THNS FORUM Synthesis Book Multimodal Traffic Management

THNS FORUM Synthesis Book – Multimodal Traffic Management

LaSDIM Modelling and Measure of flox of traffic for realtime control of congestion and driver’s information. Michel MUNOZ, Consultant WTV expert ITS

The abstract of the LaSDIM project *

One of the major societal stakes at this current time is to favor the emergence of new, innovative and intermodal ITS services (Intelligent Transport System) in the transport industry in order to limit the impact of the travel on citizens’ quality of life, on the economic activity of territories and on the environment.

In the context of the territory of the Living Lab GERFAUT II of the General Council of Seine-Saint-Denis, the RFM LaSDIM project establishes a proof of concept in order to demonstrate the utility of a reference infrastructure, entitled " Reference table Ile-de-France of the Mobility ", a proof of concept which is capable of integrating the most successfulITS innovations. This reference table has the capability to be implementede on a large scale, both at a national and international level. The services which it provides are intended, at the same time, for professionals and users, in either economic or consumer fields.

The project aims to implements ITS’ ona national level and complies with the PREDIM charter and European ITS directives on the interoperability of the systems.

One of the major stakes in the project RFM LaSDIM is firstly to develop a new generation of algorithms of dynamic trafficregulation and integrate TC into the Thales SEGUR system. This will allow for better optimizationin the exploitation of urban public road networks and transportinfrastructures. Secondly, it is the recuperation of mobile data (NEAVIA cooperative sensors) to improve previous services and facilitate decision-making in real time and by anticipation through the mesoscopic simulation of CDVIA.

The challenge is also the creation of ValiLab, a national-scale mutualized infrastructure of geographically localized data referenced by mobility using the RGE of the IGN (NATIONAL GEOGRAPHIC INSTITUTE) standard. The multimodal platform‘Claire SITI’ of IFSTTAR will assure the interoperabilityof data between SEGUR and the ValiLab.

The concept LaSDIM will be experimented on a territory-scale level within the Living Lab Gerfaut II of the Department of Seine-Saint-Denis. It will favor the emergence of new innovative and intermodal ITS services in the transport industry, limiting the impact of travel on citizens’ quality of life, on the economic activity of territories and the environment.

* A. Dupéret, F. Aligne, T. Glais, C. Isberie, M. Munoz, G. Scemama, J.H. Wilbrod (2015) Projet RFM LaSDIM, Référentiel francilien de la mobilité / Large Scale Data Infrastructure for Mobility, Application en milieu urbain en Seine-Saint-Denis. Les rencontres de la mobilité intelligente, Paris (Congrès ATEC ITS France 2015).

L’abstract du projet LaSDIM*

A l’échelle du territoire du Living Lab GERFAUT II du Conseil général de Seine-Saint-Denis, le projet RFMLaSDIM constitue une preuve de concept de l’utilité d’une infrastructure de référence, intitulée «Référentiel Francilien de la Mobilité», apte à intégrer les innovations ITS les plus performantes. Ce référentiel a vocation à être étendu à grande échelle, au niveau national et international. Les services qu’il apporte sont destinés à la fois aux professionnels et aux utilisateurs, acteurs économiques ou grand public.

Le projet s’inscrit dans la mise en œuvre des ITS au niveau national et répond à la charte PREDIM et à la directive cadre européenne des ITS sur l’interopérabilité des systèmes.

L’un des enjeux majeurs du projet RFM LaSDIM est d’abord de développer d’une part une nouvelle génération d’algorithmes de régulation dynamique du trafic et des TC intégrés au système SEGUR de Thales. Ils permettront de mieux d’optimiser l’exploitation des voiries urbaines et les infrastructures de transports. D’autre part, c’est la mise à disposition de données mobiles (capteurs coopératifs NEAVIA) pour améliorer les services précédents et faciliter les décisions, en temps réel et par anticipation à travers la simulation mésoscopique de CDVia.

L’enjeu est également la création du ValiLab, une infrastructure nationale mutualisée de données géo localisées de référence sur la mobilité avec le standard RGE de l’IGN. La plateforme multimodale Claire SITI de l’IFSTTAR assurera l’interopérabilité avec les données de SEGUR et le ValiLab.

