Prospection de lignes AHNS en Île-de-France

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1 1. Introduction Prospection de lignes AHNS en Île-de-France 1.1 Le contexte de travail L Assemblée Nationale a lancé un débat à la fin de septembre 2010 sur le projet de transport collectif en banlieue parisienne pour bien lier les communes périphériques à éviter traverser le centre de Paris, simultanément bien développer ces régions de banlieue pour accueillir plus des habitations de ménage et des emplois. On a deux projets de réseau ferré à concurrence, un projet de la version Jean-Paul Huchon 8-10 milliards euros pour l Arc Express et la version de Christian Blanc 21,4 milliards euros pour le «Grand Huit». Ces investissements immenses sont tous les deux dans une grandeur du montant de financement. Mais est-ce qu il y aura des autres solutions pour réaliser cet objet évitant le coût pharaonique? Le service d AHNS peut-être est un mode probable. En janvier 2011, l ötat et la région ont arrivé un accord sur le projet de métro automatique parisien en base du scénario de «Grand Huit». 1.2 L objectif du projet La mise en service d une ligne d AHNS amène les avantages pour la société. Pour bien montrer la faisabilité et l utilité de service d AHNS, on devrait présenter au moins les évaluations sur trois aspects à travers de la modélisation : - la faisabilité de projet pour les exploitants : on fait une hypothèse sur le coût de production de service de transport et le tarif de service d AHNS, grâce au résultat de l affectation, on synthétise un résultat de l analyse coût-bénéfice à juger le niveau de faisabilité ; - les effets pour les usagers : on se focalise sur le report d itinéraire chargé de transport collectif et le report de voiture particulière à transport en commun, puis calcule ce que économisent les usagers grâce au nouveau service ; - les effets environnementaux : selon le débit reporté de voiture particulière, on compte la diminution d émission d air polluant, de bruit, d accident etc. des coûts externes. 1.3 L approche de modélisation, simulation et évaluation En utilisant les logiciels de simulation macroscopique, on va modéliser notre projet d un réseau d AHNS dans l ancien réseau sur deux niveaux : le niveau d infrastructure et le niveau de mission. Et puis on refait les simulations sur l affectation de transport en commun et le choix modal, desquelles on peut obtenir le flux de trafic à chaque tronçon et le débit reporté modal. Enfin, avec les hypothèses de paramètres, on peut évaluer ces projet à trois aspects : la faisabilité technico-économique, les effets de transport et les effets sociaux. 1.4 Structure de l article Dans cet article, tout d abord on va présenter qu est-ce que c est le service d AHNS, par rapport aux autres modes de transport collectifs, il a quels avantages et quels défauts, puis la circonstance à laquelle il s adapte. Deuxièmement, on va raconter l évolution de demande de déplacement et d infrastructure depuis 20 ans en Île-de-France, et montrer les avantages d AHNS sur ce contexte concret. Troisièmement, on pose une hypothèse sur les tracés de ligne d AHNS, comme une solution à résoudre le problème existant de transport remplaçant le projet ferré. Quatrièmement, on va présenter la méthodologie de modélisation de ce projet et les résultats numériques. Enfin, on fait une comparaison de circonstance à réaliser un réseau d AHNS en Île-de-France et à Shanghai : - 1 -

2 - Présentation de service d AHNS ; - Contexte de déplacement en Île-de-France ; - Hypothèse des lignes d AHNS ; - Démarches de modélisation et d évaluation ; - Comparaison de prospection d AHNS en Île-de-France et à Shanghai. 2. Présentation du service d AHNS 2.1 Définition d AHNS AHNS, l abréviation de «Autocar à Haut Niveau Service», est un des modes de transport en commun. La longueur parcourue de ligne est souvent entre 30 et 50 kilomètres, la vitesse idéale est supérieure de 40 kilomètre par heure en utilisant les autoroutes, il servit principalement à l échelle régionale. Pour garantir la qualité de service, la fréquence d autocar est au moins de 10 cars par heure. On pourra dire c est un mode intermédiaire entre le bus et BRT parce que BRT a souvent besoin des infrastructures dédiées, par contre le bus servit souvent à service local ou à l échelle de communauté en banlieue. Les voyageurs peuvent travailler dans le véhicule pendant leurs voyages grâce à avoir une grande et confortable espace sur leurs sièges. C est un des mérites spéciaux d AHNS. Pour garder la ponctualité de ligne, il faut choisir les itinéraires ont peu de congestion ou utiliser les couloirs dédiés éventuellement. L intervalle de station est souvent 4-8 kilomètres en desservant les grandes communes. Aujourd hui, les lignes autocar entre l Aéroport Charles-de-Gaulle et Opéra peut être considéré comme une ligne d AHNS. Mais la qualité de service n est pas très haute. Excepté des lignes d aéroport, il existe aussi quelques lignes en grande couronne, par exemple, Provin à Melun, et Dourdan à Massy-Palaiseau, mais leurs fréquences sont faibles, et l espace des voyageurs est limitée, pas suffisante pour travailler. Pour la ligne AHNS future, il faut offrir un siège confortable et les fréquences hautes. 2.2 Comparaison des modes de TC Il y a plusieurs modes de transport en commun à l échelle urbaine et régionale : Bus, Métro, RER, Tramway, BRT etc. Chaque mode a son champ d utilisation. En rivalisant avec VP et les modes doux, le transport en commun a ses avantages. Par exemple, sous certain cas, le coût de transport est moins élevé que les autres, le service de TC est stable et fiable surtout dans l heure de pointe. En banlieue, la voiture particulière est souvent privilégiée à utiliser fréquemment, mais le service de transport en commun offre une option de mode de déplacement. A ce contexte, AHNS peut trouver sa place. Tableau 1 Caractères techniques des modes de transport en commun Mode Vitesse commerciale Capacité de transport Coût d infrastructure Coût d exploitation RER /h Variable selon la région 0.15 /voy*km Métro /h M /km 0.17 Tramway /h M /km 0.12 AHNS /h 1-9 M /km 0.4 Bus /h

