Système de transport intelligent

Un système de transport intelligent (STI) est une application avancée qui, sans incarner l’intelligence en tant que telle, vise à fournir des services innovants liés aux différents modes de transport et de gestion du trafic et à mieux informer et rendre plus sûr, plus coordonné et plus intelligent. ‘utilisation des réseaux de transport.

Bien que les STI puissent faire référence à tous les modes de transport, la directive de l’Union européenne 2010/40 / UE du 7 juillet 2010 a défini les STI comme des systèmes dans lesquels les technologies de l’information et de la communication sont appliquées , véhicules et utilisateurs, et dans la gestion du trafic et de la mobilité, ainsi que pour les interfaces avec d’autres modes de transport. Les STI peuvent améliorer l’efficacité du transport dans un certain nombre de situations, à savoir le transport routier, la gestion du trafic, la mobilité, etc.

Contexte
L’activité gouvernementale récente Dans le domaine des STI – est en outre motivée par un intérêt croissant pour la sécurité intérieure. Un grand nombre des systèmes STI proposés impliquent également la surveillance des routes, qui est une priorité de la sécurité intérieure. Le financement de nombreux systèmes provient soit directement des organisations de sécurité intérieure, soit avec leur approbation. En outre, les STI peuvent jouer un rôle dans l’évacuation rapide et massive des personnes dans les centres urbains à la suite de grands sinistres résultant d’une catastrophe naturelle ou d’une menace. Une grande partie de l’infrastructure et de la planification impliquées dans ITS sont parallèles au besoin de systèmes de sécurité intérieure.

Dans les pays en développement, la migration des habitats ruraux vers les habitats urbanisés a progressé différemment. De nombreuses régions du monde en développement se sont urbanisées sans motorisation importante et sans formation de banlieues. Une petite partie de la population peut se permettre d’acheter des automobiles, mais les automobiles augmentent considérablement la congestion de ces systèmes de transport multimodaux. Ils produisent également une pollution atmosphérique considérable, posent un risque important pour la sécurité et exacerbent les sentiments d’inégalité dans la société. Une densité de population élevée pourrait être soutenue par un système multimodal de marche, de transport de vélos, de motocyclettes, d’autobus et de trains.

D’autres régions du monde en développement, telles que la Chine, l’Inde et le Brésil, restent essentiellement rurales mais s’urbanisent et s’industrialisent rapidement. Dans ces zones, une infrastructure motorisée est en cours de développement parallèlement à la motorisation de la population. La grande disparité de la richesse signifie que seule une fraction de la population peut motoriser, et par conséquent, le système de transport multimodal très dense pour les pauvres est traversé par le système de transport très motorisé pour les riches.

Technologies de transport intelligentes
Les systèmes de transport intelligents varient selon les technologies appliquées, des systèmes de gestion de base tels que la navigation automobile; systèmes de contrôle des feux de circulation; systèmes de gestion de conteneurs; panneaux à messages variables; reconnaissance automatique des plaques d’immatriculation ou radars pour surveiller des applications telles que les systèmes de vidéosurveillance de sécurité; et à des applications plus avancées qui intègrent des données en direct et des informations en retour provenant d’un certain nombre d’autres sources, telles que les systèmes de guidage et d’information de stationnement; informations météorologiques; systèmes de déglaçage des ponts (systèmes de dégivrage américains); etc. De plus, des techniques prédictives sont en cours de développement pour permettre une modélisation et une comparaison avancées avec les données de référence historiques. Certaines de ces technologies sont décrites dans les sections suivantes.

Communications sans fil
Diverses formes de technologies de communication sans fil ont été proposées pour des systèmes de transport intelligents. La communication par modem radio sur les fréquences UHF et VHF est largement utilisée pour les communications à courte et longue portée dans les STI.

Des communications à courte portée de 350 m peuvent être réalisées en utilisant les protocoles IEEE 802.11, en particulier WAVE ou la norme de communication dédiée à courte portée, promue par l’Intelligent Transportation Society of America et le Department of Transportation des États-Unis. Théoriquement, la portée de ces protocoles peut être étendue en utilisant des réseaux ad hoc mobiles ou des réseaux maillés.

