Perspectives

Systèmes de transport public intelligents: L'avenir des transports en commun

L'urbanisation mondiale croissante pousse les villes à mettre en place des systèmes de transport toujours plus fiables, intelligents et efficaces. Mais quelles sont les technologies qui rendent un système de transport intelligent ? Et à qui ces systèmes profiteront-ils le plus à l'avenir ?

Systèmes de transport public intelligents

Rendre une ville intelligente

Le développement économique, qui connaît actuellement un essor sans précédent dans le monde entier, va de pair avec l'urbanisation. D'après les Nations Unies, environ 70 % de la population mondiale devraient vivre dans un milieu urbain d'ici 2050, ce qui représente 2,5 milliards de citadins en plus. Il en découlera un besoin accru de transports en commun à l'avenir. Il est en effet prévu que le nombre de voyageurs dans les villes triplera au cours de cette période. Pour faire face à ces défis, que ce soit maintenant ou au cours des prochaines années, les régions urbaines ont besoin d'un système de transport public intelligent (Intelligent Public Transport System, IPTS).

Un IPTS fournit au gestionnaire de transport et aux passagers des informations en direct sur le trajet, le véhicule et les conditions de circulation. Pour cela, les IPTS s'appuient sur les technologies modernes pour collecter différentes informations relatives au réseau de transport, telles que la localisation des véhicules, les messages, les notifications et les vidéos, et pour transmettre ces données entre les divers composants connectés.

Un IPTS joue non seulement un rôle direct dans un contexte urbain en rationalisant les opérations, mais lorsqu'il est associé à l'intelligence artificielle (IA), il permet aussi de déterminer le futur des villes intelligentes. L'analyse constante des données collectées, telles que le nombre de passagers, permet de créer une modélisation virtuelle des réseaux de transports en commun au cours des années à venir. En outre, la combinaison de ces données en temps réel et des informations collectées depuis l'Internet des objets (ou IoT, Internet of Things), en particulier sur les réseaux dans le cloud, permet de mettre en place des processus tels que la maintenance prévisionelle des portes de voitures ferroviaires. Il en résulte ainsi une meilleure disponibilité.

Le développement et l'implémentation de IPTS permettent ainsi d'améliorer la qualité de service des réseaux de transport public, rendant plus attractive l'utilisation des transports en commun dans les villes. Au-delà de la réduction des embouteillages et de la pollution, la hausse du nombre d'usagers se traduit par une augmentation du chiffre d'affaires des organismes de transports.

Rendre une ville intelligente

Quelles sont les composantes principales d’un système intelligent ?

Un IPTS est composé de la plupart des technologies innovantes actuelles, chacune étant responsable d'une tâche spécifique au sein du réseau. Il s'agit généralement de :

  • Systèmes de localisation automatique des véhicules (Automatic Vehicle Location Systems, AVL)
  • Systèmes de comptage automatique des passagers (Automatic Passsenger Counting Systems, APC)
  • Systèmes d'aide à la décision (Decision Support Systems, DSS) 
  • Systèmes d'information aux passagers (Passenger Information Systems, PIS)
  • Systèmes d'information géographique (Geographic Information Systems, GIS)

Chaque système fournit à l'exploitant différentes données sur les conditions du réseau, qui peuvent être envoyées automatiquement et en direct sous forme de notifications aux passagers, ou servir ultérieurement à redéfinir l'itinéraire des lignes de bus, par exemple.

Quelles sont les composantes principales d’un système intelligent ?

Tout d'abord, les systèmes AVL fournissent aux exploitants des informations en temps réel sur leurs véhicules, telles que la vitesse et la direction, ainsi que sur les retards dus aux perturbations comme les embouteillages, les intempéries ou les travaux. Les données fournies par les systèmes LAV permettent non seulement de mettre à jour les horaires de passage en temps réel, mais aussi de prévoir l'état des véhicules.

Pendant le trajet, les systèmes APC enregistrent le nombre de passagers montant et descendant à chaque arrêt. Les systèmes APC constituant la base des données d'occupation en temps réel, de plus en plus d'entreprises de transport fournissent ces informations directement à leurs passagers. En particulier en cette période de pandémie, ces données permettent aux passagers de planifier leurs trajets et d'adapter leurs habitudes de déplacement en conséquence. De même, les systèmes APC permettent aux organismes de transports d'adapter leurs horaires face aux changements radicaux du nombre d'usagers causés par la pandémie. Aujourd'hui, des technologies de capteurs avancées sont utilisées pour développer des systèmes APC plus efficaces, notamment la visualisation informatique 3D reposant sur les systèmes de traitement d'image intelligents pour reconnaître et compter les passagers montant et descendant.