3 Selon le tableau 1, la capacité d AHNS est faiblement moins que celle de tramway, mais le coût des infrastructures est beaucoup moins et les itinéraires sont plus flexibles. En comparant avec le bus, il a plus de capacité et la qualité de service, essentiellement la vitesse commerciale grâce à son itinéraire et grande intervalle de station. La vitesse commerciale est un avantage d AHNS par rapport aux autres modes de transport sauf le train régional grâce à l itinéraire on choisit et intervalle de station. 2.3 Occasion d utilisation d AHNS remplissage de «Zone Aveugle» de service de TC La majorité de métropole se développe accompagnant une expansion urbaine, pour les grandes agglomérations, l étalement urbain et le développement de service de transport en commun, souvent sont long de la ligne de rail lourd et vers le sens de rayonnement. Même si les villes nouvelles en banlieue sont liées avec Paris par les lignes de RER, mais à cause de la distance élevée entre centre, le coût de transport est plus élevé, donc les villes en banlieue se développe fortement à former un sous-centre pour les communes qui les entourent. A la suite de développement de région, les villes nouvelles ou les grandes communes surgissent, ils offrent les opportunités d emploi, commercial et de loisir. Ses activités tirent les personnes qui habitent proche de ces communes. Mais, entre eux, le service de TC est souvent négligé. Dans ces régions, le véhicule particulier domine le mode de déplacement toujours. Dans ces zones, moins de service de TC, moins de demandes de TC, puis c est un cycle mauvais entre la demande et l offre de transport. Jusqu à aujourd hui, la voiture est presque le mode unique pour les habitants à grande couronne. Ce phénomène reflète une généralité : dans les grandes agglomérations, le développement produit les communes satellites hors du centre, pour supporter la relation entres ces communes et le centre, les infrastructures de transport en commune sont souvent privilégié, mais la région entre les communes devient quasi zone aveugle. Le service de TC est souvent les bus et autocar, mais la qualité de service n est pas très haute, les services sont généralement pour le déplacement locaux. En même temps, il y a beaucoup des déplacements qui font correspondances au centre, qui surcharge les lignes rayonnantes. Pour résoudre ces problèmes, il faut transporter les voyageurs tangentiels directement. 3. Contexte général d Île-de-France Depuis vingt ans, l urbanisation d Île-de-France développe surtout à la banlieue puisque la densité de Paris a été très dense, la congestion de logement, de transport faire les personnes habiter plus en plus éloigné, en même temps, grâce à l extension de RER, le coût de transport est réduit par cette extension de ligne, cela offert une possibilité d habiter en banlieue. En effet, le service d autocar en banlieue est offert principalement par l OPTILE, groupé par plusieurs sociétés de transport de voyageur. Son organisation n est pas très systématique à l échelle régionale, souvent servit à l échelle de communauté. Donc la demande et l offre ne sont pas tout à fait à la convergence. Le problème est qu il n y a pas une bonne structure de service de TC en banlieue comme au centre ville de Paris, on va essayer utiliser l AHNS comme l ossature de transport en banlieue, et les autres petites lignes offrent les liaisons entre les grandes et les petites communes. Selon les statistiques de «EGT 2002», on peut savoir la trace d évolution de demande de transport et leur répartition : 3.1 Évolution de demande de transport - 3 -