Des communications à plus longue portée ont été proposées avec des réseaux d’infrastructure tels que WiMAX (IEEE 802.16), Global System for Mobile Communications (GSM) ou 3G. Les communications à longue distance utilisant ces méthodes sont bien établies, mais, contrairement aux protocoles à courte portée, ces méthodes nécessitent un déploiement d’infrastructure très coûteux. Il y a un manque de consensus quant au modèle d’entreprise qui devrait supporter cette infrastructure.

Les compagnies d’assurance automobile ont eu recours à des solutions ad hoc pour prendre en charge les fonctionnalités eCall et de suivi comportemental sous la forme de la télématique 2.0.

Technologies informatiques
Les progrès récents de l’électronique automobile ont conduit à une évolution vers des processeurs informatiques moins nombreux et plus performants sur un véhicule. Au début des années 2000, un véhicule typique aurait entre 20 et 100 microcontrôleurs / contrôleurs logiques programmables individuels avec des systèmes d’exploitation non temps réel. La tendance actuelle se porte vers des modules de microprocesseurs moins coûteux, dotés d’une gestion de la mémoire matérielle et de systèmes d’exploitation en temps réel. Les nouvelles plates-formes de systèmes embarquées permettent d’implémenter des applications logicielles plus sophistiquées, notamment le contrôle de processus basé sur des modèles, l’intelligence artificielle et l’informatique omniprésente. La plus importante d’entre elles pour les systèmes de transport intelligents est peut-être l’intelligence artificielle.

Données flottantes sur la voiture / données cellulaires flottantes
Les données relatives aux “voitures flottantes” ou aux “sondes” collectaient d’autres itinéraires de transport. En gros, quatre méthodes ont été utilisées pour obtenir les données brutes:

Méthode de triangulation. Dans les pays développés, une forte proportion de voitures contient un ou plusieurs téléphones portables. Les téléphones transmettent périodiquement leurs informations de présence au réseau de téléphonie mobile, même si aucune connexion vocale n’est établie. Au milieu des années 2000, des tentatives ont été faites pour utiliser les téléphones mobiles comme sondes de trafic anonymes. Au fur et à mesure que la voiture se déplace, le signal de tout téléphone portable se trouvant dans le véhicule change également. En mesurant et en analysant les données du réseau en utilisant la triangulation, la correspondance de modèle ou les statistiques du secteur cellulaire (dans un format anonyme), les données ont été converties en informations de flux de trafic. Avec plus de congestion, il y a plus de voitures, plus de téléphones et donc plus de sondes. Dans les zones métropolitaines, la distance entre les antennes est plus courte et, en théorie, la précision augmente. Un avantage de cette méthode est qu’aucune infrastructure ne doit être construite le long de la route; seul le réseau de téléphonie mobile est exploité. Mais dans la pratique, la méthode de triangulation peut être compliquée, en particulier dans les zones où les mêmes tours de téléphonie mobile desservent deux routes parallèles ou plus (autoroute (avec autoroute), autoroute (autoroute) et train de banlieue, deux ou plusieurs rues parallèles, ou une rue qui est aussi une ligne de bus). Au début des années 2010, la popularité de la méthode de triangulation était en baisse.

Réidentification du véhicule. Les méthodes de ré-identification des véhicules nécessitent des ensembles de détecteurs installés le long de la route. Dans cette technique, un numéro de série unique pour un périphérique du véhicule est détecté à un endroit puis détecté à nouveau (réidentifié) plus loin sur la route. Les temps de parcours et la vitesse sont calculés en comparant l’heure à laquelle un appareil spécifique est détecté par des paires de capteurs. Cela peut être fait en utilisant les adresses MAC de Bluetooth ou d’autres appareils, ou en utilisant les numéros de série RFID des transpondeurs de télépéage (ETC) (également appelés “étiquettes à péage”).

Méthodes basées sur le GPS. Un nombre croissant de véhicules sont équipés de systèmes satnav / GPS (navigation par satellite) embarqués dans les véhicules qui communiquent avec un fournisseur de données de trafic. Les relevés de position de ces véhicules sont utilisés pour calculer la vitesse du véhicule. Les méthodes modernes n’utilisent peut-être pas de matériel dédié, mais plutôt des solutions basées sur un smartphone utilisant des approches dites de télématique 2.0.

