Groupe de Recherche sur les Transports
Facultés Universitaires N.-D. de la Paix
Rempart de la Vierge, 8
5000 Namur
Belgique
tél.:+ 32 (0)81 72.49.18
fax : + 32 (0)81 72.49.14
e-mail:grt-info@math.fundp.ac.be

info
Trimestriel - Numéro 5 - Décembre 98


Editorial

Les outils du GRT : le logiciel ATES

La parole à Fabian BASTIN

La bibliothèque du GRT

Les séminaires du GRT

Domaines actuels de recherche


 

Editorial

 

Nous en sommes déjà à la fin de la première année d'existence de GRT-info et nous ne pouvons que nous réjouir des échos favorables que vous nous avez transmis à propos de notre publication. C'est aussi l'heure d'un premier bilan. A cette occasion, il nous faut faire le constat que la réalisation de GRT-info nous prend un certain temps. Les heures n'étant pas élastiques et toutes les recherches que nous vous présentons au fil des numéros requérant tout à fait légitimement la majeure partie de notre temps, nous nous sommes rendus compte qu'il ne nous serait pas possible de poursuivre le rythme de parution actuel. C'est pourquoi, dès l'an prochain, GRT-info deviendra quadrimestriel.

Venons-en maintenant au numéro que vous tenez en mains (ou que vous visualisez sur votre écran puisque nous débutons également la diffusion de notre newsletter par e-mail). Cette fois, nous vous proposons de découvrir le logiciel ATES, développé par le GRT. Nous vous invitons aussi, pour la première fois, à jeter un oeil dans notre bibliothèque en vous décrivant brièvement nos dernières acquisitions. D'autre part, un étudiant qui réalise son mémoire au sein du GRT vous expose le sujet de ses recherches: les modèles de poursuite. Enfin, un article est consacré au modèle économique TRENEN.

Je m'en voudrais de conclure sans vous avoir souhaité, au nom de tous les membres du GRT, de joyeuses fêtes de fin d'année et en vous présentant nos meilleurs voeux pour 1999.

Dr. Eric CORNELIS


 

Les outils du GRT

 

Le logiciel ATES

Etant donné un réseau routier, comment va se répartir une demande de déplacements sur ce dernier ? Etant donné une origine, quels chemins vont être empruntés par les usagers pour arriver à destination, en sachant que le choix d'un itinéraire peut être influencé par le niveau de congestion des axes routiers? Plus difficile encore, étant donné une matrice historique de demande (obtenue par exemple à partir des données du recensement INS de 1991), peut-on la mettre à jour en fonction de comptages observés sur des axes du réseau ?

Pour répondre à ces questions, le GRT a développé Ates, "Another Traffic Equilibrium Software", un logiciel d'affectation du trafic et d'estimation de matrices de demande sur base de comptages observés.

Ates est un modèle statique (en opposition aux modèles dynamiques, comme l'est le modèle Pacsim présenté dans Grt-Info 1), en ce sens qu'il fournit une image moyennisée des flux de véhicules pour la période considérée lors de la modélisation. Ates propose essentiellement deux applications: l'affectation d'une matrice de demande sur un réseau et la mise à jour d'une matrice de déplacements sur base d'une demande a priori et de comptages observés sur des axes modélisés dans le réseau.

Affectation

La phase d'affectation, dite aussi phase d'assignation, répartit la demande de déplacements sur le réseau, déterminant ainsi des itinéraires permettant de relier les différentes origines aux destinations, précisant aussi le nombre d'usagers sur les différents arcs du réseau, les temps de parcours, etc.

Pour résoudre un problème d'assignation du trafic, il faut se donner une règle en fonction de laquelle les usagers vont faire le choix d'un itinéraire. De nombreuses règles existent, déterminant ainsi différentes méthodes d'affectation (voir ci-après). Chacune de ces règles fait intervenir la notion de coût d'un arc. En effet, utiliser un réseau de transport se fait toujours, pour ses usagers, à un certain coût. Celui-ci peut s'évaluer au moyen de la distance parcourue, de la durée d'un déplacement, ou d'autres critères, déterminés selon le but final de la modélisation. Ates modélise cette notion de coût global lié aux déplacements par le choix d'une fonction de performance qui associe à chaque arc du réseau un temps de parcours en fonction du flux (i.e. le nombre de véhicules) qu'il supporte. Ainsi, le temps de parcours d'un arc est relativement indépendant du trafic lorsque celui-ci est faible, mais un trafic plus important peut ralentir l'usager jusqu'à ce qu'il soit complètement bloqué, la capacité de l'arc étant atteinte.

Ates offre à l'utilisateur la possibilité de choisir parmi cinq méthodes d'affection. Il s'agit des méthodes dites tout ou rien (plus courts chemins), équilibre utilisateur, équilibre système, équilibre utilisateur stochastique et affectation probit. L'explicitation de ces méthodes dépasse le cadre de cet article. Signalons simplement que si un équilibre est désiré, un processus itératif est utilisé.

Mise à jour d'une matrice sur base de comptages

La détermination d'une matrice origine/destination actualisée n'est certes pas aisée: les données sont rares et/ou coûteuses à récolter, et souvent incomplètes.