4 La tendance montrer le développent urbain principalement en banlieue. Figure 1 Évolution des demandes de transport en Île-de-France, Source : [Les cahiers d Enquête Global de transport] En 2001, les franciliens ont effectué 24,3 millions déplacements de banlieue à banlieue par jour ouvrable (tous modes et tous motifs de déplacements confondus). Les déplacements en banlieue représentent ainsi 70% de l ensemble des déplacements des Franciliens. Sous l effet de l urbanisation croissante, en grande couronne principalement, les déplacements de banlieue à banlieue ont connu une progression constante depuis 25 ans, de l ordre de 1 % chaque année. Figure 2 Répartition des déplacements en Île-de-France, Source : [Les cahiers d Enquête Global de transport] En total, les demandes tangentielles entre des communes de banlieue occupent 36% de la totale, parmi ces demandes, il y a demandes communales et les régionales. Parmi ces déplacements, le mode dominant est la voiture particulière, si on veut réduire l appui unique de VP, on veut les lignes d AHNS offrent le service pour les déplacements régionaux. Le plus important, on peut réduire le coût externe à travers de ce service. 3.2 Lignes actuelles d autocar en banlieue En générale, les lignes d autocar en banlieue parisienne sont souvent moins fréquentées qu au centre ville de Paris, et la densité de ligne est beaucoup moins élevée

5 Figure 3 Plan d autobus ou d autocar à petite couronne et à grande couronne, Source : STIF Actuellement, l OPTILE est la principale société qui exploite les lignes d autocar : lignes régulières, 169,2 millions de kilomètre parcourus chaque année, 284 millions de voyages par an, 6173 conducteurs, autobus et autocars en service quotidiennement, points d arrêt, 43 lignes inscrites au réseau Mobilien, Chiffres d affaires : 682 millions d euros. [Source :Optile 2008] Selon la configuration des lignes d autocar et de bus en banlieue, les lignes en banlieue sont aussi rayonnantes essentiellement lier les grandes communes. Toutes les lignes sont organisées à l échelle de communauté ou départementale, la considération régionale manque. Pour étant comme une rocade d autocar, on espère qu il peut former un ou plusieurs cercles en banlieue pour servir les déplacements tangentiels remplaçant le plan de métro automatique. 3.3 Quels modes sont convenables pour le cas d Île-de-France Dès la fin de septembre 2010, l état a lancé un débat public sur le «Grand Huit» vs «Arc Express». Ce sont les deux plans concurrents : soit au rayon km du centre, on construit une ligne de métro, soit on construit une ligne de métro automatique qui lie les grandes gares, les aéroports et les nouvelles villes en banlieue plus éloignée, le coût de construction se varie de 10 à 20 milliards euros. Face au dilemme financière du gouvernement, est-ce qu il y a la possibilité de remplace de ces deux projets chers par la ligne d autocar? On considère le mode de rocade de transport en commun en banlieue par ces facteurs : - échelle de demande de transport Même si la demande de transport en banlieue est grande, mais ces déplacements sont très disperses parce que la banlieue parisienne est trop grande, la densité de demande est basse. Donc, c est difficile de recueillir ces flux à un couloir atteint un niveau élevé. Quand la demande de transport est inférieure d un seuil, la construction et l exploitation de lignes lourdes ne sont pas rentables parce que pas suffisant de trafic alimente cette ligne. Mais pour les lignes d autocars, on n a pas besoin d infrastructure dédiée, le réseau routier peut supporter les roulements des autocars. Si la capacité de route ne permet pas fonctionner les autocars couramment, on peut ajouter une voie à côté de route pour les lignes, cela coûte beaucoup moins que les rails. - capacité reste de réseau routier - 5 -

6 Actuellement, il y a les routes en banlieues dont le taux de charge n est pas très haut, on considère en profitant cette capacité reste pour exploiter une ligne d AHNS puisque le réseau routier est une source publique importante. Par exemple, à l est de Paris, on peut utiliser la Francilienne pour exploiter une ligne d autocar lie le sud-est de Paris et l aéroport de Charles de Gaulle. - investissement des infrastructures Selon le tableau 1, le coût de construction des infrastructures d investissement pour plusieurs modes de transport en commun se varie beaucoup, mais pour l AHNS, on a presque rien de coût pour les infrastructures sauf les arrêts et éventuellement les voies latérales des routes principales. - réaction agile selon évolution de demande Pas comme la forme centre-périphérique, la demande de déplacement entre banlieue n est pas très stable parce qu ils évoluent rapidement. Donc, si les demandes de transport changeront à la suite de développement urbain, on peut facilement adapter la ligne par son itinéraire, sa fréquence, des arrêts etc. Par contre, les infrastructures fixes sont très difficiles à la rénovation. - mode d essai Même si on a décidé construire une ligne de rail à certain lieu, on peut aussi utiliser ligne d AHNS comme une simulation pour observer les effets réels après la réalisation de ligne et quelques services temporaires avant la réalisation de projet lourd. 4. Prospections des lignes 4.1 Les considérations et les critères pour choisir les itinéraires Pour bien concevoir un réseau efficace d AHNS, on considère au moins des aspects d urbanisme, de transport et de démographie. Premièrement, la demande de transport s appuie sur l évolution d usage de sol. Avant l analyse de la demande de transport, il faut recueillir les données de développement de commune, des plans d urbanisme. Selon nos obtenus de données, on fait une prévision de trafic sur les territoires concernés, et faire le projet s adapte au développement de communautés concernées. Pour bien intégrer dans le réseau actuel de transport, les itinéraires sont privilégiés aux grandes stations existantes de RER, souvent lient les «Pivot» de transport en commun pour former une synergie à renforcer le fonctionnement de système de TC. Il faut que les itinéraires prennent plus possible des routes à haut niveau, la ligne d AHNS peut se rouler à une vitesse supérieure de 60 kilomètres, sinon la qualité de service ne peut pas être garantie. Pour bien mettre en œuvre de service d AHNS, on doit offrir un service associé de navette entre la station principale et les communes pour garantir la continuité de ligne AHNS et les couvertures plus élargies de domaine de service. Enfin, on va utiliser logiciel «Trancad» et les données de DREIF pour simuler à obtenir la réduction de débit de VP et le report d itinéraire de transport en commun à calculer les effets environnementaux et les autres effets externes. 4.2 Propositions des itinéraires - 6 -

