MODÉLISATION ET GESTION DES BUS: SOLUTIONS INTERMÉDIAIRES ENTRE DES VOIES PARTAGÉES ET RÉSERVÉES

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1 MODÉLISATION ET GESTION DES BUS: SOLUTIONS INTERMÉDIAIRES ENTRE DES VOIES PARTAGÉES ET RÉSERVÉES Journée «Voies réservées aux TC et au covoiturage» Jeudi 9 avril 2015 au CEREMA Centre-Est Etienne Hans Nicolas Chiabaut (LICIT)

2 Contexte Positionnement des études conduites au LICIT 2 Projet Chronobusde Nantes Métropole : 7 BHNS qui sont : «Rapides, réguliers, confortables et accessibles[(géographiquement et financièrement)]». Source : Confort Régularité Rapidité Diffusion spatiale Attente des usagers Tarification

3 Contexte Positionnement des études conduites au LICIT 3 Projet Chronobusde Nantes Métropole : 7 BHNS qui sont : «Rapides, réguliers, confortables et accessibles[(géographiquement et financièrement)]». Source : Confort Régularité Rapidité Diffusion spatiale Attente des usagers Tarification Les études menées se placent: En aval du design du réseau de TC et du parcours des lignes ; En aval du choix du matériel roulant et de la billettique ; Indépendamment de la politique de tarification fixée ;

4 Contexte TC et trafic: deux systèmes imbriqués 4 Feux de circulation TC soumis à la congestion Circulation routière

5 Contexte TC et trafic: deux systèmes imbriqués 5 TC soumis à la congestion Baisse de l efficacité des lignes Baisse des vitesses commerciales Non respect des fréquences Coût pour l exploitant Populations captives impactées Report modal limité

6 Contexte TC et trafic: deux systèmes imbriqués 6 Feux de circulation TC soumis à la congestion Circulation routière Baisse de l efficacité des lignes Coût pour l exploitant Populations captives impactées Report modal limité Moyens d actions Stratégies Modification de l infra Régulation des lignes

7 TC soumis à la congestion Feux de circulation Circulation routière Efficacité des lignes Préservation de la vitesse commerciale Moyens d actions Stratégies Modification de l infra Régulation des lignes 7 Projet ADViCe Allocation Dynamique des Voies de Circulation Financé par

8 BUS BUS BUS Solutions existantes Couloirs de bus 8 Désavantages Avantages Mouvements tournants légèrement gênés Pas de trafic gênant pour les bus Capacité réduite Cumulable avec la Priorité Bus Acceptabilité difficile Dissociation des Lignes de Feux possible

9 Solutions existantes Priorité aux feux 9 Désavantages Dépend du trafic Avantage les bus en avance Gain de temps Avantages Facile à mettre en place

10 BUS BUS BUS Projet ADViCe Solution innovante: Le couloir de bus dynamique 10 Absence de bus Présence d un bus

11 Projet ADViCe Mise en œuvre 11 Objectifs du projet ADViCe Définir une méthodologie pour la mise en place d une solution innovantede gestion du trafic Développer les technologies adaptées et les mettre en œuvre Expérimenterles stratégies ADViCe Evaluer et optimiser les scénarios de régulation Structure du projet ADViCe Projet 1. Conception d une solution innovante Projet 2. Implémentation & expérimentation Recherche d un financement type FUI pôle de compétitivité

12 Projet ADViCe Tâche 1: Identification des cas d usage 12 Identification des sites potentiels : -Caractérisation théorique : type de véhicules, volumes, géométrie de la voirie, règlement de circulation, type de quartier -Sélection des sites réels ; Pertinence par rapport au fonctionnement du réseau TC ; Aspects réglementaires et institutionnels Scénarios de trafic adaptés Compatibilité et acceptabilité du système EGIS, IFSTTAR - LICIT

13 Projet ADViCe Tâche 2: Analyse système - Choix technologiques 13 Définition de l architecture système Interfaces: -Homme / Machine ; -Signalisation. Identification des technologies adaptées : -Capteurs ; -LEDs; -Transmission de l information CEA-LETI, ECL-LIESP, IFSTTAR-LESCOT, VOLVO IT

14 Projet ADViCe Tâche 3: Evaluation théorique par la simulation 14 Modélisation de l impact d ADViCe sur le trafic : Prise en compte des grandeurs déterminantes ; Respect des consignes ; Intégration dans la plateforme de simulation SymuVia ; Etude de sensibilité aux paramètres des stratégies ADViCe : Efficacité du système ; Impact environnemental. IFSTTAR-LICIT, EGIS

