Contexte

De nos jours, l'aménagement du territoire urbain nécessite d'étudier avec précision la modélisation de l'environnement afin d'établir une coexistence performante entre les différents usagers, tant au point de vue de la sécurité, de l'écologie et de la commodité.

Prévoir tous les impacts dus à la modification de la circulation dans un quartier, voire même la modification d'un carrefour seul, peut paraître une tâche impossible. Le fait de simuler en temps réel et de visualiser les changements de la circulation dans une application de réalité virtuelle peut permettre de valider certains choix et d'approuver les impacts sur la circulation ou même sur la sécurité des cyclistes, des piétons, sur l'environnement, sur la performance accrue des transports en commun...

Le simulateur permet de se projeter et de se rendre compte à l’échelle du périmètre des transports urbains, des actions à mettre en place concernant :

• l’amélioration de la sécurité de tous les déplacements;
• la diminution du trafic automobile;
• le développement des transports en commun (tram, bus);
• l’organisation du stationnement;
• l’aménagement du réseau principal de voirie;
• le transport et la livraison de marchandises.

Ainsi la possibilité de simuler de manière réaliste les flux routiers dans une zone urbaine permet de créer toute une gamme d'applications, notamment pour l'étude de nouveaux aménagements routiers. Les finalités peuvent être diverses :

• Complément numérique des études classiques;
• Tests de différentes configurations;
• Communication sur le projet ou Sensibilisation de la population grâce à un outil interactif et qui fournit une représentation réaliste de la situation future.

Etude de flux réalisée pour le compte de la Semtram (BREST)

Calcul du temps de trajet

Méthode

Nous pensons qu'une approche hybride de la modélisation du trafic est une bonne solution pour disposer d'une étude complète des problèmes posés par une modification d'infrastructure. Nous prenons en entrée de notre système les flux de voitures à certains point de la zone à simuler, ces flux sont transformés en agents qui évoluent ensuite selon notre approche individu-centrée dans l'espace de simulation et qui sont retransformés en flux de sortie aux limites de l'environnement. Cela permet de façon très directe de comparer les flux de sorties obtenus avec ceux déjà calculés par des approches classique de type « mécanique des fluides » mais également de simuler par zone tout en restant cohérent avec le trafic sur la globalité de la ville.

Pour effectuer cela, nous introduisons la notion d'agent de transformation flux/agents qui font l'interface entre la zone de simulation multi-agents et la zone de simulation par mécanique des fluides. Cet agent est en fait à la fois un générateur et un destructeur d'agents d'une part et un générateur de flux d'autre part : en fonction du flux entrant dans l’agent, un certain nombre d’individus (véhicules de l’approche individu-centrée) sont générés et insérés dans la zone « agent », de façon stochastique; à l’inverse, en fonction du nombre de véhicules « individus » atteignant l’agent de transformation (et détruits alors par lui), un flux sortant de l’agent est calculé et utilisé pour les calculs dans la zone « mécanique des fluides ».

Application

Ces agents interface ainsi que les agents conducteurs sont simulés conjointement dans une application nommée « TramIt » qui vise à étudier l'impact de l'implantation d'une rame de tram dans l'environnement urbain de la ville de BREST.