La méthode utilisée par Ates pour mettre à jour une demande initiale en fonction des comptages observés est une méthode de facteurs de croissance. Le choix de la matrice a priori n'est donc pas innocent car c'est à la structure de cette dernière que seront appliqués les facteurs de croissance qui corrigeront la matrice pour respecter les comptages.

Remarquons que dans un modèle à facteurs de croissance, une demande initiale nulle restera toujours nulle, puisque la méthode utilise des facteurs multiplicatifs. Pour contourner cette rigidité, le logiciel Ates offre la possibilité de "compléter" la matrice de départ de sorte qu'une demande initialement nulle entre une origine i et une destination j puisse évoluer en une demande strictement positive dans la matrice mise à jour en fonction des comptages observés. Notons aussi que l'utilisateur garde la possibilité de maintenir une demande nulle pour certains couples origine/destination.

La matrice finale est obtenue par itérations successives: il y a tout d'abord une phase d'affectation de la matrice initiale sur le réseau, puis des facteurs de croissance sont appliqués à la matrice de telle manière que les flux assignés sur les arcs munis de compteurs correspondent aux comptages qui y ont été effectués. La matrice ainsi obtenue est alors affectée à son tour sur le réseau, et les flux sont de nouveau calculés et confrontés aux comptages. Les itérations se succèdent ainsi jusqu'à ce qu'il y ait convergence ou que le nombre maximum d'itérations fixé par l'utilisateur soit atteint.

Remarquons que pour la phase d'affectation de chaque itération, l'utilisateur a le choix entre les cinq méthodes proposées par Ates, citées précédemment.

En pratique...

De plus amples informations sur le logiciel Ates sont disponibles dans le manuel d'utilisation (que l'on peut trouver au GRT). Ce logiciel est actuellement utilisé, entre autres, dans la modélisation du réseau routier wallon développé par la Région Wallonne.

Martine DE VLEESCHOUWER, chercheur au GRT


  La parole à ...

Dans ce numéro, nous laissons la parole à Fabian BASTIN, étudiant de 2ème licence en Sciences Mathématiques et mémorant au GRT. Il nous parle de ses recherches dans le cadre de son mémoire.

Analyse des modèles de poursuite

Quiconque participe à la circulation routière sait qu'il doit sans cesse adapter sa conduite aux conditions de trafic. En particulier, la présence d'autres conducteurs influence ses propres agissements, et un conducteur tentera d'adapter son allure vis-à-vis des véhicules qui le précèdent. Les modèles de poursuite s'intéressent ainsi aux interactions existant entre les conducteurs au sein d'une file, en reliant le comportement d'un véhicule à celui du véhicule devant lui. Ils sont d'une grande importance dans la simulation microscopique du trafic, pour rendre compte en détail des interactions existant dans un peloton de véhicules.

Les premiers modèles sont apparus à la fin des années 50. Ils se basaient sur l'idée qu'un conducteur reçoit des stimuli du véhicule le précédant, tels que la vitesse, l'accélération, l'écart les séparant,... et réagit en modifiant son accélération. Ces quarante dernières années, de nombreuses variantes ont vu le jour. Certaines s'attachent à trouver une expression de la vitesse après un laps de temps correspondant à la durée nécessaire à la réaction de l'automobiliste, d'autres encore délaissent les relations analytiques au profit de règles hiérarchisées, définissant la nature et l'importance de la réaction du conducteur. Chaque modèle se fonde sur des hypothèses théoriques et comportementales plus ou moins réalistes, mais à l'heure actuelle, aucun n'est parvenu à s'imposer.

Si les développements théoriques concernant les modèles les plus anciens abondent, aucun de ceux-ci n'est utilisé tel quel dans les simulateurs modernes. De plus, d'un simulateur à l'autre, les modèles retenus diffèrent. Beaucoup combinent d'ailleurs plusieurs modèles, dont l'application est fonction de la proximité entre les véhicules. Ceci provient du fait que les conducteurs ne réagissent pas de manière identique selon l'état de congestion de l'axe routier. Certains modèles seront dès lors plus adaptés à des régimes de basse congestion; d'autres conviendront mieux à de fortes densités. En outre, certains auteurs n'hésitent pas à introduire dans leurs algorithmes des hypothèses plus que douteuses, comme un temps de réaction nul en dessous d'un certain écart limite.

Mais alors, quel(s) modèle(s) retenir si nous souhaitons reproduire le plus fidèlement possible le trafic routier, et pourquoi ? C'est cette interrogation qui nous a poussé à réaliser une étude comparative, en essayant de déterminer l'influence de paramètres tels que le temps de réaction, les vitesses désirées des conducteurs, ... D'autres aspects devront aussi intervenir dans la discrimination des différents modèles: l'application envisagée, les données disponibles, ...

Dans un deuxième temps, nous tenterons d'associer un modèle de changement de bande afin de pouvoir simuler la circulation autoroutière, et si possible inclure une gestion d'incidents, dans l'optique d'une étude du phénomène tragique, mais trop fréquent, des carambolages en série. Une telle entreprise ne pourra être efficace que si la sélection des modèles de poursuite a été soigneusement effectuée.