15 Projet ADViCe Tâche 4: Préconisation préliminaire et suites 15 CEA-LETI, ECL-LIESP, EGIS, IFSTTAR-LESCOT, IFSTTAR-LICIT, VOLVO IT T2 identification des technologies adaptées : signalisation, interfaces, capteurs, communication, etc. Projet P1 T1 Identification des cas d usage : sites potentiels, scénarios de trafic, etc. T3 Evaluation en simulation : modèles de trafic adapté, indicateurs, etc. Projet P2 (recherche financement type FUI pôle de compétitivité) Test d un système ADViCe : développement, tests, expérimentation, validation et évaluation des stratégies

16 TC soumis à la congestion Feux de circulation Circulation routière Efficacité des lignes Préservation de la vitesse commerciale Moyens d actions Stratégies Modification de l infra Régulation des lignes 16 Projet ADViCe Allocation Dynamique des Voies de Circulation Désavantages Avantages Difficultéde mise en œuvre en congestion Crée des saslibres pour les bus Non prise en compte des fréquences Préserve une vitesse commerciale élevée

17 TC soumis à la congestion Feux de circulation Circulation routière Efficacité des lignes Maintien des fréquences annoncées Modélisation - anticipation Moyens d actions Stratégies Régulation des lignes Modification de l infra 17 Gestion dynamique des lignes de bus Prévision à court terme pour préserver les fréquences Lors l infrastructure n est pas modifiée Lorsque les bus sont dans le trafic Lorsque l on souhaite simplement réguler une ligne

18 Gestion dynamique des lignes de bus Un système complexe 18 Comportement du conducteur Fréquence cible Trafic environnant Demande en passagers Emission / Attraction Feux de circulation Départs des bus

19 Gestion dynamique des lignes de bus Stratégies existantes 19 Imposer des vitesses de conduite au conducteur Comportement du conducteur Fréquence cible Trafic environnant Sites propres Voies de bus dynamiques Demande en passagers Emission / Attraction Feux de circulation Limiter la montée des Priorité des bus aux feux passagers Ajouter des marges dans les horaires Maintenir les bus en avance aux arrêts Départs des bus Contrôler le départ des bus

20 Gestion dynamique des lignes de bus Stratégies existantes 20 Imposer des vitesses de conduite au conducteur Comportement du conducteur Fréquence cible Trafic environnant Sites propres Voies de bus dynamiques Demande en passagers Emission / Attraction Feux de circulation Limiter la montée des Priorité des bus aux feux passagers Ajouter des marges dans les horaires Maintenir les bus en avance aux arrêts Départs des bus Contrôler le départ des bus Objectif: Anticiper les irrégularités pour actionner des actions préventives

21 Prévision à court-terme d une ligne de bus Démarche 21 Cadre d étude Signification concrète DONNÉES MODÈLE Position sur la ligne PRÉVISION Temps

22 Prévision à court-terme d une ligne de bus Démarche 22 Cadre d étude Signification concrète DONNÉES MODÈLE Position sur la ligne Données/Trajectoires en temps-réel PRÉVISION ) *+, Temps

23 Prévision à court-terme d une ligne de bus Démarche 23 Cadre d étude Signification concrète DONNÉES MODÈLE Position sur la ligne Données archivées sur les jours précédents Paramètres par défaut Données/Trajectoires en temps-réel Trajectoires modélisées PRÉVISION ) *+, Temps

24 Prévision à court-terme d une ligne de bus Démarche 24 Cadre d étude Signification concrète DONNÉES MODÈLE Position sur la ligne Données archivées sur les jours précédents Paramètres par défaut Données/Trajectoires en temps-réel Trajectoires modélisées Comparaison Assimilation des données Recalibrage des paramètres PRÉVISION Assimilation ) *+, Temps

25 Prévision à court-terme d une ligne de bus Démarche 25 Cadre d étude Signification concrète DONNÉES MODÈLE Position sur la ligne Données archivées sur les jours précédents Paramètres par défaut Données/Trajectoires en temps-réel Trajectoires modélisées Comparaison Assimilation des données Recalibrage des paramètres PRÉVISION Assimilation ) *+, Temps

26 Prévision à court-terme d une ligne de bus Démarche 26 Cadre d étude Signification concrète DONNÉES MODÈLE Position sur la ligne Données archivées sur les jours précédents Paramètres par défaut Données/Trajectoires en temps-réel Trajectoires modélisées Comparaison Assimilation des données Recalibrage des paramètres PRÉVISION Trajectoires représentatives Période de validité de la prévision Assimilation ) *+, Prévision Temps

