Modéliser le transport de marchandises en ville comme un système: passé, présent et futur
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- Charles Bourgeois
- il y a 8 ans
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1 Modéliser le transport de marchandises en ville comme un système: passé, présent et futur Jesus Gonzalez-Feliu, LET Guillaume Battaia,, LET Laboratoire d Economie des Transports Institut des Sciences de l Homme 14 Avenue Berthelot Lyon
2 Avant-propos et motivation Le colloque FRELON permet un dialogue entre chercheurs et praticiens de la logistique urbaine La modélisation est l un des sujets les plus populaires mais aussi les plus hermétiques et difficiles à communiquer De plus, il y a beaucoup d incertitude et des lacunes importantes en termes de connaissance La présente communication ne souhaite pas présenter un outil concret, mais réveiller les esprits pour mieux comprendre la modélisation en logistique urbaine De conséquence, elle aura une structure et un contenu atypiques mais dans une recherche d objectivité
3 Plan C est quoi un modèle? Les différentes composantes du transport de marchandises en ville Les principaux types de modèles Les principaux outils opérationnels Focus sur l approche française Apports et limites de cette approche Conclusion et futurs développements Références
4 C est quoi un modèle? Modèle = représentation de la réalité observée (Bonnafous, 1989) Cette représentation peut être: - Mathématique - Typologique - Organisationnelle - Algorithmique - etc. Chaque modèle est donc lié à la vision que son modélisateur a eu Dans la recherche de cette représentation, un modèle se doit d être simple et compréhensible (Zbilut et Giuliani, 2007)
5 Les différentes composantes du TMV Principales composantes du TMV (Ségalou et al, 2004): - Echanges entre établissements - Déplacements du consommateur final 40% 10% 50% - Gestion urbaine La contribution du TMV aux nuisances urbaines (Ségalou et al., 2004; Dablanc, 2007): - De 9% à 15% des déplacements - De 13% à 20 % des véhicules*km - De 15% à 25 % des véhicules (EVP)*km - De 20 à 25% des émissions de gaz à effet de serre - De 10 à 40 % des émissions d autres polluants
6 Ceci est bien, mais COMMENT ON S EST PRIS POUR MODÉLISER?
7 Les modèles dans la littérature Plusieurs types de modèles La plupart sont restés à un stade théorique (Boerkamps et al., 2000; Russo et Comi, 2006; Hunt and Stephan, 2007; Holguin-Veras et al., 2010; Crocco et al., 2012) D autres sont applicables et appliqués mais restent liés à des fins académiques (Ambrosini et al., 2008; Munuzuri et al., 2009; Gonzalez- Feliu et al., 2014; Nuzzolo et al., 2014) D autres sont devenus des méthodologies promues et utilisées dans la pratique, sans donner lieu à des logiciels concrets (Ogden, 1992; CROW, 1997; Holguin-Veras et al., 2011) Finalement, nous rencontrons 5 logiciels fonctionnels: - Wiver (Sonntag, 1985) - NATRA (Eriksson, 1996) - Freturb (Aubert et Routhier, 1999) - VENUS (Jannsen et Vollmer, 2005) - City Goods (Gentile et Vigo, 2013)
8 Oui, mais MAINTENANT (AU PRÉSENT), J UTILISE QUOI?
9 Les approches américaines Nées dans les années 70 (Demetski, 1974, Watson, 1975) Devenues populaires dans les années (Ogden, 1992) Elles cherchent principalement à générer le nombre de livraisons et enlèvements par catégorie de générateur, en appliquant des ratios constants par employé (Holguin-Veras et al., 2011) La génération se fait facilement, mais peu de modèles vont audelà La plupart d approches se basent sur le modèle à 4 étapes, non adapté à des tournées mais à des transports directs Sont appliquées ville par ville et ont besoin de données de calibrage (enquêtes cordon, etc.) Pour quoi? Les problèmes de TMV en Amérique du nord sont liés aux accès aux villes (autoroutes, grandes voies), donc une approche O-D fait l affaire.
10 WIVER-VISEVA-VISSUM Développé pour les transports commerciaux (i.e. déplacements professionnels) en Allemagne Utilise des enquêtes transports commerciaux, non réalisées à des fins de modélisation Génère des tournées qui sont ensuite spatialisées Bien qu utilisé dans les années 80, il a été intégrée en 2006 dans VISEVA, puis dans VISSUM Comme VISSUM, nécessite d être adapté à chaque ville avec des données non standard Ne génère pas de quantité de marchandises
11 City Goods Développé pour le transport de marchandises en ville en Italie Utilise des enquêtes non réalisées à des fins de modélisation Génère des livraisons et enlèvements (comme FRETURB) pour ensuite générer des matrices O-D marchandises Ne construit pas des tournées Il est en cours d intégration dans VISSUM Comme VISSUM, nécessite d être adapté à chaque ville mais nécessite de peu de données
12 Freturb Développé pour le transport de marchandises en ville en France Utilise des enquêtes réalisées à des fins de modélisation Génère des livraisons et enlèvements pour ensuite générer des taux d occupation de la voirie par des véhicules en circulation et en stationnement Ne construit pas des tournées physiques mais tient compte des différentes modes de management et types de tournées du TMV Utilise des données standard mais a besoin d une préparation minutieuse de ces données Ne génère pas (directement) les quantités de marchandises ni de matrices O-D (mais un module pour générer ces matrices est déjà disponible)
13 Hypothèses et structure de FRETURB La génération du TMV se base sur deux invariantes (Patier, 1999): - Le nombre moyen de livraisons et enlèvements par employé dans une agglomération ou aire urbaine est constant et autour de 1 - Le nombre de livraisons et enlèvements par employé et type d établissement est constant Le modèle génère le nombre de livraisons et enlèvements par employé pour chaque catégorie d établissement en utilisant des moyennes Ensuite, des types de tournées sont définies (par type d établissement, mode de management, type de camion, nature de la marchandise ) Sur une base statistique, des distances parcourues et des temps de stationnement sont estimés En cas de besoin, des matrices O-D peuvent être estimées