Le concept LaSDIM sera expérimenté à l’échelle du territoire du Living Lab Gerfaut II du Département de la Seine-Saint-Denis. Il favorisera l’émergence de nouveaux services ITS innovants d’intermodalité dans les transports afin de limiter l’impact des déplacements sur la qualité de vie des citoyens, sur l’activité économique des territoires et sur l’environnement.

* A. Dupéret, F. Aligne, T. Glais, C. Isberie, M. Munoz, G. Scemama, J.H. Wilbrod (2015) Projet RFM LaSDIM, Référentiel francilien de la mobilité/Large Scale Data Infrastructure for Mobility, Application en milieu urbain en Seine-Saint-Denis. Les rencontres de la mobilité intelligente, Paris (Congrès ATEC ITS France 2015).

Projet LASDIM (Large Scale Data Infrastructure for Mobility)*

Expérimentation d’une infrastructure de données et de services dédiée à la connaissance des déplacements en Île-de-France

* A. Dupéret, F. Aligne, T. Glais, C. Isberie, M. Munoz, G. Scemama, J.H. Wilbrod (2015) Projet RFM LaSDIM, Référentiel francilien de la mobilité/Large Scale Data Infrastructure for Mobility, Application en milieu urbain en Seine-Saint-Denis. Les rencontres de la mobilité intelligente, Paris (Congrès ATEC ITS France 2015).

L’un des enjeux sociétaux majeurs de la période actuelle est de favoriser l’émergence de nouveaux services ITS (Intelligent Transport System) innovants et d’inter modalité dans les transports afin de limiter l’impact des déplacements sur la qualité de vie des citoyens, sur l’activité économique des territoires et sur l’environnement. A l’échelle du territoire du Living Lab GERFAUT II du Conseil général de Seine-Saint-Denis, le projet RFM LaSDIM constitue une preuve de concept de l’utilité d’une infrastructure de référence, intitulée « Référentiel Francilien de la Mobilité », apte à intégrer les innovations ITS les plus performantes. Ce référentiel a vocation à être étendu à grande échelle, au niveau national et international. Les services qu’il apporte sont destinés à la fois aux professionnels et aux utilisateurs, acteurs économiques ou grand public.

Le montage du projet RFM LaSDIM est coordonné par Thales Communications & Security / Activité Gestion de trafic (TCS). Le projet a reçu la labélisation du pôle de compétitivité Advancity. Le projet réunit sept partenaires :

L’IGN et l’IFSTTAR en tant qu’opérateurs publics de recherche ;
Thales Research & Technology (TRT) et Thales Communications & Security / Activité Gestion de trafic (TCS) en tant que grandes entreprises ;
deux PME franciliennes (NEAVIA Technologies et CDVIA);
Consultant WTV expert ITS.

Les partenaires associés sont Conseil général de la Seine-Saint-Denis et WTV. Le projet est également soutenu par le CEREMA. D’autres sites associés seront sollicités pour échanger les données avec le projet au travers de la plateforme multimodale ClaireSITI de l’IFSTTAR : Ville de Paris, DIRIF, RATP, les Conseils généraux 92, 94, 77 , 78 et 95, la société du Grand Paris, Vinci Autoroutes, SANEF, APRR, ASFA, ADP...

1 Contexte et positionnement

1.1 Contexte industriel

Le contexte actuel lié à la mobilité, aux déplacements et aux transports intelligents se caractérise de la manière suivante :

Des infrastructures existantes nombreuses mais vieillissantes pour certaines d’entre elles (boucles de comptages enterrés, systèmes de signalisation...) ;

Une quantité croissante de données disponibles liées aux déplacements ;

Une dispersion des données entre de nombreux opérateurs et inégalement présentes suivant les territoires considérés ;

Un manque des standards d'interopérabilité, particulièrement en ce qui concerne la géolocalisation d’informations sur la mobilité.

Dans le même temps, de nombreuses avancées sont rendues possibles par des évolutions technologiques récentes d’envergure comme la généralisation des systèmes portables de communication et de transmission GPS, Wifi et Bluetooth. Ces nouveaux appareils assurent à la fois des rôles d’émetteurs d’informations montantes pour décrire les déplacements, mais aussi de récepteurs d’éventuelles informations descendantes de la part des gestionnaires de réseaux. Cette évolution ouvre également des perspectives de mise à jour collaborative d’informations de natures diverses sur la mobilité par l’usager final qui contribue ainsi à l’amélioration des services rendus à tous.

