Flux réels et flux virtuels

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1 Flux réels et flux virtuels Maurice Bernadet - LET 10 avril 2015 Le champ ouvert par les banques de données regroupant des informations géolocalisées relatives aux infrastructures de transport et aux déplacements utilisant ces infrastructures est considérable. Il est très largement exploité par des applications sur ordinateur ou sur smartphone destinées au grand public, afin, notamment, de faciliter les déplacements des personnes aux entreprises, pour leur permettre de mieux gérer leurs transports, d améliorer la rentabilité de leurs flottes de véhicules A côté de ces applications très pratiques deux autres intéressent davantage les chercheurs : La possibilité de substituer des informations recueilles par GPS ou téléphone aux enquêtes sur les déplacements des personnes La construction et le calage des modèles de prévision de trafic 2 1

2 1 - Géolocalisation et suivi des véhicules 2 - Calcul d itinéraire et informations aux usagers 4 - Modèles de prévision de trafic Géolocalisation et suivi des véhicules 2 - Calcul d itinéraire et informations aux usagers 4 - Modèles de prévision de trafic 4 2

3 1 Géolocalisation et suivi des véhicules Les dispositifs de géolocalisation appliqués aux véhicules concernent tous les modes de transport S agissant du transport routier de marchandises, de très nombreux logiciels sont offerts sur le marché, avec des fonctionnalités proches : Suivi des véhicules, avec cartographie à l écran en temps réel Indicateurs d alerte lorsque ce suivi révèle des écarts (dans le temps ou dans l espace) par rapport au schéma planifié Etablissement de rapports d activités périodiques plus ou moins détaillés notamment sur le mouvement des véhicules : temps et durée des déplacements, temps et lieux des arrêts, vitesses, consommation de carburant Transmission des informations du chronotachygraphe 5 1 Géolocalisation et suivi des véhicules Les avantages mis en avant par les vendeurs de logiciels: Optimiser les trajets «Sécuriser» les opérations en juste-à-temps Prévenir les destinataires en cas de retard (ou d avance!) Réduire le kilométrage parcouru Améliorer la gestion des heures conducteurs Planifier automatiquement les cycles d entretien Réduire la consommation du carburant Offrir une protection contre le vol Contrôler l activité des conducteurs (flicage) 6 3

4 1 Géolocalisation et suivi des véhicules La géolocalisation peut également concerner les véhicules tractés (remorques ou semi-remorques) qui peuvent être «stockés» chez des clients en vue de leur chargement ou leur déchargement La géolocalisation concerne aussi ce que transportent les véhicules (routiers ou non) : Les conteneurs et les caisses mobiles Les marchandises grâce à des balises dissimulées dans les colis ou attachées aux palettes avec les mêmes objectifs d amélioration du service offert au client, de sécurisation et protection contre le vol 7 1 Géolocalisation et suivi des véhicules Concernant le transport ferroviaire La SNCF propose, depuis le 6 octobre 2014, un site SNCF Maps ( qui permet de visualiser à l écran l ensemble des trains qui circulent. Mais il existait depuis plusieurs années Raildar dont le site OMS Tchoutchou ( offre les mêmes fonctionnalités Différence dans la collecte des données : Raildar procède à une collecte permanente des informations de circulation disponibles sur divers sites officiels ; les informations de SNCF Maps reposent sur des GPS à bord des trains et des balises en bord de voie ; elles sont plus précises et plus «actuelles» Avantages Raildar : il existe une application pour smartphone, et Raildar indique les retards, ce qui n est pas le cas de SNCF Maps 8 4

5 1 Géolocalisation et suivi des véhicules Concernant le transport aérien Il existe des sites internet aux fonctionnalités équivalentes : par exemple ou encore qui affichent le trafic aérien en temps réel et donnent des informations sur chaque vol (trajet, numéro de vol, type d appareil, compagnie, altitude, vitesse ) Concernant le transport maritime Là encore, il existe plusieurs sites (par exemple permettant de visualiser les bateaux (bateaux de croisière ou cargos ) et donnant à leur sujet, en temps réel, quantités d informations : caractéristiques, trajet, vitesse, destination, jour et heure d arrivée estimée Géolocalisation et suivi des véhicules 2 - Calcul d itinéraire et informations aux usagers 4 - Modèles de prévision de trafic 10 5

