Système de transport intelligent - Définition

Technologies des transports intelligents

Les technologies utilisées dans les systèmes de transport intelligents varient, allant de systèmes de gestion basiques comme les systèmes de gestion des carrefours à feux, les systèmes de gestion des conteneurs, les panneaux à messages variables, les radars automatiques ou la vidéo-surveillance aux applications plus avancées qui intègrent des données en temps-réel avec retours d'informations de nombreuses sources, comme les informations météorologiques, les systèmes de dégivrage des ponts, les systèmes de navigation embarqués informant des temps de parcours en temps réel etc. De plus, les techniques prédictives sont développées pour permettre une modélisation avancée et une comparaison avec une base regroupant des données historiques de référence.

Quelques technologies typiquement implantées dans les STI sont décrites dans les sections qui suivent.

Communications sans fil

Diverses technologies de communication sans fil sont proposées pour les systèmes de transport intelligent. Des communications à courte portée (moins de 350 mètres) peuvent être réalisées à l'aide de protocoles IEEE 802.11 ou par DRSC, Dedicated Short Range Communications standard, un protocole dédié aux communications à courte portée pour usage automobile. Théoriquement, la portée de ces protocoles peut être étendue en utilisant des réseaux mobiles ad hoc ou des réseaux à mailles.

Des communications à plus longue portée ont été proposées en utilisant l'infrastructure de réseaux tels que le WiMAX (IEEE 802.16), le GSM, Global System for Mobile Communications ou la 3G. Les communications à longue portée utilisant ces méthodes sont des technologies déjà bien établies mais à la différence des protocoles à courte portée, elles nécessitent le déploiement d'une infrastructure très extensive et coûteuse.

Technologies de calcul

De récentes avancées dans l'électronique embarquée ont conduit à disposer dans les véhicules de processeurs informatiques plus performants. Un véhicule type du début des années 2000 aurait entre 20 et 100 modules individuels à base de microcontrôleurs ou de contrôleurs à logique programmable inter-connectés en réseau avec des systèmes d'exploitation non temps réel. La tendance actuelle est d'aller vers quelques modules à base de microprocesseurs un peu plus chers avec une gestion de mémoire hardware et des systèmes d'exploitation en temps-réel. Les nouvelles plate-formes informatiques embarquées permettent l'implantation d'applications logicielles plus sophistiquées, incluant du contrôle de process informatique à base de modélisation, de l'intelligence artificielle et de l'informatique omniprésente. L'intelligence artificielle est probablement la plus importante de ces approches pour les systèmes de transport intelligents.

Technologies de localisation

La géolocalisation par système de positionnement par satellites

GPS

Le principe du positionnement par GPS est très proche du principe de triangulation. La distance entre l' utilisateur du GPS et un certain nombre de satellites de positions connues est mesurée pour permettre une localisation de l'utilisateur à une dizaine de mètres près. La vitesse de déplacement est aussi disponible. Certains STI s'appuient donc sur cette technologie qui permet la navigation en temps réel. Ce système a été installé par les Etats-Unis.

Galileo

Un nouveau système de positionnement par satellite du nom de GALILEO devrait être prochainement mis en place par l'union européenne avec les mêmes applications potentielles.

La téléphonie mobile

En admettant que les voitures contiennent au moins un ou plusieurs téléphones mobiles ou cellulaires (Ce qui est largement vérifié dans les pays développés où le taux d'équipement de la population en téléphones mobiles dépasse les 75%), les téléphones transmettent leur position de façon régulière au réseau - même s'il n'y a pas de communication vocale établie. Ils peuvent alors être utilisés dans les voitures comme des sondes anonymes du trafic. Quand la voiture bouge, le signal du téléphone mobile bouge également. Il est alors possible de mesurer et d'analyser par triangulation les données fournies par le réseau cellulaire - de manière anonyme - puis de convertir ces données en une information précise sur la circulation automobile. Plus il y a de congestion, plus il y a de voitures, de téléphones et donc de sondes. En centre ville, la distance entre les antennes est plus courte (de l'ordre de 300m), la précision est ainsi augmentée. Il n'y a pas d'infrastructure spécifique construite le long des routes - seul le réseau de téléphonie mobile est mis en œuvre. Cette technologie FCD, Floating Car Data (données cellulaires flottantes) offre de grands avantages sur les méthodes classiques de mesure du trafic :

• des coûts moindres par rapport aux capteurs et aux caméras
• une meilleure couverture
• une plus grande facilité de mise en oeuvre : pas de zones de chantier, moins de maintenance des installations
• une utilisation dans toutes les conditions météorologiques, même en cas de fortes pluies

Le gros inconvénient consiste en la précision de la localisation.