Surveillance riche basée sur un smartphone. Les smartphones équipés de plusieurs capteurs peuvent être utilisés pour suivre la vitesse et la densité du trafic. Les données sur les accéléromètres des smartphones utilisés par les automobilistes sont surveillées pour déterminer la vitesse du trafic et la qualité de la route. Les données audio et le marquage GPS des smartphones permettent d’identifier la densité du trafic et les éventuels embouteillages. Cela a été mis en œuvre à Bangalore, en Inde, dans le cadre d’un système expérimental de recherche Nericell.

La technologie des données flottantes sur les voitures offre des avantages par rapport aux autres méthodes de mesure du trafic:

Moins cher que les capteurs ou les caméras
Plus de couverture (incluant potentiellement tous les lieux et toutes les rues)
Plus rapide à mettre en place et moins d’entretien
Fonctionne dans toutes les conditions météorologiques, y compris les fortes pluies

Technologies de détection
Les progrès technologiques dans les télécommunications et les technologies de l’information, associés à des micropuces ultramodernes / ultramodernes, à l’identification par radiofréquence (RFID) et à des technologies de détection intelligentes peu coûteuses, ont amélioré les capacités techniques globalement. Les systèmes de détection pour les STI sont des systèmes en réseau basés sur les véhicules et les infrastructures, à savoir les technologies de véhicules intelligents. Les capteurs d’infrastructure sont indestructibles (tels que les réflecteurs routiers), installés ou intégrés à la route ou aux abords de la route (bâtiments, poteaux et panneaux), selon les besoins, et peuvent être diffusés manuellement lors de l’entretien préventif ou par des machines d’injection de capteurs pour un déploiement rapide. Les systèmes de détection de véhicules comprennent le déploiement de balises électroniques d’infrastructure à véhicule et de véhicule à infrastructure pour les communications d’identification et peuvent également utiliser des technologies de détection automatique de plaques magnétiques zones.

Détection de boucle inductive
Les boucles inductives peuvent être placées dans une plate-forme afin de détecter les véhicules lorsqu’ils traversent le champ magnétique de la boucle. Les détecteurs les plus simples comptent simplement le nombre de véhicules qui passent sur une boucle pendant une unité de temps (généralement 60 secondes aux États-Unis), tandis que des capteurs plus sophistiqués estiment la vitesse, la longueur et la classe des véhicules et la distance entre eux. Les boucles peuvent être placées dans une voie unique ou sur plusieurs voies et fonctionnent avec des véhicules très lents ou arrêtés, ainsi que des véhicules circulant à grande vitesse.

Détection de véhicule vidéo
La mesure du flux de trafic et la détection automatique des incidents à l’aide de caméras vidéo constituent une autre forme de détection de véhicule. Étant donné que les systèmes de détection vidéo tels que ceux utilisés dans la reconnaissance automatique des plaques d’immatriculation n’impliquent pas l’installation de composants directement sur la surface de la route ou sur la plate-forme, ce type de système est appelé méthode de détection du trafic “non intrusive”. La vidéo des caméras alimente les processeurs qui analysent les caractéristiques changeantes de l’image vidéo lorsque les véhicules passent. Les caméras sont généralement montées sur des poteaux ou des structures au-dessus ou à côté de la chaussée. La plupart des systèmes de détection vidéo nécessitent une configuration initiale pour «apprendre» au processeur l’image d’arrière-plan de base. Cela implique généralement la saisie de mesures connues telles que la distance entre les lignes de voie ou la hauteur de la caméra au-dessus de la chaussée. Un processeur de détection vidéo unique peut détecter le trafic simultanément d’une à huit caméras, en fonction de la marque et du modèle. La sortie typique d’un système de détection vidéo est la vitesse, le dénombrement et l’occupation de la voie. Certains systèmes fournissent des sorties supplémentaires, notamment des alarmes, des interruptions de route, une détection de véhicule arrêté et des alarmes de véhicule erronées.

Détection Bluetooth
Bluetooth est un moyen précis et peu coûteux de mesurer le temps de parcours et d’analyser l’origine et la destination. Les appareils Bluetooth dans les véhicules qui passent sont détectés par des dispositifs de détection le long de la route. Si ces capteurs sont interconnectés, ils peuvent calculer le temps de parcours et fournir des données pour les matrices d’origine et de destination. Par rapport aux autres technologies de mesure du trafic, la mesure Bluetooth présente certaines différences:

Points de mesure précis avec confirmation absolue à fournir aux seconds temps de parcours.
Est non intrusif, ce qui peut conduire à des installations moins coûteuses pour les sites permanents et temporaires.
Est limité au nombre de périphériques Bluetooth diffusés dans un véhicule, de sorte que le comptage et les autres applications sont limités.
Les systèmes sont généralement rapides à mettre en place avec peu ou pas d’étalonnage nécessaire.