6 2 Calcul d itinéraire et informations aux usagers Le calcul d itinéraire est une application des plus banales, avec ou sans géolocalisation de l utilisateur. Le critère sélection de l itinéraire est le temps de parcours. Les applications, dans le mode routier, offrent généralement le choix entre l utilisation ou non des autoroutes à péage ; elles indiquent parfois des itinéraires alternatifs ; elles fournissent une prévision de temps de parcours. Le calcul repose sur une base de données géolocalisées (SIG) des infrastructures de transport et de leurs caractéristiques très précises. Il existe ainsi, pour le mode routier, des calculateurs d itinéraires pour les poids lourds qui prennent en compte les limites de charge des chaussées, la hauteur sous ouvrages d art 11 2 Calcul d itinéraire et informations aux usagers Lorsque les calculateurs concernent les transports en commun (ex RATP, SNCF ), la base de données doit en outre disposer d informations sur les services supportés par ces infrastructures. Lorsque ces services sont très fréquents, le calculateur n indique pas le service précis à utiliser (il indique la ligne de métro à utiliser, pas l horaire de départ de ce métro), et le temps de parcours indiqué est une valeur moyenne pour le trajet considéré dans la tranche horaire considérée Lorsque ces services sont moins fréquents (train par exemple), le calculateur indique quel service doit être utilisé, avec son heure de départ et son heure d arrivée. A noter que les calculateurs d itinéraires multimodaux, c est-à-dire combinant plusieurs modes successifs, sont encore très peu fréquents 12 6

7 2 Calcul d itinéraire et informations aux usagers Nous pouvons cependant évoquer ici une réalisation relativement ambitieuse puisqu elle prétend fournir aux usagers toutes les informations possibles concernant tous les modes en vue de faciliter leurs déplacements : Optimod Lyon ( «Une plateforme intégrée d'innovation sur la mobilité urbaine et de coopération public-privé sur les systèmes de transports intelligents en milieu urbain.» «L enjeu est de centraliser toutes les données de la mobilité au sein d un unique entrepôt de données, dans l objectif de produire de manière intégrée des informations aux usagers, en temps réel, sur l ensemble des modes de transport.» (Plaquette de présentation) 13 2 Calcul d itinéraire et informations aux usagers Trois «actions» : 1 - Collecter les données en temps réel Transmission des données par les opérateurs de réseaux et de services Récupération des données «trafic routier» via un système de capteurs fixes et mobiles Partenaires : Grand Lyon, Geolocsystems, CETE de Metz, Autoroutes Trafic, Parkeon, Ville de Lyon 2 - Consolider et traiter les données collectées Consolidation des données de tous les modes de déplacement au sein de l entrepôt des données mobilité du Grand Lyon : données historiques et temps réel Partenaires :Grand Lyon, Cityway, LET-Université-Lyon

8 2 Calcul d itinéraire et informations aux usagers 3 - Diffuser en temps réel des informations fiables A Prédire le trafic à 1 heure pour Optimiser l exploitation des réseaux urbains via le système de pilotage des carrefours à feux de l agglomération Informer l usager sur les probables conditions de circulation qu il rencontrera dans 30 mn ou 1 heure B Offrir un navigateur urbain sur téléphone mobile Disposer à tout moment d une information tous modes, en temps réel, permettant d optimiser son trajet en fonction des événements Calculer des itinéraires combinant tous les modes de transport et les offres de services pour organiser son déplacement, avec une interface vocale 15 2 Calcul d itinéraire et informations aux usagers C Proposer un navigateur pour le fret urbain & un outil d optimisation des tournées de livraisons en ville Informer les conducteurs des conditions de trafic via un outil de guidage sur mobile intégrant la géométrie des voies de circulation, la disponibilité des aires de livraison et les données trafic historisées, en temps réel et à 1 heure Améliorer la gestion des livraisons avec un outil en ligne d optimisation des tournées 16 8

9 2 Calcul d itinéraire et informations aux usagers Les produits actuellement disponibles, mis en place en 2013 (mais complétés ou perfectionnés depuis) sont : un site internet Onlymoov : une application pour smartphone : Une version beta 2 de cette application est en cours de test depuis février 2015 avec Un calculateur d itinéraire multimodal en temps réel La visualisation des conditions de circulation en voiture à venir La consultation des données du réseau TCL avec l affichage des lignes, arrêts et horaires des bus Des pages consacrées à une cartographie animée 17 3 Système d informations géolocalisées 18 9

10 19 Optimisez vos déplacements! Le service Onlymoov' vous propose, en plus de son site internet, une application mobile gratuite et disponible immédiatement sur iphone et sur Android