Technologies de capteurs

Les technologies de pointe dans le domaine des capteurs ont permis de développer les systèmes de transport intelligent sur la base de données fiables, fréquentes et en grande quantité. Suivant les capteurs, des mesures peuvent être effectuées sur les caractéristiques des véhicules (longueur, silhouette, poids...), sur la circulation des véhicules (débit, taux d'occupation, vitesse...) ou sur des évènements (incidents, files d'attente, franchissement de feux rouges...). Certaines informations sont très utiles dans une optique d'amélioration de la sécurité routière.

Les systèmes de détection pour les STI peuvent être des systèmes basés sur l'infrastructure, des systèmes basés sur les véhicules ou les deux - à l'exemple des technologies du véhicule intelligent. Les capteurs d'infrastructure sont des dispositifs qui sont installés ou intégrés dans les routes, ou a proximité (immeubles, poteaux ou panneaux, par exemple). Ces technologies de détection peuvent être installées lors des travaux préventifs d'entretien des routes ou par un système mécanique d'injection de capteurs intégrés dans la route elle-même. Les capteurs de véhicules, eux, sont soit des dispositifs installés sur ou dans la route, soit des dispositifs disposés dans les véhicules.

Les boucles électromagnétiques

Les boucles à induction sont placées sous la chaussée pour détecter les véhicules qui passent sur la boucle en mesurant le champ magnétique créé par le véhicule. Les plus simples des détecteurs comptabilisent le nombre de voitures qui passent au-dessus de la boucle pendant un intervalle de temps donné (par exemple 60 secondes, la période standard aux États-Unis), tandis que les capteurs plus sophistiqués estiment également la vitesse, la longueur et le poids des véhicules ainsi que la distance qui les séparent. Les boucles peuvent être placées sur une simple voie ou au travers de plusieurs voies et fonctionnent aussi bien pour des véhicules très lents ou à l'arrêt que pour des véhicules se déplaçant à grande vitesse.

Les capteurs vidéo

La mesure du flux de trafic à base de caméras vidéo est une des autres formes existantes de détection du trafic. Comme les systèmes de détection vidéo ne nécessitent pas d'installer des composants directement à la surface ou dans la chaussée, ce type de système est dit "non intrusif". Les données vidéo, noir et blanc ou couleur, sont transmises à des processeurs qui analysent les changements de caractéristiques de l'image vidéo lorsqu'un véhicule passe. Les caméras sont installées sur des poteaux ou sur des structures adjacentes aux rues. La plupart des systèmes de détection vidéo nécessitent une configuration initiale pour "apprendre" au processeur l'image de fond de référence. Cela implique habituellement de renseigner des mesures connues comme la distance entre les lignes séparant les voies ou la hauteur de la caméra au-dessus de la route. Selon la marque et le modèle, un seul processeur de détection vidéo peut détecter le trafic en simultané pour quatre à huit caméras. Les données types en sortie du système de détection vidéo sont, voie par voie, la vitesse et les mesures d'occupation de la voie. D'autres systèmes fournissent des données additionnelles tels les intervalles entre véhicules, la progression du trafic, les véhicules arrêtés et peuvent déclencher des alarmes lorsqu'un véhicule roulant à contresens est détecté.

Les autres capteurs

En France, les boucles électromagnétiques sont les capteurs les plus utilisés. D'autres capteurs existent et sont utilisés suivant les besoins comme les capteurs piézo-céramiques, les tuyaux pneumatiques, les capteurs à hyperfréquence (radar), les fibres optiques, les capteurs à ultrason, à infrarouge etc.