L’écosystème de la mobilité Droits réservés

De nombreuses preuves de concept au niveau des infrastructures routières, des véhicules de nouvelle génération, de l’interconnexion de différents modes de transport sont faites, mais le plus souvent sur des territoires restreints ou avec des restrictions d’usage pour différentes raisons. Une infrastructure de données et de services adaptée, déployable sur l’ensemble du territoire national, ou a minima des recommandations en la matière, s’avère être une exigence pour l’avenir, pour des déplacements plus sûrs, plus rapides et plus respectueux de l’environnement.

1.2 Objectifs détaillés

Les partenaires du groupement RFM LaSDIM proposent la réalisation des objectifs qui suivent :

Spécifier une architecture de données et de services innovants dédiés à la mobilité. La mise en œuvre de réseaux de transports intelligents passe par l’existence dans une même architecture des éléments constituant le système de transport. Ces éléments sont par exemple : le réseau physique, les véhicules, les points d'arrêt, les zones d'échanges, les zones de stationnement, les zones de gestion... Ces éléments doivent être pensés et modélisés dans un contexte multimodal et multi- échelle et géo-localisés d’une manière unique.
Mettre en œuvre la plateforme ValiLab, unité support pour le Système d'Information de données, adaptée au domaine de la mobilité. Cette plateforme permet aux chercheurs et partenaires concernés par le projet LaSDIM de trouver un environnement propice à la valorisation de leurs algorithmes, à la réalisation de démonstrateurs ainsi qu’au partage de leurs données et de leurs expériences.

Le code source de l'API du ValiLab sera mis à disposition sous licence open source de manière à permettre son développement par une communauté d'utilisateurs et l'intégration aisée des services web dans des applications et systèmes de transports intelligents. Les systèmes de transports intelligents étant par essence distribués, l'architecture de la plate-forme sera basée sur des technologies de type big data nativement réparties et sur plusieurs nœuds (solution de type Hadoop).

Mettre en œuvre, en liaison avec le Valilab, la plate-forme ClaireSITI, Système Intelligent de Transport & Intermodalité. Cette plateforme permet d’intégrer des données multimodales de transport, de superviser en temps réel l’exploitation de tout type de réseaux, d’en analyser les performances (qualité de service, émissions de GES) et de contribuer à la réalisation de services d’aide au déplacement (information/guidage des voyageurs, covoiturage, exploitation en conditions perturbées ou de crise...). Ce système apporte aussi une aide à la décision pour les exploitants de réseaux et les Autorités de Transport dans le cadre d'une approche multicritère. ClaireSITI s’appuie sur un modèle générique d’intégration des réseaux multimodaux entre les fournisseurs de données et les fournisseurs de services.

Synoptique du projet RFM LaSDIM : ClaireSITI (bleu), Living Lab (saumon), ValiLab (vert)

Ce modèle générique est un modèle multi-échelle permettant de gérer différents niveaux d’abstraction et d’interrelation des réseaux de transport. Il est également multicritère, car capable d’associer n’importe quel type d’indicateur portant par exemple sur la ponctualité, la régularité, la fiabilité, la fluidité, la durabilité, les correspondances aux diverses entités modélisées que sont les nœuds (arrêts, carrefours, pôles d’échange), les arcs (tronçons de voirie, inter-arrêts, itinéraires) les réseaux (réseau de lignes de TC, de routes), les ressources (véhicules, conducteurs), les unités de déplacement (voyageurs). Il est alors possible d’effectuer le suivi et le diagnostic sur l’évolution de ces entités à l’intérieur du réseau de déplacement. Le système est également capable de générer ou d’aider à générer, à travers ses modèles informationnel et décisionnel, des messages d’informations et de prescriptions vers les utilisateurs. ClaireSITI possède un moteur d'analyse permettant le monitoring, le diagnostic, l'aide à la décision, la distribution, la simulation et l'analyse des données à valeurs ajoutées ainsi produites.