11 2 Calcul d itinéraire et informations aux usagers Que vous soyez automobiliste ou cycliste, Onlymoov' l'appli vous permet désormais de retrouver toutes les informations utiles pour vous accompagner dans vos déplacements quotidiens : Visualiser l'état du trafic sur les principaux axes de l'agglomération Afficher les événements impactant vos conditions de déplacement (en cours et prévu) Afficher les chantiers perturbants en cours dans l'agglomération Afficher la disponibilité temps réel des parkings Afficher les aménagements cyclables dans l'agglomération Visualiser les disponibilités temps réel des stations Vélo'v Afficher le positionnement des arceaux vélos Géolocalisation et suivi des véhicules 2 - Calcul d itinéraire et informations aux usagers 4 - Modèles de prévision de trafic 22 11

12 Ce qui nous intéresse ici, ce n est pas le simple fait de localiser les porteurs de smartphone pour leur indiquer leur position, mais la possibilité, à partir de cette localisation, d obtenir des informations qui, à défaut, supposeraient la réalisation d enquêtes A ma connaissance, la première expérience (1994?) d utilisation des téléphones portables à cette fin a été le fait le l Observatoire National du Tourisme qui, à titre expérimental, en collaboration avec les opérateurs téléphoniques, a cherché à mieux connaître les parcours des touristes y compris les étrangers visitant des sites touristiques en région parisienne. Des expériences beaucoup plus ambitieuses ont été réalisées depuis et des travaux nombreux ont été réalisés pour étudier à quelles conditions la géolocalisation pouvait se substituer à des enquêtes déplacement. 23 Une première série de travaux a été réalisée dans le cadre du DEST (sous la direction de Jean-Loup Madre - IFSTTAR) a partir d un volet GPS dans l ENTD (Enquête Nationale Transport et Déplacement) de

13 Utilisation de GPS fournis aux enquêtés volontaires dans à peu près la moitié des régions ; rôle des enquêtés totalement passif Traitements complexes pour «reconstituer de manière automatisée des séquences continues, à la fois dans l'espace et dans le temps» et «enrichir les données GPS pour générer des tables équivalentes à celles des enquêtes classiques, mais avec une meilleure précision» Les avantages : Elimination de l oubli de certains déplacements dans les enquêtes classiques Données précises sur le déplacements très courts, les itinéraires, les temps terminaux, d attente, les vitesses Possibilité d allonger la période d enquête (de 2 jours à une semaine) 25 Plusieurs thèses : Shuning Yuan : «Méthodes d analyse de données GPS dans les enquêtes sur la mobilité des personnes : les données manquantes et leur estimation» (soutenue en 2010) Thanh-Tu Nguyen : «Mise au point d'une méthode de collecte de données de mobilité en utilisant des récepteurs GPS qui soit comparable avec les enquêtes classiques et applicable dans les pays du sud» (soutenue en 2013) Thi Huong Thao Pham : «Apports et difficultés d une collecte de données à l aide de récepteurs GPS pour réaliser une enquête sur la mobilité» (inscrite en 2011) Résumé : analyse comparative des 3 instruments d'enquête sur la mobilité : les traces GPS segmentées en déplacements; le CAPI-GPS ; le questionnaire classique dans l'entd. Mise au point d'outils statistiques afin de redresser le fichier des traces segmentées en déplacements. Evaluation de l'utilisation du GPS dans une enquête statistique afin de mesurer la mobilité 26 13

14 Autre travail réalisé par le LET (Patrick Bonnel), le CEREMA, l IGN : reconstituer des matrices O-D à partir des données de téléphonie mobile d Orange sur la région parisienne (le Grand Paris) les comparer avec d une part les données du recensement sur les déplacements domicile-travail et d autre part les données de l Enquête Globale Transport La comparaison avec les informations tirées du recensement sont un peu décevantes ; en revanche, malgré les limites des données, la comparaison avec les résultats de l EGT est prometteuse (cf. communication de Patrick Bonnel à la 10 e Conférence Internationale sur les Méthodes des Enquêtes Transport) 27 La question de l utilisation des techniques de géolocalisation pour compléter ou remplacer les enquêtes «classiques» est en effet très présente au plan international dans les communications présentées dans les Conférences Internationales sur les Méthodes des Enquêtes Transport. Depuis 2001 (6 e Conférence) elles comportent un axe sur l utilisation des nouvelles technologies Elle est présente également dans les conférences du TRB (Transportation Research Board) Il faut enfin signaler l Action COST SHANTI (Survey Harmonization with New Technologies Improvement) présidée par le DEST dont le rapport a été publié en