7 Dans le cours «Méthode d Analyse des Systèmes Territoriaux» du département «Ville, Environnement et transport» de l ENPC, les élèves sont demandés à accomplir un travail dirigé pour simuler un projet d AHNS en banlieue parisienne. Dans les quatre sens de Paris, on a considéré les projets probables. Par exemple, à l est de Paris, une ligne lie Champs-sur-Marne, Val-de-Fontenay et l aéroport de Charles de Gaulle ; au sud d IDF, une ligne lie Sénart avec le Guichet, au nord de paris, une ligne lie la défense et Val-de-Fontenay etc. Les étudiants finalement choisissent leurs propres projets comme le tableau 2 montre : Tableau 2 List des projets d AHNS N de Groupe Terminus de projet Gares Principales Routes Empruntées Distance de Projet 1 Val de Fontenay - La Croix de Berny Joinville le Pont, Maisons Alfort, Villeneuve, Choisy le Roi A86 23,2 2 Noisy Champs Orly 3 Lieusaint Moissy - Le Guichet 4 Noisiel Roissy 5 La Défense Roissy Noisy le Grand, Champigny sur Marne, Créteil Évry, St Michel sur Orge, Montlhéry Nosiy Champs, Noisy le Grand, Val de Fontenay, Rosny-Bois-Perrier Gennevillers, St Denis, Le Bourget, Parc des Expositions A4, A86 31,04 N104, A6, N A4, A86 34,8 A86, A1 38,5 6 La Défense - Val de Fontenay 7 Orly Chelles 8 Orly Poissy Gennevillers, St Denis, Bobigny A86 32,7 Rungis, Choisy le Roi, Créteil, Noisy le Grand, Champs sur Marne Le Croix de Berny, Versailles, St-Germain-en-Laye A86, A4 33,1 A86, N Verseilles - Roissy Reuil Malmaison, Nanterre, St Denis A86, A1 49,5 10 Cergy - Versailles Pontoise, Conflans Sainte Honorine, Poissy A13, N184 48,7 Les choix d itinéraire sont individuels, mais on peut ranger un peu pour former un système entour de banlieue, si le tarif et la qualité de service sont acceptables, les voyageurs veulent changer son comportement de déplacement. Face à la croissance de trafic banlieue-banlieue, et exige de déchargement de trafic centre-banlieue, on imagine une série de service de projet d AHNS comme les liaisons directes et rapides entre les banlieues. On propose un cercle Noisy champs Sénart Massy Plateau Saclay Versailles Saint Germain Argenteuil Saint Denis Bourget Noisy Champs et quelques lignes bis liée avec cette rocade principale. On sectionne ce cercle par cinq ou six parties : par exemple, Noisy Champs Sénart, Sénart Massy, Massy Versailles, Versailles Argenteuil, Argenteuil Bourget et Bourget Noisy Champs. A - 7 -