Étant donné que les appareils Bluetooth sont de plus en plus répandus à bord des véhicules et que la diffusion électronique est plus portable, la quantité de données collectées au fil du temps devient plus précise et utile pour le temps de déplacement et l’estimation.

Il est également possible de mesurer la densité du trafic sur une route en utilisant le signal audio qui consiste en un son cumulé provenant du bruit des pneus, du bruit du moteur, du bruit de la marche au ralenti, des bourdonnements et du bruit de turbulence. Un microphone installé au bord de la route capte l’audio qui comprend les différents bruits du véhicule et des techniques de traitement du signal audio peuvent être utilisées pour estimer l’état du trafic. La précision d’un tel système se compare bien aux autres méthodes décrites ci-dessus.

Fusion d’informations à partir de plusieurs modalités de détection du trafic
Les données provenant des différentes technologies de détection peuvent être combinées de manière intelligente pour déterminer avec précision l’état du trafic. Une approche basée sur la fusion de données qui utilise les données acoustiques, d’image et de capteur collectées sur le bord de la route a été montrée pour combiner les avantages des différentes méthodes individuelles.

Applications de transport intelligentes

Système de notification de véhicule d’urgence
Le système eCall embarqué est généré manuellement par les occupants du véhicule ou automatiquement via l’activation de capteurs embarqués après un accident. Lorsqu’il est activé, le dispositif eCall embarqué établira un appel d’urgence acheminant à la fois la voix et les données vers le point d’urgence le plus proche (normalement le point de réponse E1-1-2 le plus proche, PSAP). L’appel vocal permet à l’occupant du véhicule de communiquer avec l’opérateur eCall formé. Dans le même temps, un ensemble minimal de données sera envoyé à l’opérateur eCall recevant l’appel vocal.

L’ensemble minimal de données contient des informations sur l’incident, notamment l’heure, l’emplacement précis, la direction dans laquelle se trouvait le véhicule et l’identification du véhicule. Le système eCall paneuropéen vise à être opérationnel pour tous les nouveaux véhicules homologués en option. Selon le fabricant du système eCall, il peut s’agir d’un téléphone portable (connexion Bluetooth à une interface embarquée), d’un appareil eCall intégré ou d’une fonctionnalité d’un système plus large tel que la navigation, un dispositif télématique ou un appareil de péage. eCall devrait être offert au plus tôt fin 2010, dans l’attente de la normalisation de l’Institut européen des normes de télécommunications et de l’engagement des grands États membres de l’UE tels que la France et le Royaume-Uni.

Le projet SafeTRIP, financé par la CE, développe un système ITS ouvert qui améliorera la sécurité routière et fournira une communication résiliente grâce à la communication par satellite en bande S. Une telle plate-forme permettra une plus grande couverture du service d’appel d’urgence au sein de l’UE.

Application automatique de la route
Un système de caméras de surveillance de la circulation comprenant une caméra et un dispositif de surveillance du véhicule est utilisé pour détecter et identifier les véhicules qui ne respectent pas les limites de vitesse ou toute autre exigence légale de la route. Les tickets de circulation sont envoyés par courrier. Les applications incluent:

Radars qui identifient les véhicules dépassant la limite de vitesse légale. De nombreux appareils de ce type utilisent le radar pour détecter la vitesse d’un véhicule ou les boucles électromagnétiques enfouies dans chaque voie.
Des caméras à lumière rouge qui détectent les véhicules qui traversent une ligne d’arrêt ou une zone d’arrêt désignée pendant qu’un feu rouge est allumé.
Caméras de voies de bus identifiant les véhicules circulant dans des voies réservées aux bus. Dans certaines juridictions, les lignes de bus peuvent également être utilisées par des taxis ou des véhicules effectuant du covoiturage.
Des caméras de passage à niveau qui identifient les véhicules traversant illégalement les voies ferrées.
Des caméras à double ligne blanche qui identifient les véhicules traversant ces lignes.
Caméras de voies réservées aux véhicules à forte occupation qui identifient les véhicules en violation des exigences VMO.