4. Réaliser une preuve de concept de mutualisation de données et de services innovants sur le périmètre géographique du LivingLab GERFAUT II du Conseil général de Seine-Saint-Denis. De la localisation précise des dispositifs de suivi et de gestion du réseau, il est attendu de favoriser l’usage des transports en commun, sécuriser les modes actifs et agir sur l’environnement par une mobilité adaptée. Afin de favoriser l'interopérabilité des applications nécessitant de se localiser sur un réseau routier, le projet rendra accessible dans l’environnement du ValiLab les données statiques dédiées à la mobilité du référentiel à grande échelle (RGE) de l’IGN sur l’emprise retenue du Living Lab GERFAUT II, et dans la plus large mesure possible celles détenues par les partenaires ainsi qu’également les données temps réel.

Les services identifiés dès le départ du projet sont :

L’optimisation de trafic urbain dynamique permettant la reconfiguration à la volée des plans de feux en tenant compte de contraintes opérationnelles et de stratégies sociétales multiples (Régulation de trafic, minimisation de l’empreinte CO2 ) ;
L’élaboration et l’optimisation de données concernent les indicateurs, les perturbations, l’information et la prescription dans le cadre des réseaux multimodaux de transport ;
Fournir à un exploitant d’un réseau de voirie un service permettant de favoriser un trafic particulier tout en respectant des contraintes stratégiques de planification ; Elaborer de nouveaux indicateurs environnementaux, algorithmes et stratégies de régulation dynamique de la mobilité en milieu urbain ;
L’intégration et la gestion des capteurs mobiles, des technologies Bluetooth et des systèmes coopératifs routiers pour fournir des temps de parcours et des origines destinations des différents flux de mobilité aux contrôleurs de carrefours à feux. Ceci implique le développement des couches protocolaires liées à l’échange de ces données entre unité de bord de route et centre de gestion ; Développer une modélisation dynamique des transports (voiries routières, lignes de transports en commun) sur la base d'indicateurs dynamiques environnementaux.

Le périmètre d’expérimentation est celui du projet GERFAUT II du Conseil général de la Seine- Saint-Denis qui comprend la mise en œuvre d’un nouveau système de régulation des carrefours à feux sur l’ensemble du département. Le Living Lab à venir associé à GERFAUT II permettra de disposer d’un ensemble cohérent et pertinent d’équipements pour mener des études et des expérimentations dans le domaine de la mobilité à l’échelle d’un département. Il s'agit là de favoriser l'innovation ouverte, partager les réseaux et impliquer les utilisateurs dès le début de la conception de nouveaux produits et services ITS. Le Living Lab GERFAUT II en tant que territoire d’expérimentation mettra à disposition du projet RFM LaSDIM les éléments suivants :

des équipements de régulation de trafic ;
des équipements réseaux très hauts débit ;
des données de trafic et transports en commun ;
des données FCD (Floating Car Data) et FMD disponibles (Floating Mobile Data).

Cette mise à disposition est un prérequis à la réalisation des développements proposés dans le projet.

1.3 Etat de l’art et verrous

En matière de localisation, les pratiques des différents acteurs divergent. Plusieurs méthodes coexistent : points de repères (PR) + abscisse, système de coordonnées géographiques (par exemple le WGS84 fourni par le système GPS) ou encore les adresses postales. Le choix du système de localisation utilisé dépend du contexte (espaces ruraux / espaces urbains) mais aussi de l'acteur qui se localise : un gestionnaire de réseau se localisera par rapport aux PR alors qu’un usager aura accès à sa position en longitude/latitude grâce aux divers appareils mobiles de type Smartphone ou GPS.

En ce qui concerne les données, on trouve une grande variété de référentiels routiers. Il existe à l'heure actuelle un référentiel routier transport national, géré par le SETRA-CITS/DRD : le système d'information sur la gestion de la route. Ce référentiel ne concerne que le réseau national (routes nationales et autoroutes). Quant aux échelles plus fines, la gestion est du ressort des acteurs locaux et en particulier des directions techniques départementales. Les gestionnaires de réseaux ont donc mis en place des référentiels de transport à l'échelle de leur périmètre géographique, parfois à partir des données de l'IGN, parfois en les acquérant auprès de producteurs privés. Les différentes échelles du réseau n'étant pas gérées par les mêmes acteurs, plusieurs référentiels coexistent en France, aussi bien en ce qui concerne les réseaux routiers que la localisation des points de repères sur les réseaux. Malgré l'existence de guides de mise en œuvre des référentiels, nationaux comme par exemple celui proposé par le Sétraou régionaux, et les liens forts entre le SETRA-CITS/DRD et les directions départementales, la constitution des référentiels routiers étant à la charge des gestionnaires, on ne peut assurer qu'ils présentent une structuration unifiée. La question de leur compatibilité les uns avec les autres se pose.

