Un réseau complexe et critique

Contrôle et suivi des usagers à l’aide de systèmes de transport intelligents

Une étude menée par IBM en juin 2011 montre une évolution de 8% à 28%, entre 2010 et 2011, du nombre de New-Yorkais pour qui les transports auraient grandement nui à leur travail ou études [IBM11]. D’une part, ceci pourrait nous laisser supposer que les automobilistes sont de plus en plus exigeants. D’autre part, ceci pourrait également nous indiquer que les flux de circulation sont plus importants, ou que l’effort pour les absorber n’est plus suffisant. De plus, les barres en bleu foncé sur le graphique 1.3 montrent l’importance de la perte de temps engendrée par les embouteillages dans dix villes mondiales en 2010, selon Inrix 1 . Face à des chiffres qui impressionnent (p. ex., 94 heures sont perdues annuellement par automobiliste dans Bruxelles), il devient de plus en plus nécessaire de réagir rapidement à chaque situation de crise pouvant intervenir sur le réseau routier. Les ingénieurs l’ont bien compris, en développant des systèmes dits intelligents, qui sont devenus une nécessité ces dernières années. Les barres en bleu clair sur la figure 1.3 montrent une baisse significative de la perte de temps en 2013. Le nombre de véhicules en circulation allant en évoluant, nous pouvons conclure que cette baisse est a priori liée à de nouveaux aménagements ou à l’implantation de tels systèmes. Définition 1. Les systèmes de transport intelligents (STI) apparaissent comme étant l’application des nouvelles technologies de l’information et de la communication au domaine des transports [Weba]. Ces nouveaux systèmes, apparus progressivement depuis les années 1960, se basent essentiellement sur des technologies permettant de détecter ou de visionner le comportement du trafic et de ses usagers. Ils permettent de réagir plus rapidement – parfois en temps-réel – aux variations du trafic routier. En milieu urbain, les systèmes de transport intelligents s’étendent à de nombreuses applications. Une manière de les catégoriser serait de les répartir dans les domaines d’application qui suivent [KTYR] : gestion et contrôle du trafic, péages et tarification routière, sécurité routière et application de la loi, transports publics, informations et guides aux conducteurs, gestion du fret et des flottes, et enfin sécurité du véhicule. Ces systèmes agissent également de manière plus ou moins directe sur des enjeux modernes tels que la pollution, en permettant de réduire l’émission de gaz à effet de serre (conséquence d’une régulation cohérente du trafic). Le but visé par de tels systèmes est d’optimiser au mieux les coûts globaux liés au trafic routier et d’améliorer l’expérience de l’utilisateur sur des réseaux souvent complexes. 

Le cas particulier des feux de circulation

L’intérêt des feux de circulation en milieu urbain n’est plus à démontrer. En premier lieu, ils servent à la sécurité des utilisateurs, sur des carrefours (ou intersections dans la suite du document) subissant une charge suffisamment importante pour être considérée dangereuse. Sans ces systèmes, si plusieurs flux de véhicules importants venaient à se croiser sur un intersection, le comportement individualiste des utilisateurs rendrait la traversée des carrefours périlleuse et augmenterait le temps perdu. La mise en place de séquences temporisées permettant de régir le passage des véhicules a donc été une nécessité très tôt dans l’histoire de la circulation routière. Le premier feu de circulation aurait ainsi été installé à Londres le 10 décembre 1868, sous la forme d’une lanterne à gaz pivotante aux couleurs rouge et verte. Pour fonctionner, il était nécessaire qu’un agent de police soit présent pour la manœuvrer. En France, il aura fallut attendre 1920 pour que Léon Foenquinos (1889 – 1954) décrive les feux tricolores : « on installera, aux angles des croisements de rues, des poteaux ayant trois mètres de hauteur, sur lesquels seront fixés des signaux électriques lumineux et sonores (…) ». Aujourd’hui, et dans de nombreux pays, il est courant de voir des feux de circulation dont les ampoules sont remplacées par des diodes électrolu- minescentes et qui affichent le décompte des secondes restant avant un changement d’état. L’application des nouvelles technologies de l’information et de la communication à ce type d’équipement représente une réelle opportunité. Les séquences habituellement utilisées ne sont pas toujours en adéquation avec la nature temps-réel du trafic routier. De plus, la présence de plusieurs feux de circulation successifs peut rapidement devenir inefficace si l’automobiliste doit s’y arrêter à chaque fois. Comme le montre [Mac+08], la gestion intelligente des feux de circulation est au cœur de nombreuses problématiques STI et est capable de fluidifier le trafic routier, en plus de servir indirectement l’environnement.

De nouvelles problématiques

Qu’il s’agisse de routes, d’intersections, de feux de circulation ou de simples places de stationnement, l’infrastructure routière urbaine est aujourd’hui devenue comparable à un véritable réseau de communication. L’utilisation de systèmes de transports intelligents pour gérer cette infrastructure rend ce parallèle d’autant plus intéressant. Ainsi, si rendre l’infrastructure routière intelligente est un objectif développé depuis bien des années, il nous faut aujourd’hui intégrer les problématiques propres aux liaisons entre les différents équipements. Actuellement, en France, les réseaux routiers urbains sont en majorité gérés par des centres d’ingénierie et de gestion du trafic (CIGT). Le rôle de tels organismes, généralement responsables d’une zone géographique bien particulière, est de coordonner au mieux les différents éléments routiers, et de faire face aux situations quotidiennes (travaux, accidents, gestion du trafic routier et des pics d’affluence, etc.). Ces centres, instaurés à la fin des années 1990 en France, possèdent généralement un poste de contrôle (PC) permettant l’exploitation d’un ensemble de technologies placées sur le terrain. Ces systèmes sont au centre d’une infrastructure urbaine. Citons par exemple le PC Lutèce situé au cœur de Paris, qui est relié à plus de 1 800 feux de circulation. Les missions des CIGT sont multiples : recueillir les données en provenance des véhicules, usagers et routes afin de remplir un rôle de superviseur et d’agir en cas de problème, gérer le trafic en cas d’imprévus ou encore informer les usagers. Remarquons que dans les pays anglo-saxons, la gestion du trafic est généralement divisée en plusieurs domaines qui sont gérés par des organismes tels que l’Institute of Transportation Engineers en charge des aspects suivants : caractéristiques du trafic, planification des transports, conception des infrastructures, contrôle, et maintenance organisationnelle, administrative et matérielle [HKD92 ; MW90].