14 ET LA VALIDITÉ DE FRETURB?
15 Les invariantes du TMV: analyse statistique Pour valider une invariante, un simple analyse de dispersion suffit (Gonzalez-Feliu et al., 2014) Sta$s$cal distribu$on of results Ecart type Moyenne
16 Les invariantes du TMV: analyse statistique Sur les données des enquêtes TMV : - Pas assez de données pour confirmer la première invariante (3 villes = 3 moyennes) - Sur les 115 catégories d activités: 1 présente un écart-type nettement inférieur à la moyenne 58 présentent un écart-type inférieur à la moyenne 19 présentent un écart-type similaire à la moyenne 10 présentent un écart type supérieur à la moyenne 27 ne présentent pas un échantillon assez important pour conclure statistiquement Certains auteurs soutiennent que chaque catégorie doit être analysée séparément pour une meilleure identification des facteurs de génération (Holguin-Veras et al., 2011)
17 EST-CE GRAVE DOCTEUR?
18 Domaines de validité Où FRETURB est performant? - Dans des simulations à grande échelle (agglomération) il y a compensation - Pour avoir des ordres de grandeur, le modèle est très performant et de grande aide - La simulation de scénarios (et donc des tendances) est facile et solide avec cette approche (voir après) - Il traduit et généralise des enquêtes, donc en substitution de ces enquêtes le modèle reste cohérent - Donc PDU, simulation de scénarios ou d actions au niveau stratégique Pour des usages plus microscopiques: - Il faut faire attention aux danger des moyennes (introduire la notion de variabilité) - Si possible, vérifier avec des petites actions de collecte locale
19 Il me manque quelque chose ET LES AUTRES TYPES DE FLUX?
20 STG-Sim Simulation des déplacements d achats des ménages Deux modes: voiture et marche à pied Premièrement, le numéro de déplacements d achats sont générés au lieu d achat Ensuite, ils sont liés au lieu d habitation par un modèle gravitaire Ensuite, sur une base statistique (comme dans FRETURB), les boucles de déplacements d achats sont estimés, ainsi que les distances parcourues Finalement, certains flux peuvent être substitués par nouvelles formes de distribution telles que le drive, la livraison à domicile et la livraison à proximité du lieu de consommation
21 Simulation du TMV de façon globale
22 Tout ceci est beau, mais QUE PUIS-JE EN FAIRE?
23 Exemple d application S0: Situation de référence : Lyon en 2050 S1: Recentrement de la population S2: Accompagnement ce recentrement par un rééquilibrage de l offre commercial urbaine (même poids pour les petits commerces, les supermarchés et les hypermarchés) S3: En complément, développement de nouvelles formes de distribution et de commerce: - 50% déplacements d achat traditionnels - 10% shopping drive - 20% livraison à domicile - 20% livraison à proximité du lieu de consommation
24 Exemple d application d. interétablissements d. consommateur final d. Gestion urbaine Total S0 1,3 1,32 0,28 2,617 S1 3,10% -20,60% 0.00% -8,85% S2 3,00% -26,10% % -11,67% S3-2,40% -57,90% +10,71% -29,25% Impact des scénarios proposés en termes d occupation de la voirie des véhicules en circulation (en millions de km.evp)
25 Maintenant je vois le passé et le présent, mais LE FUTUR? PROCHAINS DÉVELOPPEMENTS
26 Aide à la décision Diagnostic : FRETURB VISUM CITY GOODS Innovation : Guides de bonne pratique (BESTUFS) Expérimentations diverses en logistique urbaine Evaluation : Aide à la décision multicritères et multi-acteur (MAMCA) Analyse du Cycle de Vie (ACV) Simuler l impact des mesures d aménagement pour la logistique urbaine dans leur contexte
27 Outil d aide à la décision pour l Innovation en Logistique Urbaine : 2 projets de recherche complémentaires Echelle espace / temps Phénomènes considérés et moyens mis en œuvre ANNONA Micro (local), Centre ville / Comparaison de situations Trafic ACV Optimisation combinatoire SILOGUES Macro, Bassin d emploi / ans Evolution des morphologies urbaines (démographie, tissu économique) Leviers réglementaires Variabilité saisonnière
28 ANNONA: ANR Villes et Bâtiments durables ( ) EPURES Agence d urbanisme de la région Stéphanoise ARMINES - FAYOL ARMINES Institut FAYOL de l'ecole des Mines de Saint-Etienne LNI-US Equipe de recherche en logistique et business international, Université de La Sabana (Bogota, Colombie) FNTR 42 Fédération Nationale des Transports Routiers, dpt 42 LET Laboratoire d'economie des Transports LICIT Laboratoire Ingénierie Circulation Transport SEM Saint-Etienne Métropole