8 chaque terminus de joint, on coordonne les horaires entre les lignes successives pour le transport sans arrêt pour former une entité. 5. Méthode de simulation des lignes intégrant les critères environnementaux Généralement, on utilise «Transcad» comme le logiciel de modélisation, avec les données de la DREIF sur le réseau de transport et les matrices de demande de transport comme la base de donnée, pour modéliser les scénarios avant le projet et après le projet, puis comparer deux situations à observer l effet de report, les effets socio-économique et la rentabilité technico-économique. Entre deux scénarios, on différencie la condition d offre de transport en distinguant les ajouts des lignes d AHNS pour voir l influence sur l affectation de transport et le choix modal de transport. 5.1 Méthode générale Outil de simulation On utilise «Transcad», un logiciel commercial de planification du système de transport conçu par la compagnie de «Caliper», comme l outil de simulation. Il peut modéliser la demande de transport, l offre de transport à la méthodologie classique de quatre étapes. Grâce à ce logiciel, on simule distinctement le réseau de transport collectif et le réseau routier s appuyant sur les données de l offre et la demande de transport Méthode générale Pour évaluer un projet d AHNS, on considère trois critères : les bénéfices des usagers, l analyse de coût-bénéfice pour le producteur de service de TC et le coûts externes vient de report de débit de TC. Tout d abord, on simule deux scénarios sans projet d AHNS et avec le projet d AHNS. En comparant ces deux situations, on va obtenir la variance de demande de VP grâce au modèle de choix modal, et le report de débit de TC selon le résultat d affectation. En base du report de trafic routier, on peut aussi calculer la réduction des coûts externes grâce à la diminution d utilisation de voiture particulière sur les aspects de la consommation d énergie, l émission de GES, pollution sonore etc. en utilisant les coefficients des effets environnementaux. [référence sur le rapport boiteux etc.] Donc, dans notre processus de modélisation, la démarche plus importante est bien modéliser l état initial et l état après le projet. Ces travaux exigent les opérations sous les couches géographiques, mais aussi les traitements de matrice et table. Selon les modélisations, on fait l affectation de TC et le choix modal entre VP et TC pour trouver l effet de report modal et report d itinéraire TC, enfin on peut calculer les effets et la rentabilité de l exploitant. Parmi le processus d affectation, on considère que le coût de déplacement de voyageur est le critère de choix d itinéraire, le total du coût monétaire et le coût temporel. Après le fixe des coefficients de paramètre, on peut utiliser le fonctionnement de «Skimming» de «Transcad» pour recenser ce coût selon le temps parcouru et le tarif entre chaque paire de OD. Et puis on peut exécuter successivement l affectation et le choix modal en utilisant la base des données. Il y a deux scénarios à simuler : l état initial et l état après la réalisation d une ligne d autocar : - 8 -

9 Construction des tronçons État initial État après projet Ajout des nouvelles missions Affectation Affectation Report d itinéraire Coût de production Choix modal Choix modal Report Modal Recette de l exploitant Bénéfice de voyageur Coûts externes Rentabilité d exploitant 5.2 État initial Figure 4 Schéma de méthodologie de modélisation de ligne d AHNS Selon la base de données de DREIF, on sectionne la région parisienne par 1277 zones en utilisant Transcad. On possède aussi les infrastructures de TC, les missions de TC et la matrice de OD de TC, on peut importer ces données dans notre modélisation, soit par le format de matrice, soit par le format géographique dans l interface de modélisation. Ensuite on peut simuler l affectation sur le réseau de TC, et obtient le flux de chaque ligne de TC. En même temps, on peut aussi simuler le trafic de VP par la modélisation du réseau routier. Grâce à cette simulation, on peut obtenir deux matrices de temps de parcours et le coût de déplacement entre les zones. Le coût comprend le coût temporel et le coût monétaire. Le réseau des infrastructures de transport collectif est représenté par la couche «Tronçons», qui comprend six types de tronçons. Chaque type de tronçon a sa propre vitesse de roulement décide «IVTT» : Train Transilien et le RER exploité par SNCF : km/h, la majorité est autour de 100km/h ; RER exploité par le RATP : km/h, la majorité est autour de 50km/h ; Métro : km/h, la majorité est autour de 50km/h ; Tramway : km/h, la majorité est autour de 55km/h ; Bus : 10-80km/h, la majorité est autour de 20km/h ; Marche à pied : 5-30km/h définit par l opérateur selon le caractère de fonctionnement. Après la simulation sur l état initial, les flux sur chaque tronçon de transport en commun et deux matrices concernant le temps de parcouru sont obtenues. 5.3 Codage de nouvelle ligne d AHNS Avant lancer de nouvelle simulation, if faut compléter les éléments de la nouvelle ligne en base de l état initial. C est le processus critique pour bien décrire la nouvelle ligne et simuler - 9 -

10 les effets de transport. Premièrement, on doit construire les lignes (les voies physiques) représentant les couloirs d AHNS sous la couche «Tronçons», le réseau de TC, puis donner des valeurs pour les attributs de chaque intervalle de ligne, dont les plus importants sont la longueur, le temps parcouru (normalement est la division de distance par vitesse désignée). Attention, la distance n est pas celui de vol d oiseau généré par le système automatiquement, par contre elle devrait être mesurée dans le réseau routier. Pour mesurer les distances entre les arrêts, il faut préalablement faire une affectation de transport routier en utilisant le trafic à HPS, et puis un trajet est formé par une opération de minimiser le temps parcouru entre les stations. On définit la longueur de tronçon comme la longueur de cet intervalle, par contre, on fixer la vitesse d AHNS comme 70km/heure supposé. Cette longueur et le temps de parcours sont comme les importations de nouveau tronçon. Figure 5 Construction des infrastructures d AHNS dans la couche «Tronçons» On considère que l on construira les dix lignes d AHNS en banlieue parisienne, dont la vitesse est 70km/h, la fréquence est 12car/h, le tarif est 0,3km/h, la densité des gares desservies est environ 3-4 kilomètres pour assurer simultanément la fluidité de ligne et les périmètres de service. On suppose qu il y aura un service complémentaire de navette entre les stations d AHNS et les communes. Deuxièmement, on adapte et ajoute les centroïdes autours des gares concernées pour bien décrire la génération de trafic de transport en commun. Pour notre cas particulier, on a ajouté 46 neuves zones montrée dans la figure 6, et les nouvelles zones partagent la demande de transport avec l ancienne zone selon la quantité et la caractéristique d occupation de sol

