Cartographie des vitesses et niveau de service sur le réseau routier couvert par le système Allegro période d'observation novembre 2006 avril 2007 Date: novembre 2007
1 Introduction Cette note a pour objectif d'apporter des éléments de réflexion sur les conditions de circulation sur le réseau routier couvert par le système Allegro. Elle fait notamment suite à une note du 12/07/07. Alors que la précédente note s'intéresse aux vitesses moyennes sur des «trajets», cette note présente des vitesses mesurées par tronçons. Les données proviennent des stations de comptages du réseau Allegro, pendant la période de novembre 2006 à avril 2007. On peut remarquer que le réseau étudié constitue une des deux boucles de réseau dénivelé de l'agglomération: «la boucle Est». Les accès à cette boucle sont à observer particulièrement, il s'agit des accès du sud (A1 et A23), de l'est (A27), du nord-est (RD700). Notons également que le trafic de transit nord sud passe par cette boucle. 2 Vitesse et niveau de service L'enjeu étant de caractériser les niveaux de service, et plus particulièrement lorsqu'ils sont dégradés, on a choisi deux seuils de vitesses: 70 km/h et 50km/h. Les cartes suivantes représentent, pour chaque voie d'un tronçon, la part moyenne pendant une heure des véhicules dont la vitesse est inférieure à ces deux seuils. Cette part est calculée à partir des débits horaires de trafic recensés par classes de vitesse. Pour simplifier, plus le pourcentage obtenu est important, plus les conditions de circulation sont difficiles et plus le niveau de service est dégradé. On propose en plus une correspondance (à titre indicatif et pour faire avancer les réflexions) entre les pourcentages obtenus et les niveaux de service, avec 6 classes de niveau de service (inspirées du «highway capacity manual»): A: circulation en écoulement libre, un véhicule n'est absolument pas gêné par les autres véhicules (très bon niveau de service); B: circulation en écoulement stable, mais les véhicules peuvent commencer à être gênés par les autres véhicules (bon niveau de service); C: circulation en écoulement stable avec une vitesse moyenne qui diminue (niveau de service moyen); D: circulation approchant un écoulement instable. Des risques significatifs de congestion apparaissent: une augmentation de trafic ou une perturbation peuvent engendrer une rupture et le passage à des conditions d'écoulement instable (succession de période de blocage ou de circulation à faible vitesse- et de période de circulation à vitesse plus élevée) (faible niveau de service); 3 Résultats Les résultats obtenus sont des moyennes sur les jours ouvrables, hors vacances scolaires, sur la période de novembre 2006 à avril 2007. Les données ont en outre été apurés pour corriger les erreurs de mesure (on n'a volontairement pas exclu les périodes avec des accidents ou des travaux ponctuels). On a représenté les cartes sur toutes les périodes horaires de la journée avec le seuil de 70 km/h (pg 3 à11). On a regroupé les périodes de nuit (20h à 6h) et de jour en heures creuses (10h 16h). Les cartes correspondant à ces périodes horaires sont en effet similaires. Au seuil de 50km/h, seules les cartes pendant les périodes horaires 8h-9h, 17h-18h et 18h-19h ont été représentées (périodes horaires présentant les conditions de circulation les plus difficiles au seuil 70km/h). En dehors de ces périodes, on n'observe rien de significatif avec ce seuil. La correspondance en niveau de service entre les seuils de 70km/h et 50km/h n'est pas parfaite. Au seuil de 70km/h, on est plus précis sur les niveaux de services moyens, à l'inverse au seuil de 50 km/h la précision est meilleure sur les niveaux de service très dégradés. Même en heure creuse, on peut observer sur certains tronçons des pourcentages élevés de véhicules roulant en dessous des seuils. Ces vitesses basses sont dues aux caractéristiques géométriques de la voie (ou aux limitations de vitesse) et ne correspondent pas à des baisses de niveaux de service dues au volume de trafic. On note par exemple: 1: la courbe de Babylone (jonction au nord de la RN227 avec A22), 2: la courbe de l'accès au secteur ouest de Lille (Lezennes, Hellemmes) depuis le boulevard périphérique Est, 3: la courbe de l'accès au boulevard Louis XIV (Lille centre) depuis le boulevard périphérique Est. Indicateur global Pour chaque période horaire, on a calculé la part totale des véhicules dont la vitesse est inférieure à 70 km/h, sur l'ensemble des voies (voir tableau ci dessous). Cet indicateur agrège donc les résultats sur l'ensemble du réseau et donne une indication des conditions de circulation sur le réseau pendant une période horaire (plus les conditions de circulations sont difficiles sur le réseau, plus l'indicateur est élevé): 1 3 2 E: circulation en écoulement instable. Les arrêts sont fréquents (mauvais niveau de service); F: circulation en écoulement forcé. Les vitesses peuvent tomber à zéro et les débits varient de façon considérables (très mauvais niveau de service). DRE/CDRU/note_cartographie_vitesse_Allegro_novembre2007 2/18