29 Besoin en flux logistiques Description des flux logistiques actuels Entrepôts actif (p ) Nombre de tournées Part sous-traitance Bibliothèque d innovations logistiques et d aménagements... n C.D.U. Zone B.L.U. piétonnière u P.A.V. Accès restreint Bilan global: Économique Environnemental Social Activité 1 Activité 2 Activité 3 Réseau de transport et infrastructures u p p p p n Mode évaluation de scénario proposé par l utilisateur Bilan local Risque lié à la congestion Estimation du trafic routier ambiant Mode de proposition de scénario par le simulateur dans un contexte multi critères dominante p économique p u p n dominante p p environnementale p n Scénario p p intermédiaire p u n Cartes des externalités (pollution, bruit )
30 Résultats préliminaires (projet ECLUSE) Hypothèses communes aux 4 scénarios 200 points de livraison (!) Localisés à l intérieur du boulevard urbain (zone grisée) Répartis entre 10 transporteurs Empruntant l une des 5 entrées (u ) Capacité de 20 colis Scénarios CDU: CDU Situé à proximité de l entrée nord Scénarios PAV: PAV localisés arbitrairement (n )
31 Bilan kilométrique global sur la zone d étude CDU PAV - 12 % CDU PAV - 45 % - 50 % - 42 % CDU PAV - 8 % CDU PAV
32 Bilan local : fréquentation des tronçons CDU PAV CDU PAV CDU PAV CDU PAV
33 SILOGUES: Predit 4 - Logistique et transport de marchandises ( ) LET Laboratoire d'economie des Transports SOGARIS Gérardin Conseil ELV Mobilité Informatique Innovation
34 Besoin en outil d aide à la décision Urban congestion Congestion Décideur public SCOT, PLU Aménagement urbain Régulation du TMV CDU Déploiement d innovations en logistique urbaine Impact environnemental : Scénario au fil de l eau reduction des émissions Scénario volontariste
35 Organisation du projet T1 : Entretiens semi-directifs avec les parties prenantes du TMV et élaboration des scenarios. T2 : Traîtement des enquêtes marchandises en ville (IdF, Bordeaux ) T3 : Tendances socio-écodémographique Aménagement urbain Organisations logistiques Mutualisation Réglementation Déplacements inter-établissements Déplacements du (IEM) : FRETURB [1],[4] consommateur final (B2B) Occupation de la voirie / Emissions polluantes Comportements de déplacement d achat T4 : Validation des modules sur une agglomeration test Development de la plateforme club des utilisateurs
36 Elaboration de divers scénarios Entretiens semi-directifs avec les parties prenantes Elus locaux Techniciens des collectivités territoriales Commerçants Transporteurs Qualification du volontarisme politique pour la régulation du TMV Scenario «au fil de l eau» Objectif européen «3x20» Politique volontariste Recommandation du GIEC Volontarisme environnemental croissant
37 Construction du scénario «au fil de l eau» SIRENE(t 0 = 0) Variables typologiques TENDANCES LOURDES Démographie Emploi Densité SIMÉTAB Cartographie des établissements Paramétisation Politique d aménagement Tendance économique Paramétrisation Politique de soutien à l activité économique FRETURB / STG-SIM
38 Réorganisation des pratiques logistiques Sous l impulsion Facteur d action (leviers) Eléments de scénario Des entreprises de transport elles-mêmes De la concertation pour rationaliser le TMV (mutualisation) Augmentation de la congestion ; du prix de l énergie ; évolution de la structure du marché du transport Bénéfice de la mutualisation (économique) Changement des motorisation Réorganisation des tournées Mutualisation des flux sur une certaine échelle De la voie réglementaire Volonté politique (et moyen de contrôle) Restrictions d accès Livraison de nuit Des consommateurs (particuliers) Offre / concurrence / comportements Livraison à domicile Livraison à proximité Drive
39 D autres projets à moyen terme Création d un ensemble de modèles pertinents pour le TMV (poids lourds) en Ile-de-France (IAU Ile de France) Mise en interaction de FRETURB avec Mobisim (avec laboratoire ThéMA) Mise en interaction de City Goods et STG-Sim (avec U. La Sapienza de Rome) Création d un modèle dans une vision d estimation de la performance privée du TMV (avec IMT de Querétaro, Mexique) Interaction avec la recherche opérationnelle (MODUM, DSS- UFTS) Interaction avec PLUME (avec CMP-EMSE) etc.
40 Très bien, mais QUE PUIS-JE EN FAIRE? (2)
41 Merci de votre attention Colloque sur la logistique urbaine Paris 10/09/2014
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