Fabian BASTIN,
mémorant au GRT


 

La bibliothèque du GRT

 

Dans cette rubrique, nous présentons quelques nouveaux livres consacrés aux transports.

La bibliothèque du GRT s'enrichit continuellement de nouveaux ouvrages sur les transports. Avant de vous présenter nos dernières acquisitions, nous vous signalons que nous disposons également de collections de plusieurs revues consacrées à la problématique des transports. Vous avez la possibilité de venir les consulter dans notre bibliothèque sur simple demande.

Si vous souhaitez d'autres renseignements sur l'un des ouvrages de cette rubrique, vous pouvez nous contacter (nos coordonnées se trouvent dans l'en-tête de ce feuillet). D'un autre côté, si vous connaissez des ouvrages récents susceptibles de nous intéresser, nous vous serions reconnaissants de nous en transmettre les références.

Benoît MASQUILIER,
chercheur au GRT


 

Les séminaires du GRT

 

Le modèle TRENEN II URBAN

Cette rubrique a pour but de faire un résumé concis d'une ou de plusieurs conférences ayant eu lieu dans le cadre des séminaires organisés par le GRT. Par ces résumés, nous permettons ainsi aux personnes absentes le jour de la conférence de prendre connaissance de son contenu. Les personnes intéressées par un sujet sont cordialement invitées à nous contacter pour de plus amples informations.

Le modèle TRENEN II URBAN

TRENEN est un modèle économique qui est l'une des composantes principales du projet ITEM (Integration of Traffic and Economics Models). Ce projet réunit le GRT et le CES (KUL) dans le cadre du programme " Mobilité Durable " financé par les SSTC. Il a été présenté par le Prof. Stef PROOST, l'un de ses auteurs, lors d'un des derniers séminaires du GRT. Cet article ne se veut qu'un bref aperçu des caractéristiques principales de ce modèle.

TRENEN II URBAN est un modèle d'optimisation numérique qui a pour objectif de simuler des politiques de prix visant à réduire les externalités du trafic routier en milieu urbain. Il contient une représentation de la demande en transports, de l'offre de transport, des revenus des taxes indirectes et des coûts externes. Les effets des mesures politiques sur les surplus des consommateurs et des producteurs, sur les revenus provenant des taxes et sur les coûts externes sont agrégés en effets sur le bien-être (welfare) social.

Le modèle est flexible en ce sens qu'il peut traiter différents types de politiques, ceux-ci allant, par exemple, d'une augmentation des taxes sur le combustible à des formes sophistiquées de péage. La réglementation portant sur la technologie peut aussi être étudiée. Une des caractéristiques importantes du modèle est qu'il permet d'étudier des ensembles de mesures (c.-à-d. des groupes d'instruments d'une politique qui seraient mis en oeuvre simultanément).

Le cadre mathématique du modèle est basé sur la théorie économique. Ainsi, des comparaisons entre diverses politiques sont possibles. Le modèle représente la problématique du transport en milieu urbain comme un ensemble de marchés de transports étroitement reliés entre eux. Pour chaque ensemble d'options politiques, des valeurs optimales des paramètres de ces politiques sont sélectionnées pour garantir un équilibre entre les différents secteurs du transport urbain et maximiser une fonction donnée représentant le bien-être social. TRENEN est un modèle statique qui fournit les premiers ordres de grandeurs des directions optimales pour des réformes de prix et des gains de bien-être qui sont possibles.

Dr. Eric CORNELIS,
chercheur au GRT

(d'après TRENEN II STRAN, Deliverable D8a, " New Model Developments Urban Software and Documentation ", Kurt Van Dender, Stef Proost and Sara Ochelen, CES, KUL)


 

Domaines actuels de recherche

Pour plus d'informations, consultez notre site internet à l'adresse http://www.fundp.ac.be/~grt

Développement de systèmes
Conception d'un logiciel de gestion pour le système intégré de Park and Ride (Thierry MARTENS)
Enquêtes transports
Enquête-pilote nationale sur la mobilité des ménages (Philippe BARETTE)
Enquête nationale sur la mobilité des ménages et étude des chaînes d'activités des ménages (Philippe BARETTE)
Méthodes de correction de données (TEST) (Olivier LOTHAIRE)
Mise de résultats d'enquêtes sur le web (TEST) (Isabelle REGINSTER)
Modélisation
Modélisation des émissions atmosphériques liées au trafic automobile (Benoît MASQUILIER)
Développement de modèles et de méthodes pour de nouveaux systèmes de transport urbain (AIUTO) (Eric CORNELIS)
Modélisation et simulation à haute performance de réseaux de transport (HIPERTRANS) (Eric CORNELIS)
Intégration de modèles économiques et de trafic pour l'évaluation d'une politique de transport en milieu urbain (Eric CORNELIS)
Appui au développement du modêle de trafic de la Région Wallonne (Martine DE VLEESCHOUWER)


Isabelle Reginster - FUNDP - MATH - GRT - 6 janvier 1999