En ce qui concerne le partage et la propriété des données, le contexte actuel lié à la mobilité se caractérise par une quantité croissante de données disponibles, dispersée entre de nombreux opérateurs et un manque de standards d'interopérabilité, particulièrement pour la géolocalisation d’informations. D’un territoire à l'autre, la combinaison des acteurs change. En dépit des efforts récents, les services continuent néanmoins à être cloisonnés et les systèmes techniques, propriétés d'un opérateur, ferment les possibilités de communication au détriment de la valeur d'usage de ces offres diversifiées pour la mobilité de tous les utilisateurs.

La constitution de services web sur le référentiel va également soulever des difficultés techniques particulières : si aujourd'hui il existe des outils permettant de passer d'une localisation en PR + abscisse en coordonnées géographiques et inversement (Sétra, système d'information routier), aucun outil ne permet de proposer une conversion PR + abscisse en adresse de façon précise.

1.4 Innovation recherchée

Une gestion fine et proactive des transports est devenue un moyen incontournable pour limiter leur impact sur l'environnement et la santé ainsi que pour améliorer la qualité de vie des populations. Ces dernières décennies ont donc vu le développement de systèmes de transport de plus en plus élaborés, voire « intelligents ».

L’innovation recherchée porte :

1) Sur la mise en œuvre d’une infrastructure de donnée et de services innovante

avec une interopérabilité étayée par le modèle commun de données RFM LaSDIM, les normes existantes (INSPIRE, NeTEx...), les formats disponibles (CityGML, BIM...), des mises à niveau des normes et formats retenus auprès des structures ad-hoc pour aboutir à un standard d’interopérabilité.
Avec une géolocalisation des informations de référence intégrant les coordonnées GPS, les PK/PR et l’adresse postale.

2) sur l’intégration dans une même architecture de données par nature différentes et distribuées

statiques, issues de bases de données cartographiques ;
dynamiques en temps réel (FCD, FMD, Bluetooth, Wifi).

3) Sur la preuve de concept de la faisabilité et de l’utilisation de la mutualisation de plusieurs services innovants dans une même architecture de données et de services. L'intégration de données hétérogènes, puisque issues de différents capteurs, dans des modules de calcul d'itinéraire libres représente une innovation qui peut ouvrir sur des applications diverses comme la prise en compte de ces données dans les projets d'aménagement via des simulations d'itinéraire (création de réseau, changement de sens de circulation), etc. Surtout ces données pourront être utilisées par les usagers du réseau et non plus seulement par les gestionnaires.

1.5 Enjeux

La localisation est ainsi un enjeu central dans la gestion des réseaux de transport. La situation actuelle est dominée par l’hétérogénéité des systèmes de localisation et des données, frein aux échanges entre acteurs du transport (gestionnaire de réseaux, gestionnaires de systèmes de transport, collectivités, usagers). La localisation dans un référentiel unique est le premier enjeu relevé par le projet RFM LaSDIM. Basé sur la topographie de référence des bases de données de l’IGN, le nouveau modèle RFM LaSDIM pour la mobilité héritera de la cohérence avec l’ensemble des autres thèmes présents dans les bases de données de l’IGN : occupation du sol, autres réseaux de transports, infrastructures, fond image, parcelles, hydrologie, forêt... Cet ensemble cohérent faisant autorité sera le socle pour permettre le développement de nouveaux services, tout particulièrement dans le domaine de la mobilité.

La compatibilité avec d'autres référentiels de réseaux de transports est également un enjeu majeur pour gérer différentes modalités de transport (collectif, individuel, marche à pied, personnes à mobilité réduites...). En effet, selon les modalités de déplacements les critères d'accessibilité à prendre en compte ne sont pas les mêmes. L'acquisition de données complémentaires, potentiellement issues de pratiques collaboratives, permet la mise en place d'outils d'accessibilité pour les personnes à mobilité réduite (modélisation des trottoirs et des espaces d'échanges entre modes de transport).

