD (DAVISUM)

charge % charge %

Nombre de

déplaceme

nts

Matrice 217 296 217 296

Affecté 209 951 217 296

Répartition

modale

Bus 121 651 39 130 408 40

Funiculaire 3 150 1 4 040 1,2

Métro 155 369 49,4 157 670 48,4

Tramway 34 582 11 33 676 10,3

Total 314 752 100 325 794 100

Charges

des

principales

lignes de

transports

collectifs

T1 17 750 4,25 15 298 4,7

T2 16 832 5,35 18 378 5,64

A 57 737 18,34 56 604 17,37

B 28 839 9,16 34 238 10,51

C 8 356 2,65 10 018 3,07

D 60 437 19,2 56 810 17,44


Synthèse : quels paramètres VP ?

● Typologie et caractéristiques des types

● Connecteurs

● Fonction de temps généralisé

● Pénalités aux nœuds

● Valeur du temps

● …



Synthèse : quels paramètres TC ?

● Fonction de temps généralisé

● Pénalités de temps aux arrêts (changement de ligne)

● Connecteurs

● Paramètres d’algorithme d’affectation (caractériser

l’incertitude sur le temps d’attente (cadence))



Merci de votre attention…


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