27 Prévision à court-terme d une ligne de bus Démarche 27 Cadre d étude Signification concrète DONNÉES MODÈLE Position sur la ligne Données archivées sur les jours précédents Paramètres par défaut Données/Trajectoires en temps-réel Trajectoires modélisées Comparaison Assimilation des données Recalibrage des paramètres PRÉVISION Trajectoires représentatives Période de validité de la prévision Détection de situations critiques Assimilation ) *+, Prévision Temps Enclenchement de stratégies adaptées

28 Prévision à court-terme d une ligne de bus Nécessité d une modélisation adaptée 28 Microscopique Toutes les positions des bus Toutes les positions des voitures Toutes les positions des usagers sontsimuléesaucoursdutemps.

29 Prévision à court-terme d une ligne de bus Nécessité d une modélisation adaptée 29 Microscopique Toutes les positions des bus Toutes les positions des voitures Toutes les positions des usagers sontsimuléesaucoursdutemps. Mesoscopique On ne calcule que les trajectoires des bus, sans considérer les voitures et usagers. Pour chaque bus: Pour chaque arrêt: (1)Ongénèreuntempsd arrêt-dubusàl arrêt; (2)Ongénèreuntempsdeparcours.dubusjusqu àl arrêtsuivant.

30 Prévision à court-terme d une ligne de bus Nécessité d une modélisation adaptée (temps d arrêt) 30 Nombre de montées 6 A0B D7 D: temps inter-bus E: demande Nombre de descentes 3 ;<0=,?7 =: proportion de descente Temps d arrêt Si flux séparés: -/max 01.3; Sinon: -/ : temps individuel de descente 5: temps individuel de montée 9: ouverture/fermeture des portes

31 Prévision à court-terme d une ligne de bus Nécessité d une modélisation adaptée (temps de parcours) 31? Distributions de temps de parcours Prise en compte de l environnement

32 Prévision à court-terme d une ligne de bus Test sur des données réelles (Portland, USA) 32 Des bus équipés La base de données libre Dates de passage aux arrêts Deux mois de donnéessur un boulevard urbain Feux de circulation Comptage des débits Comptage des montées et descentes aux arrêts

33 Prévision à court-terme d une ligne Résultats 33 Real future headway h <G 180 (ahead) G 180 hn <G (ahead) G hn G+180 (late) G+180<hN (late) Recommendation h<g 180 (ahead) 321 (80 %) (98 %) (18 %) 6 (2 %) 6 0 (0 %) Total 399 (100 %) (2 %) Applying regulation to delay the current bus or to speed up its leader Predicted future headwayh G 180 h G+180 (approximately on-time) 108 (8 %) 600 (45 %) (87 %) (42 %) 69 (5 %) 1343 (100 %) Doing not apply any regulation G+180<h (late) 0 (0 %) 5 5 (1 %) (1 %) 164 (33 %) (99 %) (66 %) 499 (100 %) Applying regulation to speed up the current bus or to delay its leader

34 Prévision à court-terme d une ligne Résultats 34 Real future headway h <G 180 (ahead) G 180 hn <G (ahead) G hn G+180 (late) G+180<hN (late) Recommendation h<g 180 (ahead) 321 (80 %) (98 %) (18 %) 6 (2 %) 6 0 (0 %) Total 399 (100 %) (2 %) Applying regulation to delay the current bus or to speed up its leader Predicted future headwayh G 180 h G+180 (approximately on-time) 108 (8 %) 600 (45 %) (87 %) (42 %) 69 (5 %) 1343 (100 %) Doing not apply any regulation G+180<h (late) 0 (0 %) 5 5 (1 %) (1 %) 164 (33 %) (99 %) (66 %) 499 (100 %) Applying regulation to speed up the current bus or to delay its leader

35 Conclusions et perspectives 35 MODÉLISATION DES BUS ET DU TRAFIC Micro-simulation pour l évaluation des systèmes de transport Connaître l effet des régulations possibles Modélisation mesoscopique pour la gestion en temps-réel Anticiper l évolution du système STRATÉGIES DE RÉGULATION INNOVANTES Stratégies classiques de régulation des lignes de bus Stratégies classiques : site propre, priorité des bus aux feux Stratégies innovantes de partage de la voirie projet ADViCe PERSPECTIVES Régulation conjointe des bus et du trafic Stratégies moins intrusives : Contrôle de plusieurs feux Contrôle zonal

36 Conclusions et perspectives 36 PERSPECTIVES Régulation conjointe des bus et du trafic Stratégies moins intrusives: Contrôle de plusieurs feux Contrôle zonal