11 Figure 6 Ajout des points de générations de trafic dans la couche «Centroïdes» Troisièmement, on lie les stations avec les points de génération de trafic et les autres nœuds de TC pour que les voyageurs puissent faire facilement une correspondance entre l ancien système et les nouvelles lignes dans la simulation. Quatrièmement, on complète un tableau de mission de ligne qui assigne la série d arrêt de chaque mission, puis régénère un nouveau «RouteSystme» intégrant les nouvelles lignes d AHNS. Figure 7 Insertion des nouvelles lignes d AHNS dans le «RouteSystem» Après la génération de la nouveau «RouteSystem», on trouve qu il existe quelques routes d AHNS (montré par l image à gauche de la figure 7) ne sont pas bien long des infrastructures que l on a construites puisque qu il y a les chemins plus rapides et plus économique par rapport les tronçons d AHNS. Pour rectifier ces décalages systémiques, on peut manuellement ajuster les itinéraires jusqu à la superposition avec notre infrastructure (montré par l image à droit de la figure 7), ou ajouter les points intermédiaires pour fixer les chemins. Finalement, on intègre nos lignes d AHNS dans l ancien système de service de TC. Puis on redéfinit le tableau sur les attributs de service d AHNS. Surtout le niveau de tarif et la fréquence de lignes. On définit la fréquence (5minutes/car) par l attribut «Cadence» de «TransitSystem» et le niveau de tarif est «0». En utilisant ce tableau, on actualise un «TransitSystem» intégrant les services d AHNS. Pour simuler le tarif spécial d AHNS par la distance unitaire, il n existe pas un paramètre direct décrit dans les attributs de «TransitSystem». Grâce à la relation linéaire entre la

12 distance et le temps de parcouru, on peut transférer un coefficient de tarif sur le temps parcouru à représenter ce tarif. T v c = 60 u c : ratio de temps en véhicule/tarif ; T : niveau de tarif ( /km) ; v : vitesse d autocar (km/h) ; u : valeur du temps, ( /minute) Pour notre cas particulier, le tarif est 0,3 /km, la vitesse d autocar est 70km/h et la valeur du temps est 0,25 /minute, on trouve le coefficient est 1,4, donc on dispose le coefficient à 2,4 (=1+1,4) pour le temps en véhicule pour simuler un service de 70km/h avec le tarif est 0,3 /km. Grâce à notre ligne, les voyageurs concernés peuvent changer son mode de transport ou son itinéraire de transport pour chercher son chemin plus économique. Le système choit les itinéraires dont le coût privé est minimum. On définit le coût privé de déplacement avant l affectation : Cout = 0.25 ( c + 1) Tv Td ( Tatt + Tattc ) ( Tm+ Tdes + Tcor ) + T p + T Cout : Coût de déplacement ; T v : temps en véhicule ; T d : temps d arrêt à station ; temps d attente à correspondance ; à destination ; T : temps de marche à domicile ; m T cor : temps de marche à correspondance ; p correspondance ; T : tarif de TC T att :temps d attente initial ; T attc : T des : temps de marche T : temps de pénalité de Le temps parcouru se compose au temps en véhicule, le temps d attente initial, le temps d attente transitoire, le temps initial de marche, le temps de marche à destination, le temps d arrêt à station, et on peut considérer ajouter un type de temps de punition pour les correspondances. 5.4 Affectation On a deux objets de faire une affectation de transport collectif : le premier est Skimming des éléments desquels qu on a besoin sur le choix modal et la recette de l exploitant. Selon notre nouveau «TransitSystem», on refait l affectation de TC pour obtenir une nouvelle matrice de temps parcouru et puis le coût de transport entre les zones de transport. En même temps, on obtient le résultat d affectation de trafic sur chaque tronçon de ligne, on utilise aussi le tarif unitaire (0,3 /km) et la longueur de chaque tronçon pour calculer la recette de l exploitant d AHNS. A cause de la limite de mémoire d ordinateur, il est très difficile de trouver directement les détails des voyageurs qui utilisent chaque ligne d AHNS, mais on peut calculer la recette de l exploitant d AHNS en base du flux de chaque intervalle par cette formule : R = Db Dist T R : la recette d AHNS Db : le débit de voyageur sur chaque intervalle de ligne d AHNS ; Dist : la distance de chaque section de ligne d AHNS ; T : le tarif unitaire d AHNS par kilomètre

13 On fait les affectations sur le cas gratuit et le cas dont le tarif est 0,3 /km, et on pourra obtenir la matrice de temps de parcours et le tarif pour le choix modal : Figure 8 Débit sur les lignes d AHNS en sens des aiguilles de montre, 70km/h, gratuit Figure 9 Débit sur les lignes d AHNS en sens inverse des aiguilles de montre, 70km/h, gratuit