Limites de vitesse variables
Récemment, certaines juridictions ont commencé à expérimenter des limitations de vitesse variables en fonction de la congestion routière et d’autres facteurs. En règle générale, ces limites de vitesse ne changent que dans des conditions défavorables, au lieu de s’améliorer dans de bonnes conditions. Un exemple en est l’autoroute britannique M25, qui fait le tour de Londres. Sur la section la plus fréquentée (23 km) (sortie 10 à 16) des M25, des limitations de vitesse variables combinées à une application automatisée sont en vigueur depuis 1995. Les premiers résultats ont montré des économies de temps de parcours, une fluidité de la circulation et une diminution du nombre d’accidents, donc la mise en œuvre est devenue permanente en 1997. D’autres essais sur le M25 n’ont jusqu’ici pas été concluants.

Séquence de feux de signalisation dynamique
Un article de 2008 a été écrit sur l’utilisation de la technologie RFID pour les séquences de feux de signalisation dynamiques. Il contourne ou évite les problèmes qui surviennent généralement avec les systèmes utilisant des techniques de traitement d’images et d’interruption de faisceau. La technologie RFID avec un algorithme et une base de données appropriés a été appliquée à une zone de jonction à plusieurs véhicules, à plusieurs voies et à plusieurs routes pour fournir un système efficace de gestion du temps. Un calendrier dynamique a été établi pour le passage de chaque colonne. La simulation a montré que l’algorithme de séquence dynamique pouvait s’ajuster même avec la présence de certains cas extrêmes. Le journal a indiqué que le système pourrait imiter le jugement d’un agent de la police de la circulation en service, en tenant compte du nombre de véhicules dans chaque colonne et des propriétés d’acheminement.

Systèmes anti-collision
Le Japon a installé des capteurs sur ses autoroutes pour informer les automobilistes qu’une voiture est bloquée devant.

Systèmes coopératifs sur la route
La coopération en matière de communication sur la route inclut le transport de voiture à l’automobile et l’auto-infrastructure, et vice versa. Les données disponibles sur les véhicules sont acquises et transmises à un serveur pour la fusion et le traitement centralisés. Ces données peuvent être utilisées pour détecter des événements tels que la pluie (activité des essuie-glaces) et la congestion (activités de freinage fréquentes). Le serveur traite une recommandation de conduite dédiée à un groupe de conducteurs unique ou spécifique et la transmet sans fil aux véhicules. L’objectif des systèmes coopératifs est d’utiliser et de planifier les infrastructures de communication et de détection pour accroître la sécurité routière. La définition des systèmes coopératifs dans le trafic routier est selon la Commission européenne:

“Les opérateurs routiers, les infrastructures, les véhicules, leurs conducteurs et les autres usagers de la route coopéreront pour fournir le voyage le plus efficace, le plus sûr et le plus sûr possible. Les systèmes coopératifs véhicule-véhicule et véhicule-infrastructure contribueront à ces objectifs avec des systèmes autonomes. ”
Congrès mondial sur les systèmes de transport intelligents – Le Congrès mondial des STI est un salon professionnel annuel visant à promouvoir les technologies STI. ERTICO – ITS Europe, ITS America et ITS AsiaPacific parrainent le congrès et l’exposition annuels de l’ITS. Chaque année, l’événement se déroule dans une région différente (Europe, Amériques ou Asie-Pacifique). Le premier congrès mondial des STI a eu lieu à Paris en 1994.

L’Europe 
Le réseau des associations nationales de STI regroupe les intérêts nationaux des STI. Il a été officiellement annoncé le 7 octobre 2004 à Londres. Le secrétariat est chez ERTICO – ITS Europe.

ERTICO – ITS Europe est un partenariat public / privé visant à promouvoir le développement et le déploiement des STI. Ils connectent les autorités publiques, les acteurs de l’industrie, les opérateurs d’infrastructure, les utilisateurs, les associations nationales de STI et d’autres organisations. Le programme de travail ERTICO est axé sur des initiatives visant à améliorer la sécurité, la sûreté et l’efficacité des réseaux de transport, tout en tenant compte des mesures visant à réduire l’impact environnemental.

États Unis
Aux États-Unis, chaque État a un chapitre sur les STI qui organise une conférence annuelle pour promouvoir et présenter les technologies et les idées STI. Des représentants de chaque département des transports (État, villes, villes et comtés) de l’État participent à cette conférence.