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DRE/CDRU/note_cartographie_vitesse_Allegro_novembre2007 7/18 Exemple pendant la période creuse (10h-16h)
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DRE/CDRU/note_cartographie_vitesse_Allegro_novembre2007 12/18 Exemple pendant la période de nuit (20h-6h)
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4 Analyses En première analyse, on peut faire les remarques suivantes: la comparaison des différentes périodes de la journée met en évidence une période de pointe du matin de trois heures ( 7 h - 10h) et une période de pointe du soir de 4 heures (16h-20h) ; c'est entre 8 et 9 heures que la vitesse sur le réseau est la plus faible avec 39% des véhicules roulant à une vitesse inférieure à 70 km/h. La pointe du soir est répartie entre 17 et 19 heures; en dehors des heures de pointes, le niveau de service est très bon sur l'ensemble du réseau. On n'observe notamment pas de dégradation significative du niveau de service à midi ; ces cartes mettent en évidence les points critiques du réseau (différents selon les heures de la journée). Il s'agit en particulier des entrecroisements sur A1 et sur A22, la jonction entre l'a1 et la RN356 vers l'a25, la jonction entre l'a23 et l'a27 puis l'insertion de la RN227, la VRU dans le sens Roubaix vers Villeneuve d'ascq... A23 A27 les différences ne sont pas beaucoup marquées entre les HPS et les HPM; la circulation de l'a25 est plus perturbée vers l'a1 que vers la RN356 pendant les HPS (le matin, c'est plutôt l'inverse); le matin, l'entrée dans Lille est très perturbée, avec une part de véhicule roulant en dessous de 50km/h très élevée. La sortie vers la RN227, puis la jonction avec l'a27 puis l'insertion de la RN227 dégradent le niveau de service. Après ces points critiques, le niveau de service s'améliore; le soir, la sortie de Lille n'est pas perturbée. Il n'y a pas de point critique comparable à ceux existants dans le sens inverse; le soir, l'entrée dans Lille est moins perturbée que le matin, malgré des difficultés encore importantes au niveau de l'insertion de la RN227. quelque soit le sens et la période de la journée, le niveau de service sur l'a27 est bon; A1 et noeud de Ronchin les différences sont nettement marquées entre les HPM et les HPS; sur l'a1 le niveau de service est mauvais pendant les HPM, dans le sens vers Lille avant la séparation vers A22. La vitesse est évidemment plus faible au niveau des zones d'entrecroisements; l'entrecroisement entre l'a1 et l'a22 est plus difficile en direction de Villeneuve d'ascq que en direction de Lille, avec un fort pourcentage de véhicule roulant en dessous de 50 km/h. Après cet entrecroisement la circulation vers A23 et A27 est fluide. De la même manière, après l'entrecroisement sur A1, la circulation vers Lille est meilleure; sur l'a1 le niveau de service est bon pendant l'hpm, dans le sens vers Paris, en venant de Lille ou de Villeneuve d'ascq; pendant les HPS, le niveau de service en direction de Paris par l'a1 est mauvais. L'accès est plus difficile en provenance de Lille que de Villeneuve d'ascq. Les deux principales difficultés sont les entrecroisements sur l'a1 (avant le choix direction Paris ou direction Bruxelles/Valenciennes) et sur l'a22 au niveau de l'arrivée de l'a23 et de la RN227; on remarque que la sortie de Lille vers Valenciennes/Bruxelles est moins perturbée que la sortie vers Paris; le soir, l'entrée sur Lille a un niveau de service dégradé (par rapport au matin: logiquement moins que dans le même sens, mais plus que dans l'autre sens); RN227 le niveau de service est globalement dégradé pendant les HP sur toutes les sections de la RN227; pendant les HPM, le niveau de service est plus mauvais dans le sens sud-nord que dans l'autre sens (au sud de l'échangeur n 5). Le soir, la situation s'inverse; A22 (sections au nord de la boucle) RN356 au sud du RNO, le niveau de service de l'entrée sur Lille par l'a22 est bon. Le niveau de service se dégrade pour le trafic en direction de la RN227, en particulier le matin. En direction de la RN356, la circulation est moins perturbée; sur une période très étalée le matin (et dans une moindre mesure le soir), le niveau de service est très dégradé sur la VRU en provenance de Roubaix et en direction de Villeneuve d'ascq. C'est un des points critiques du réseau. le niveau de service est moins dégradé que sur la RN227; le sens vers Lille est plus perturbée que l'autre sens, le matin et le soir. En effet, dans le sens vers Gand, le seul point critique est la jonction assez éloignée avec la RN227; A25 la section d'a25 couverte par le réseau est très courte. On remarque néanmoins qu'il s'agit d'une des parties du réseau étudié avec le plus mauvais niveau de service; DRE/CDRU/note_cartographie_vitesse_Allegro_novembre2007 16/18