14 Figure 10 Débit sur les lignes d AHNS en sens des aiguilles de montre, 70km/h, 0,3 /km Figure 11 Débit sur les lignes d AHNS en sens inverse des aiguilles de montre, 70km/h, 0,3 /km Selon le flux de ligne d AHNS, on peut aussi tester à différent niveau de tarif de gratuit à 0,3 /km, si l exploiteur de ligne soit rentable, ou calculer éventuellement le point mort du montant de subvention pour fonctionner normalement ce système est calculable. Cela est un processus d examen de rentabilité de l exploitant. En même temps, on peut calculer combien de voyageurs TC changent leurs itinéraires à utiliser la nouvelle ligne d AHNS. Par exemple, on peut observer la ligne parallèle RER A, combien de voyageurs changent leurs itinéraires au service d AHNS en utilisant la fonction «Chevelu» de «Transcad». 5.5 Choix modal Et puis on utilise une fonction de choix modal à trouver l effet de report de trafic VP au TC. A cause de complexité et des problèmes sur les variables, on adopte un modèle simplifié comme ci-dessous :

15 Dans ce modèle, le coût généralisé de VP est seulement décidé par le temps de parcours, par contre, le coût généralisé de TC est décidé par le temps de parcours et le tarif composé par une partie de tarif normal et d une autre partie de tarif spécial à ligne d AHNS. Ce modèle simplifié est décrit comme ci-dessous : C VP = T ; VP Prob = e CVP e + e VP CVP CTC C = 0.15T + Tarif = 0.15 T + ( T + T ) ; TC TC TC Skim AHNS TAHNS Unité de = Dist t Unité de Tarif, T VP et de T TC est en minute ; T Skim et T AHNS est en ; Dist est la distance empruntée d AHNS ; t est le tarif d unité par kilomètre ( /km). Prob = e CTC e + e TC CVP CTC On utilise cette table montrée par la figure 12, avec les skimmings sur le temps parcouru et le tarif pour trouver l effet de report modal grâce aux projets d AHNS :l Tableau 3 Les résultats de choix modal sous conditions diverses Résultats de Choix modal Scénario TC VP Débit reporté Gratuit , Sans AHNS OD originale Le résultat de choix modal montre que l attractivité de ligne d AHNS est intense si le service est gratuit pour les voyageurs. Quand on élève le tarif de service, le nombre reporté modal se diminue brutalement, il va converger à nul dans certain seuil. 5.6 Exemple de bilan socio-économique Pour examiner la rentabilité du projet à l angle de l exploitant et à l angle de la société, on induit le critère de technico-économique et de socio-économique : Rentabilité de l exploitant Pour calculer si l exploitant d AHNS pourra être rentable sans subvention, on va calculer à l ordre du temps de circulation d un cercle, le nombre de matériel roulant qu on a besoin et le débit qu on circule dans une période unitaire, enfin le coût de l exploitation des lignes. Tout d abord on calcule le temps que chaque véhicule accomplit un cercle : 2d T = + 2n u v C : le temps passé que le véhicule accomplit un cercle ; d : la longueur de ligne d AHNS ; v : la vitesse supposée de véhicule ; n : nombre de stations ; u : le temps d arrêt moyen à chaque station

16 En principe, ce temps comprend le temps de roulement de véhicule et le temps passé aux stations et à terminus. Dans ce calcul, on néglige les procès d accélération et de décélération des véhicules quand ils approchent de station. Le nombre d autocar qu on a besoin par la formule : N = T fre, on considère que dans cette période, les véhicules disponibles font un tour tout juste. (intégrer le coût d achat d un véhicule avec un prix unitaire) N : le nombre de véhicule qu on a besoin ; fre : la fréquence d émission d autocar d AHNS Puis, on suppose que tous les autocars roulent avec arrêts, le débit de l AHNS est N D = 2d = 2d fre T D : le débit de véhicule (véhicule*kilomètre) Cexp = D cout C exp : le coût d exploitation ; dispose ratio par kilomètre parcourus cout : coût unitaire, 3-7 /km*véhicule pour l AHNS. On compare la recette de l exploitant d AHNS et le coût d exploitation. Bien sur, on doit intégrer le coût d infrastructure et le coût d achat des matériaux roulants à valeur actualisée. Tableau 4 Comparaison de débit, nombre de voyageur et Recette Débit et Recette Scénario Débit cumulé Sens inverse Voyageurs Sens inverse Recette ( /heure) 70 km/h, 0 /km km/h, 0,3 /km km/h, nouvelle matrice La conclusion générale est l exploitant ne peut pas fonctionner normalement sans subvention. Et 0,3 /km est très haut pour attirer les voyageurs. Après le choix modal, on utilise la matrice de TC comme la demande de déplacement à l HPM à faire une autre affectation, puis on obtient le résultat dans le troisième rang. Selon le tableau 4, on peut conclure que l écart entre la matrice de OD originale et la matrice de OD vient de choix modal est très grand. Donc on n a pas la confiance sur ce processus, il faut améliorer la fonction de choix modal pour trouver les résultats raisonnables. Pour améliorer la modélisation, on va chercher les données propres et le modèle de choix modal Report d itinéraire de transport collectif - Chevelue des réductions de débit sur les lignes chargées Après la réalisation de ligne, on observe combien de voyageurs abandonnent leurs itinéraires anciennes et prendre notre ligne d AHNS grâce aux chemins plus économiques, surtout les lignes très chargées. En utilisant la comparaison du coût ancien et celui nouveau, on peut calculer les bénéfices des voyageurs sur son coût privé de déplacement. En même temps, on utilise le taux de charge ou le niveau de confort pour évaluer l effet de décharge des services existants de TC, l amélioration de qualité de service Report modal et coût externe

