Congrès ATEC ITS France 2014 : Les Rencontres de la Mobilité Intelligente

Transcription

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2 Présentation de la DIR EST Le réseau de la DIR Est s étend sur 4 régions (Lorraine, Alsace, Franche Comté, Champagne Ardenne), 12 départements et compte 1660 km d autoroutes aux trafics élevés et de routes à 2 x 2 voies ou bidirectionnelles. La DIR EST est située dans un contexte géographique atypique autour de 4 pays frontaliers que sont la Belgique, le Luxembourg, l Allemagne et la Suisse ; cette configuration routière induit de forts déplacements domicile / travail aux heures de pointes. La circulation autour de cinq grosses agglomérations, générant de nombreux échangeurs et zones commerciales, doit être contrôlée : Strasbourg ; Metz ; Nancy ; Mulhouse ; Besançon Le sillon Lorrain (A31) ainsi que le sillon Rhénan (A35 / RN83), voient un trafic de Poids Lourd de plus en plus important. Un des rôles de la DIR EST étant de gérer les flux de circulation sur ces différents secteurs, et devant tenir compte de chaque topologie de réseau, une Régulation Dynamique des Vitesses a été déployée sur les secteurs de Thionville et Mulhouse, l objectif étant à terme de réguler la vitesse du trafic en fonction du nombre d usagers et du secteur concerné. Pour ce faire, le réseau routier doit être pourvu de nombreux équipements dynamiques tels que les Panneaux à Messages Variables, les caméras de vidéosurveillance, les stations de comptages, etc... Le Service Systèmes et Réseaux de la DIR EST, en charge de piloter l opération, se devait de bénéficier d outils pouvant assumer un déploiement conséquent d équipements dans un très court délai : un marché à bons de commande de fourniture de capteurs de comptage «multi technologie» à été crée courant 2012, qui servira pleinement dans le déploiement de stations de comptage, donc l objectif est de suivre les conditions de circulation en temps réel, mais aussi en temps différé (statistiques).

3 Technologies de comptage retenue : Les deux «nouvelles technologies» déployées dans le cadre de ces projets sont les suivantes : Station semi intrusive de technologie «magnétomètre» de marque SEN SYS NETWORKS ; Station non intrusive de technologie «radar» de marque WAVETRONIX. Principe de la technologie «magnétomètre» par SENSYS NETWORKS Le capteur magnétomètre implanté dans la chaussée, a pour fonction de repérer les déformations du champ magnétique terrestre sur 3 axes : X, Y et Z. La station de comptage, qui est en réalité un «point d accès», fonctionne en communication radio sans fil, via un protocole propriétaire et sur une bande fréquence 2,4 Ghz. Le point d accès communique avec des capteurs totalement autonomes : ces capteurs sont alimentés par des piles lithium et ont une autonomie annoncée de 10 ans par le fabricant. Schématisation du principe de fonctionnement de la station SENSYS En comparaison avec la boucle SIREDO, technologie de comptage très répandu depuis plus de 20 ans sur les réseaux routiers français : un capteur «remplace» une boucle SI REDO.

4 Les points forts de la technologie sont les suivants : Une très bonne précision de mesures en débit, vitesses et longueurs des véhicules ; Très rapide d installation : le point d accès, d une taille très réduite, peut s installer sur des ouvrages existants ou sur un mât en accotement, son champ d action en radio étant suffisamment large (180 environ), alors que chaque capteur nécessite environ 20 minutes de pose en chaussée (carottage de Ø10cm de largeur et de Ø6cm profondeur) ; Le capteur est totalement insensible aux différentes conditions météorologiques ; Le point d accès consomme très peu d énergie (2W), et peut facilement être alimenté via des panneaux solaires ; Déport des capteurs possible et sur des longues distances, via la possibilité d installer un répéteur (sur un ouvrage ou bien un mât en accotement) ; Données remontées en temps réel ou bien temps différé ; Enfin, la station est compatible avec les systèmes de recueil existants.