Un enjeu important sera également de montrer la capacité industrielle des partenaires à travailler sur un autre territoire que celui de la Seine-Saint-Denis retenu pour le projet. En effet, si l’expérimentation est relativement indépendante de la densité du tissu urbain, elle dépend plus de la volonté politique ou des ressources locales. L’infrastructure de données RFM LaSDIM s’appuie déjà sur le référentiel à grande échelle de l’IGN qui couvre l’ensemble du territoire national. A chaque enrichissement prévu sur le modèle de données, une autorité publique concernée ou un producteur de données existant sera de facto associée. Lorsque le relais local ne pourra s’impliquer suffisamment, des solutions alternatives seront décrites et relayées lors des opérations de présentation dans les territoires du projet, la force du groupement étant d’apporter une solution intégrée.

Pour le domaine de la mobilité, les enjeux économiques directs sont :

la production de nouveaux émetteurs et récepteurs pour les véhicules et les infrastructures intelligentes ;
le renforcement du déploiement actuel des opérateurs de cartographie ;
la multiplication du nombre d’opérateurs de développement de services d’usage direct d’information géo localisée.

Les enjeux économiques indirects portent sur :

La smart mobilité, par création du contexte favorable de développement des véhicules, des infrastructures routières, de transports et des villes intelligentes de nouvelle génération :

inter modalité: réseaux de transports, parking, services associés (covoiturage, billettique...),
optimisation des déplacements, gestion de trafic, réponse d’urgence et empreinte environnementale (répondre aux exigences actuelles et futures en matière d’environnement et d’évolutions des modes de déplacements donnant à l’exploitant un outil incitatif à l’évolution du comportement des usagers).
aide à la représentation attractive des territoires, diffusion sur l’ensemble du territoire des informations détenues par les acteurs publics.

L’interopérabilité des services, avec l’amélioration globale de la performance d’autres fonctions économiques connexes à la mobilité. L’interopérabilité est rendue possible grâce à la compatibilité assurée avec les autres référentiels gérés par l’IGN : la représentation parcellaire cadastrale unique (RPCU), le géoportail de l’urbanisme, le registre parcellaire graphique (RPG), la BD Carthage (référentiel de l’eau), l’occupation du sol (du RGE) et l’inventaire forestier, la base nationale adresse, la couverture image à haute résolution...

En ce qui concerne la propriété et le partage des données, les règles en matière de partage de données publiques suivent un cadre réglementaire imposé au niveau national sur lequel s’appuie l’architecture RFM LaSDIM. Dans la mise en œuvre de leurs missions, l’IGN et l’IFSTTAR ont acquis une réelle expertise dans ce domaine. Ils sont légitimes pour susciter un partage aussi large que possible avec les acteurs locaux au moindre coût. Il est attendu que le caractère référentiel du résultat du projet soit obtenu par la généralisation de son usage pour susciter de façon naturelle une adhésion croissante du plus grand nombre de territoires possibles.

1.6 Adéquation à la stratégie du pôle Advancity

Le projet LaSDIM propose de mettre en place une infrastructure permettant l’agrégation de données relatives à la mobilité afin de connaître de façon fine les déplacements en Ile-de-France et favoriser l’émergence de services de mobilité. Les applications sont nombreuses : informations voyageurs, outils d’aide à la décision individuelle ou pour les acteurs publics de la mobilité, incitation à la multi modalité, sécurité routière, réduction de la congestion routière...

Aussi cet objectif d’agrégation des données de mobilité est-il parfaitement en adéquation avec la stratégie d’ADVANCITY qui adresse à travers le Comité Stratégique Eco mobilité les marchés de transports urbains et les nouveaux services de mobilité. En effet, sur le plan des systèmes de transports urbains, ADVANCITY inscrit dans sa feuille de route stratégique l’axe d’innovation « Développer les outils de collecte et d’analyse des besoins de mobilité et de stationnement sur un territoire et leurs liens avec le développement économique » pour lequel un projet de collecte de données dans la ligne des projets CHOUETTE, HERMES ou encore REDEX est présenté comme structurant.