17 Selon la comparaison de résultat de choix modal, on pourra savoir combien de voyageurs abandonnent leurs modes anciens pour prendre notre ligne d AHNS. Ces débits sont à l unité de kilomètre*véhicule. Le débit déchargé par l AHNS est la base pour calculer l effet de l environnement à l aspect de l émission, de la pollution, de consommation d énergie. On utilise le débit reporté par l AHNS à calculer l effet social. 6. Cas à Shanghai Dans les pays émergeants, Shanghai est une métropole avec lequel on pourra comparer avec Île-de-France puisqu elle est en train de se grossir vers ses banlieues. Grosso moto, la population de la région shanghaienne est 1,5 fois de celui d Île-de-France, par contre la superficie est la moitié d Île-de-France. Même si Shanghai est une des régions plus avancée à l économie chinoise, elle est toujours retardée par rapport Île-de-France. Sur l aspect de TC, récemment elle a réussit à construire plusieurs lignes de métro et de tramway grâce à l occasion de l EXPO La configuration de métro de Shanghai en juin 2010 est montrée comme la figure 14 : Figure 14 Plan de métro à Shanghai 2010, Source : [Shanghai Metro] On peut trouver de ce plan le développement urbain est aussi long de centre-périphérique comme la topologie du réseau de métro. Les lignes toutes traversent le centre ville, et attentent au moins la banlieue proche. En effet, auparavant il n y avait pas mal de lignes d autocar à Shanghai, mais c est souvent entre le centre ville et les communes en banlieues. Graduellement, ces services sont remplacés par les métros de Shanghai bien extensif, un mode presque ressemble à RER d Île-de-France en réalité. Les lignes d autocar entre les banlieues ne sont guère développées toujours. Puisque les communes en banlieue plutôt servirent à la locale, les liaisons entre banlieue sont faibles, en même temps, le tourisme en banlieue n est pas bien exploité encore, donc la demande de déplacement entre banlieue n est pas importante

18 Selon la figure 14, on peut dire depuis 10 ans, Shanghai a constitué les lignes vers banlieues, mais les liaisons entre les banlieues sont très faibles. L agglomération de Shanghai et les activités sont plus concentrées qu Île-de-France. Figure 15 Structure urbaine d agglomération de Shanghai, Source : [Bureau d urbanisme de Shanghai] A la suite de «fruit» de l époque industrialisée ( ) de la Chine, les villes en banlieue de Shanghai sont essentiellement des villes d industrie (les petits cercles rouges) : par exemple : Baoshan la ville de métallurgie, et Jinshan la ville de pétrole. Mais après 1990, Shanghai va transmettre son fonctionnement de l industrie à un centre de navigation et au secteur tertiaire. Puis les villes en banlieue graduellement remplacent le fonctionnement d industrie par la tertiaire, les usines délocalisent aux provinces proches. Sauf le centre ville de Shanghai, les villes autours ont une grandeur de population de 500 milles à 1 million. Sur l aspect géographique, la région de Shanghai se trouve dans un coin isolé de péninsule, donc le réseau routier atteint au bout ici, donc le centre de Shanghai est comme un centre du réseau routier, donc le réseau routier sont comme un cluster de rayonnant, les périphériques et les routes autours de ville ne sont pas un cercle. Cela introduit la forme de service d AHNS peut être difficilement un cercle parfait. Après l Exposition Universelle, on attend la nouvelle politique de développement urbain et son orientation du marché d immobilier qui influence beaucoup le développement de banlieue de Shanghai. Sur la perspective d autocar à Shanghai, si les villes satellites développent rapidement, elles exigent un service haut de TC entre eux, mais peut-être un rail est plus convenable pour le contexte shanghaien parce que le mode d urbanisme plus concentré. Pour Île-de-France, les communes en banlieue ne sont pas à une grande grandeur, mais pour Shanghai, concentré est une caractéristique de forme urbaine. L île de Chongming appartient à Shanghai se trouve du nord du centre ville de Shanghai, mais elle est indépendante de la majorité de ville. Actuellement il existe des ponts lient deux parties de Shanghai, dans ce cas-là, le service d AHNS est privilégié à développer par rapport de transport collectif ferré