15 1 - Géolocalisation et suivi des véhicules 2 - Calcul d itinéraire et informations aux usagers 4 - Modèles de prévision de trafic 29 4 Modèles de prévision de trafic Les modèles de prévision de trafic qui utilisent eux aussi des données relatives aux infrastructures et aux services et qui permettent de calculer la rentabilité socio-économique d un investissement d infrastructure sont des modèles multimodaux. Classiquement ces modèles, qu ils concernent le transport de personnes ou de marchandises, sont à quatre étapes : La génération : volume de transport généré ou attiré par zone La distribution : répartition par couples origine-destination La répartition modale : mode(s) de transport utilisé(s) L affectation aux réseaux : itinéraires adoptés Les étapes 3 et 4 peuvent être regroupées dans un processus où on compare simultanément modes et itinéraires

16 4 Modèles de prévision de trafic L algorithme utilisé dans le choix du mode et de l itinéraire cherche à minimiser le coût généralisé (combinant notamment prix et temps de parcours) du déplacement Les choix du mode et de l itinéraire supposent donc une modélisation de l offre, sous forme d un graphe dont chaque arc est défini par son point de départ, son point d arrivée et le mode de transport qui lie ces deux points. Les caractéristiques précises de cet arc, permettant de calculer le coût généralisé de son utilisation y sont associées. De même pour les nœuds du graphe. La minimisation du coût généralisé ne concerne pas chaque arc pris isolément, mais la succession des arcs constituant un itinéraire et un mode (ou une succession de modes) reliant origine et destination 31 4 Modèles de prévision de trafic L établissement et la mise en œuvre du modèle font référence à trois temps : Dans un premier temps (calage du modèle), la comparaison entre les résultats du modèle et la situation d une année récente dont les valeurs sont connues permet d ajuster éventuellement ses paramètres pour améliorer sa pertinence Le modèle permet ensuite d établir la prévision de trafic dans la situation de référence, c est-à-dire l année future où le projet d infrastructure pourrait être réalisé, mais où il ne l est pas. Enfin le modèle établit la prévision de trafic en situation de projet, c està-dire pour la même année qu en situation de référence, mais en supposant que le projet d infrastructure a été réalisé 32 16

17 4 Modèles de prévision de trafic La comparaison entre les trafics en situation de référence et en situation de projet sert de base au calcul de la rentabilité socioéconomique du projet, ou plus précisément de sa composante «transport». Parmi les problèmes majeurs auxquels se heurte cette démarche l insuffisance des informations disponibles sur les arcs et les nœuds du réseau à modéliser à l étape du calage, l absence des données de trafic précisément localisées par arc. Le problème se pose particulièrement pour les modèles de prévision de trafic interurbain où l absence de chiffres pour le transport ferroviaire (en transport de personnes comme en transport de marchandises) constitue un handicap important. 33 En guise de conclusion : le rapport Jutand Parution, en mars 2015, à la Documentation française du rapport d un Comité présidé par Francis Jutand : «Ouverture des données de transport» Cf. Lettre de mission : «L une des thématiques retenues pour ces débats [sur la Modernisation de l Action Publique] est l offre de transport. Une plus large ouverture des données dans ce domaine permettrait de favoriser le développement de services facilitant l usage des transports publics et les nouvelles formes de mobilité. Cela permettrait également d offrir au public des services innovants combinant des informations sur les transports et des informations relatives à d autres domaines (tourisme, environnement, santé...)» «Ce Comité a pour mission d élaborer des recommandations concernant l ouverture des données publiques relatives à l offre de transport, en précisant les bénéfices attendus» 34 17

18 En guise de conclusion : le rapport Jutand Données auxquelles le rapport Jutand s intéresse 35 En guise de conclusion : le rapport Jutand Le rapport propose : une approche par thèmes : technique, juridique, économique une approche par «modes» de transport groupés en quatre ensembles : services publics ; services concurrentiels ; nouveaux services de mobilité (vélo, covoiturage, autopartage et stationnement) ; route. Pour toutes les données et pour les quatre «modes» le Comité fait une analyse des bénéfices attendus et des risques résultant d une ouverture des données formule des recommandations, notamment sur le plan juridique Voir :

19 Merci de votre attention 37 19