5 Principe de la technologie «radar» par WAVETRONIX, le SmartSensor HD : Le radar SmartSensor HD, développé par la société Américaine Wavetronix, est un radar haute résolution double faisceaux, dont le principe est d envoyer des ondes à hautes fréquence perpendiculairement à la chaussée. Schématisation du principe de fonctionnement de la station WAVETRONIX Le véhicule qui circule traverse alors les deux champs magnétiques générés par le radar : ce dernier est alors capable de déterminer le temps mis par le véhicule pour traverser les faisceaux, à quelle vitesse, et donc par formule mathématique, déterminer la longueur du véhicule ciblé. Le radar est bien sûr capable de réaliser du débit tout véhicule. Les points forts de la technologie sont les suivants : Aucun besoin de réaliser des travaux en chaussée : le radar s installe généralement sur un mât en accotement de la chaussée ; Un seul radar pour les 2 sens de circulation, pouvant compter jusqu à 2x5 voies ; Faible consommation (environ 10W) ; Données remontées en temps réel ou bien temps en différé ; Enfin, la station est compatible avec les systèmes de recueil existants.

6 Déploiement des premières stations «magnétomètres» A31 RDV Thionville : Dans le cadre du déploiement des stations de comptage sur le secteur de Thionville Luxembourg (environ 25km) dans le cadre de la mise en place d une Régulation Dynamique des Vitesses, il a été déployé une station tous les kilomètres. La DIR EST, souhaitant se baser sur les stations SIREDO déjà existantes, a dû déployer 15 stations de comptage SENSYS sur 2 ans ( ). En tant que Maître d œuvre de l opération, le pôle Maîtrise d œuvre de la DIR EST a d ores et déjà pu faire plusieurs constats sur le déploiement de ces stations : Les stations «magnétomètres» font preuve d une rapidité et d une facilité d installation intéressante : techniquement, il n y a aucune difficulté. En effet, il suffit de fixer le point d accès sur un mât (installé dans le cadre du marché, ou existant). Il est également possible (avec accord de l entreprise concernée par la garantie ou la maintenance), de mutualiser les mâts avec d autres équipements (caméras de vidéosurveillance dans le cas de la DIR EST) ; Les stations communiquent sur différents supports de transmission : possibilité de créer une liaison Fibre Optique en IP, GPRS (téléphonie), ou même via des émetteurs / récepteurs radio ; Les contraintes liées à l exploitation sont très réduites : la où une pose de 8 boucles électromagnétiques prend (en moyenne) 2 nuits de travaux, l entreprise en charge de la pose des capteurs magnétomètres à installer 68 capteurs dans la chaussée en 4 nuits ; La durée de vie annoncée des capteurs magnétomètres par le fabricant est de 10 ans. Les premiers retours d expériences sur ce point sont pour le moment positifs. Les récepteurs sont eux, alimentées en POE (Power Over Ethernet), c est à dire qu un simple câble Ethernet couplé à un boîtier POE, suffit à alimenter la station ; Les capteurs en chaussée sont automatiquement détectés par le récepteur : à l aide d un PC portable, les stations sont très rapidement paramétrables localement à l aide d un logiciel à la fois simple et ergonomique. L étape suivant la phase de déploiement, est la phase de test des stations. Il est en effet indispensable de connaître la qualité des données relevées par la station. Les phases de test (aussi appelées «recettes site») se déroulent sous circulation : les mesures testées sont la vitesse, le débit et la classification Véhicule léger / Poids Lourds (VL / PL) : Pour les tests de vitesses, nous avons utilisé un radar mobile utilisé par la gendarmerie : le MESTA 210. Le principe est le suivant : un PC portable est connecté au radar, un autre PC portable est également connecté à la station de comptage. Les données relevées en temps réel par les deux instruments sont ensuite insérées dans un tableur, le but étant de réaliser des statistiques afin de connaître le pourcentage d erreurs de la station par rapport à un étalon. Pour les tests de débit, le principe est simplement de réaliser des comptages manuels sur une durée de 6 minutes, à l aide de compteurs, et enfin de croiser le nombre de véhicule compté par la station, avec le relevé manuel ;

