Modèles de trajectoires : Intérêt et difficultés

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1 LES PLÉNIÈRES 2009 DU LCPC Sciences et techniques du Génie Civil JOURNÉES TECHNIQUES ROUTES NANTES 3 et 4 FEVRIER 2009 Modèles de trajectoires : Intérêt et difficultés Dimitri DAUCHER Page 1

2 LES PLÉNIÈRES 2009 DU LCPC Sciences et techniques du Génie Civil JOURNÉES TECHNIQUES ROUTES NANTES 3 et 4 FEVRIER 2009 Plan Introduction : Trajectoires de véhicules en virage Modélisation : Modèles, Intérêt, Difficultés Conclusion et perspectives Page 2

3 Introduction : Trajectoires de véhicules en virage Idées de base : -Une meilleure gestion des difficultés en virage pourrait permettre d éviter environ 15 % des accidents de VL en France (étude LAB) -Un enjeu important est donc de parvenir à évaluer le risque encouru par un conducteur circulant à bord d un VL en virage s intéresser à la notion de trajectoire de véhicule en virage Ces «objets» sont des indicateurs représentatifs de l usage des infrastructures par les véhicules et les conducteurs. Leur étude est par conséquent un champ de recherche important susceptible d améliorer la sécurité routière de façon significative. s intéresser à la modélisation de l objet «trajectoire» afin de parvenir à évaluer la dangerosité de certaines trajectoires Page 3

4 Définition de l objet «trajectoire» : Introduction aux trajectoires de véhicules D après le glossaire MTT : «La trajectoire (déterministe) d un véhicule est la fonction continue de IR + dans IR 3 qui à tout instant t associe la position dans l espace du centre de gravité du véhicule représenté par un point pesant» t X(t) = x Y(t) = y Z(t) = z Page 4

5 Introduction aux trajectoires de véhicules L objet «trajectoire» du point de vue du modélisateur : La trajectoire d un véhicule durant un intervalle de temps T = [0, ] est la résultante de l interaction entre ce véhicule, son conducteur et l infrastruc ture routière : 6 Φ : T IR t a Φ(t) = x(t), y(t),x(t), y(t), x(t), y(t) Un même conducteur circulant à bord d un même véhicule sur une même route dans les mêmes conditions (trafic, météo, état du conducteur) ne reproduira pas exactement 2 fois la même trajectoire au sens de (1). Il est plus judicieux de modéliser les trajectoires par : (1) τ Ψ : IR x Ω IR 6 (t, ω) a Ψ(t, ω) = x, y,x, y, x, y (t, ω) (2) Page 5

6 LES PLÉNIÈRES 2009 DU LCPC Sciences et techniques du Génie Civil JOURNÉES TECHNIQUES ROUTES NANTES 3 et 4 FEVRIER 2009 Introduction : Trajectoires de véhicules en virage Modélisation : Modèles, Intérêt, Difficultés Conclusion et perspectives Page 6

7 Modélisation : intérêt La modélisation des trajectoires pour quoi faire? Un outil pour : Rejouer des scénarii pour comprendre et analyser divers comportements de conduite Dégager des méthodes pour identifier des trajectoires critiques Quantifier la «dangerosité» de certains types de trajectoires et évaluer la fréquence de leur apparition en situation de conduite naturelle fournir des indicateurs de risque Page 7

8 Modélisation : familles de modèles 2 grandes catégories de modélisation des trajectoires 1 2 Point de départ : Modèle mécanique (déterministe) de la dynamique des VL Point de départ : Observation de trajectoires identifier les paramètres les plus influents sur la sortie du modèle Analyse de données recueillies (suffisam ment riches et représentatives) Identification de plusieurs familles de trajectoires Modèle stochastique Modèle stochastique (par familles) Sortie processus stochastique U Évaluer une probabilité de défaillance P f [proba de s écarter au delà d un seuil d une cible qui est la trajectoire de référence] Page 8

9 Modélisation : 2 Objectif : Acquérir une famille de trajectoires représentatives sur un site comportant un virage «difficile» en palliant aux faiblesses du dispositif retenu : Choix d un site routier avec virage Choix d une famille de conducteurs Choix de consignes pour les conducteurs Protocole expérimental d acquisition Page 9

10 Modélisation : 2 Portion de circuit fermé ou Route ouverte Conducteurs : Panel de conducteurs représentatifs (profils assez variés) Classification / Modélisation / Risque Page 10

11 Modélisation Modélisation : évaluation du risque associé aux trajectoires - Définir des évènements de défaillance E i i = 1,, n : franchissement d état limite de service (position latérale sur la chaussée, accélération latérale, vitesse, ) - Estimer une probabilité de défaillance : P f (failure) = P(U E i ) - On dispose de méthodes pour estimer P f à partir de la connais sance de trajectoires Page 11

12 LES PLÉNIÈRES 2009 DU LCPC Sciences et techniques du Génie Civil JOURNÉES TECHNIQUES ROUTES NANTES 3 et 4 FEVRIER 2009 Introduction : Trajectoires de véhicules en virage Modélisation : Modèles, Intérêt, Difficultés Conclusion et perspectives Page 12

13 LES PLÉNIÈRES 2009 DU LCPC Sciences et techniques du Génie Civil JOURNÉES TECHNIQUES ROUTES NANTES 3 et 4 FEVRIER 2009 Conclusion Exploitation de données en provenance d observatoires de trajectoires Développement de méthodes de modélisation de trajectoires sur zone à risque (virages) Démarche (fiabiliste) permettant de caractériser la dangerosité Page 13

14 LES PLÉNIÈRES 2009 DU LCPC Sciences et techniques du Génie Civil JOURNÉES TECHNIQUES ROUTES NANTES 3 et 4 FEVRIER 2009 Perspectives Amélioration des technologies Représentativité des trajectoires utilisées? Applicabilité / Applications Page 14