Annexe: description de la méthode d'apurement des fichiers et de calculs des résultats Structure du fichier de base Le fichier de données Allegro de base présente sur une ligne, l information de trafic tous véhicules selon 10 classes de vitesse, pour une voie de circulation, à une date et une tranche horaire donnée. La validation de la donnée dans chaque classe est indiquée dans les 10 dernières colonnes du fichier. 4. Enfin un dernier filtre est fait en ne considérant que les jours ouvrables hors vacances scolaires (à paramétrer dans l outil de calcul par «JO» et «FAUX» ; pendant le traitement l information est ajoutée dans le fichier sur deux colonnes supplémentaires, grâce à une jointure avec un fichier contentant ces informations sur l ensemble de la période considérée ; pour le type de jour :«JO»=Jour ouvrable, «SV»= Samedi/Veille de fête, «DF»= Dimanche et Fête ; pour les vacances scolaires : «FAUX» si le jour n est pas en période de vacances scolaires, «VRAI» sinon). 2-Calcul des trafics pour les seuils de vitesse considérées Les deux seuils de vitesses que nous considérons sont 50 km/h et 70km/h. Par conséquent il n est pas nécessaire de conserver les 10 classes de vitesses initiales. Ainsi lors du traitement seules sont conservées les classes 0-50km/h et 50-70km/h. Une troisième reprenant la somme des trafics des classes restantes (>70km/h) est calculée dans une colonne supplémentaire. Remarque : avant le traitement il est nécessaire de vérifier dans le fichier si : Pour la tranche horaire 0h-1h, l indication de l heure figure dans le fichier à gauche de la date par «00 :00 :00». Si elle est absente, elle est à ajouter (via l éditeur de texte Uedit-32 par exemple). Dans chacune des lignes de données, toutes les colonnes correspondant aux classes de vitesses et à la validation des données sont bien remplies (il peut y avoir des vides). Elles peuvent être initialisées par «0» (elles sont considérées comme des données incomplètes donc non pris en compte dans le traitement). Traitement Le fichier global comprend les données pour tous les capteurs. Cependant pour des raisons de commodité de traitement, le fichier est décomposé en un fichier par capteur. Le traitement est ensuite fait sur chacun de ces fichiers. Les fichiers résultats sont ensuite regroupés en un seul fichier de résultat. 1-Choix des données valides du fichier 1. Un premier filtre est fait en considérant les lignes d information dont chaque indicateur de validité de la donnée d une classe de vitesse vaut «1» (c est à dire lorsque le produit des 10 indicateurs vaut «1» ; ce produit est calculé et ajouté dans une colonne lors du traitement). 2. Un deuxième filtre est fait dans cette base obtenue en excluant les lignes d informations pour lesquelles la somme du trafic sur les 10 classes de vitesse vaut «0». En effet bien que validée dans la base initiale, il est raisonnable de penser que si le trafic total vaut 0 sur une heure, le capteur n a pas fonctionnée correctement (cette somme est calculé dans une colonne lors du traitement). 3. Un troisième filtre est fait cette nouvelle base obtenue en ne prenant en compte pour chaque capteur que les jours dont les données sur les 24 tranches horaires existent. a) 1 ère étape : calcul dans un fichier annexe du nombre d heure disponible pour un jour donné et un capteur donné, par fusion sur la clé de calcul = «numéro de capteur +date» ; b) 2 ème étape : jointure de ce fichier avec le fichier principal pour ajouter dans ce dernier, dans une colonne supplémentaire, l information jour entier c est à dire nombre d heure = 24 ; c) 3 ème étape : filtre sur cette information jour entier = 24 pour ne prendre que les lignes d informations correspondant à des jours complets ). 3-Calcul des trafics moyens sur la période selon les classes de vitesses retenues. Tout d abord le nombre de jours entiers d observations par capteur est calculé (clé de fusion «capteur+date»).ensuite pour chacune des 3 classes de vitesses considérées : 1ére étape : la somme des trafics sur l ensemble de la période est calculée pour chaque tranche horaire (clé= «capteur+heure») ; 2 ème étape : une jointure avec le fichier précédent est faite selon la clé «capteur+date» pour ajouter dans une colonne le nombre de jours entiers d observations dans le fichier de base. 3 ème étape : le trafic moyen pour la classe de vitesse envisagée est obtenu par division de la somme des trafics par le nombre de jours entiers d observations, et ajoutée dans une colonne supplémentaire. Pour chacune des classes envisagées est ainsi créé un fichier comportant le trafic moyen sur la période par tranche horaire. Ces fichiers sont regroupés en un seul fichier (24 heures x 3 classes = 72 lignes pour un capteur). Le processus est répété pour chaque capteur le fichier résultat se nomme «FIN» sans extension. Structure du fichier résultat fichier résultat Une ligne correspond à une donnée moyenne pour un capteur, une tranche horaire et une classe de vitesse donnée : DRE/CDRU/note_cartographie_vitesse_Allegro_novembre2007 17/18
Ce fichier est à importer sous Excel et permet de faire des tableaux croisés dynamiques. Ayant les trafics moyens T ci selon les classes de vitesses c1=0-50km/h ; c2=50-70km/h et c3=sup70km/h pour chaque tranche horaire, on pourra calculer : La part P 1 de trafic circulant à moins de 50km/h : P 1 = T c1 / (T c1 +T c2 +T c3 ) La part P 2 de trafic circulant à moins de 70km/h : P 2 = (T c1 +T c2 )/ (T c1 +T c2 +T c3 ) DRE/CDRU/note_cartographie_vitesse_Allegro_novembre2007 18/18