7 Pour les tests de classification VL / PL, le principe est le même que pour le débit, mais cette fois en différenciant les VL des PL. Les données sont ensuite croisées avec les données relevées par la station en 6 minutes. Premiers retours d expériences sur la technologie «magnétomètres» : Les premières stations ayant été déployées en septembre octobre 2012, il est désormais possible d en tirer quelques enseignements : Peu de travaux en globalité ; La pose et la dépose des capteurs se réalisent sans contraintes ; Durée totale de déploiement très raisonnable (environ 2 semaines) ; Encombrement des stations réduit ; Le paramétrage ne pose aucune difficulté ; les techniciens de maintenance du CISGT Myrabel ayant suivi une formation sur la technologie, sont aujourd hui capables de paramétrer les stations eux mêmes ; La précision des données relevées par les stations est très bonne ; L intégration des stations dans les systèmes de recueil existants se réalise rapidement ; Station native IP ; Les recettes terrains présentent des contraintes non négligeables : instabilité de la météo, consistance du trafic, lourdeur du matériel à mettre en place, etc. Mais ces contraintes ne sont pas liées à la technologie. Enfin, qu en est t il de la durée de vie des capteurs, annoncée de 10 ans? Exemple d un tableur généré suite aux relevés des instruments de mesure

8 Déploiement des premières stations «radar» A35 VRU Mulhouse : Similaire au projet de Thionville, le déploiement de 11 stations de comptage de type «radar» s effectue dans l objectif de déployer un calcul de temps de parcours, et à terme, une Régulation Dynamique des Vitesses. En tant que Maître d œuvre de l opération, le pôle Maîtrise d œuvre de la DIR EST a d ores et déjà pu faire plusieurs constats sur le déploiement de ces stations : Les stations font preuve d une grande rapidité d installation, les contraintes d exploitation sont très réduites : uniquement besoin d un balisage pour poser le mât ; La hauteur et le recul du mât (mutualisable) à implanter, dépend d un certains nombres de paramètres : hauteur du talus, nombre de voies à compter, possibilité de réflexion d ondes ; Un abaque constructeur existe afin de définir de manière optimal ces paramètres ; Le radar peut compter jusqu à 10 voies ; Une fois le radar paramétré, un logiciel propriétaire permet de consulter en temps réel l état du radar : précision du positionnement, nombre de voies et véhicules détectés. Le réglage du radar, peut s avérer complexe : la technologie du radar induit une très grande précision de réglage quand la topologie de la chaussée est dans une configuration complexe : nombreuses voies de circulation, réflexion d onde générées par l accotement (forte pente, mur anti bruit...), mât de grande taille (jusqu à 12m) ; Le radar consomme peu d énergie (10W). Parmi les 11 radars déployés, 2 sont alimentés en énergie solaire. Mât de radar de comptage «mutualisé» avec une caméra

9 La phase de test des radars est très similaire à celle des stations «magnétomètre», le principe restant exactement le même : Radar mobile MESTA 210 utilisé pour les contrôles de vitesses : un PC portable est connecté au radar, un autre PC portable est connecté à la «station radar». Les données relevées en temps réel par les deux instruments sont ensuite insérées dans un tableur, le but étant de réaliser des statistiques afin de connaître le pourcentage d erreurs de la station par rapport à un étalon. La seule différence avec les tests réalisés sur Thionville, et que sur le secteur de Mulhouse, la chaussée est de type 2x3 voies, donc pour réaliser des mesures de vitesses sur la voie rapide, cela s avère plus complexe en raison du nombre de véhicule masquant ceux circulant sur la voie rapide. Pour les tests de débit, le principe est simplement de réaliser des comptages manuels sur une durée de 6 minutes, à l aide de compteurs, et enfin de croiser le nombre de véhicule compté par la station, avec le relevé manuel. Radar MESTA 210

10 Premiers retours d expériences sur la technologie «radar» : Les premières stations ayant été déployées en septembre octobre 2012, il est désormais possible d en tirer quelques enseignements : Aucun travaux en chaussée ; Les batteries des radars autonomes (solaire) sont assez imposantes ; Réglage parfois très complexe du capteur ; La précision des vitesses est excellente ; à contrario, les débits et classification VL/PL sont de qualité correcte mais après plusieurs réglages réalisés par le fabricant, et deux phases de tests par le maître d œuvre ; L intégration des stations dans les systèmes de recueil existants est plutôt complexe ; matériel très propriétaire ; Station non native IP ; double liaison série RS232 RS485 ; Comme pour les stations magnétomètres, les recettes terrains présentes des contraintes non négligeables : instabilité de la météo, consistance du trafic, lourdeur du matériel à mettre en place, etc... Enfin, qu en est t il des vibrations dû à la météo, et du vieillissement des fixations à long terme?