Lorsque, immanquablement, des événements imprévus se produisent, les systèmes DSS aident les exploitants à contrôler le réseau de transport en suggérant des stratégies alternatives. La technologie DSS analyse les données entrantes des systèmes APC et AVL afin d'identifier les retards importants. Le système DSS propose ensuite des décisions de contrôle et des stratégies de régulation appropriées pour rattraper le retard jusqu'à la reprise normale des activités.

Ces données en temps réel sont transmises au système PIS, qui informe les passagers des conditions d'exploitation actuelles, notamment les heures d'arrivée et de départ. La première génération de SIP utilisait des panneaux à messages variables (VMS) aux stations, tandis que les systèmes d'information aux voyageurs (Traveler Information Systems, TIS) avancés actuels envoient des données sur les conditions de circulation, l'itinéraire et le trajet par Internet, directement sur le téléphone portable des passagers.

Enfin, le rôle principal d'un GIS est de traiter les données collectées par les systèmes de localisation, tels que les GPS ou Galileo. Il permet ainsi de suivre l'itinéraire des véhicules en temps réel pour analyser la circulation et localiser les perturbations au sein du réseau de transport. Au cours des dernières décennies, les recherches ont porté sur l'utilisation de la technologie SIG pour automatiser le processus de planification des itinéraires.

L'ensemble de ces systèmes collectent, traitent et échangent différents types de données fournies par divers dispositifs et technologies avancées de détection, comme les satellites et les capteurs intelligents. Le STPIcombine les données issues de diverses technologies connectées pour créer une vision globale de l'ensemble de l'opération.

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Comment toutes ces données atteignent elles l’utilisateur ?

De manière générale, un IPTS peut être décomposé en trois couches selon le concept de base de l'IoT : une couche perception, une couche réseau et une couche application.

La première, la couche perception, constitue la source d'informations et collecte les données de plusieurs dispositifs au sein du système. Il peut s'agir de :

  • Dispositifs de passagers (notamment les téléphones portables et les cartes d'abonnés)
  • Dispositifs embarqués (tels que les systèmes LAV et APC, ou les caméras)
  • Dispositifs aux arrêts (notamment l'identification automatique des véhicules et les caméras)
  • Dispositifs en bordure de route (tels que la signalisation et les lampadaires intelligents)
  • Dispositifs inclus dans l'équipage du véhicule (notamment les étiquettes RFID et les lecteurs de tickets)

La couche réseau intermédiaire est responsable de la transmission des informations de la couche perception à la couche application. Elle met à profit les communications publiques avec et sans fil, telles que les réseaux GSM, GPRS, CDMA, 3G, 4G ou 5G, afin de transmettre les données sur des distances relativement longues. Cette transmission est complétée par les communications sans fil privées, notamment les technologies RFID, Wi-Fi et Bluetooth, afin de connecter des capteurs intelligents aux terminaux installés dans les véhicules ou aux arrêts.

La troisième couche, la coucheapplication, traite les données envoyées par la couche perception et procure les applications aux entreprises de transport et aux usagers du système de transport. Pour les entreprises, il peut s'agir d'une application pour l'affectation des tâches ou les avertissements de sécurité d'ordre public. Du point de vue des passagers, ces applications peuvent inclure des informations sur l'état de la circulation, les horaires de passage ou des conseils pour les voyageurs. 

Traitement des données

IoT : Comment des systèmes de cloud intelligents optimisent les systèmes de transports en communs

Grâce à l'informatique dans le cloud, des algorithmes d’exploitation des données peuvent par exemple servir à identifier les caractéristiques habituelles de flux du réseau et a ainsi optimiser l'efficacité globale du système de transport.

Les données collectées en temps réel par un IPTS depuis les dispositifs de l'IoT, notamment les temps d'attente aux stations, le nombre de passagers, la localisation des véhicules, etc., sont associées aux informations issues d'Internet, telles que lesévénements sportifs, les prévisions météorologiques ou les annonces d'ordre public. Ces détails sont ensuite envoyés au centre de contrôle et de surveillance des véhicules à des fins de stockage et de traitement.

En outre, les données historiques sont analysées plus en détail afin d'extraire des modèles ou des tendances utiles, comme les pics du soir à certains arrêts. Cette analyse permet d'estimer le flux de passagers et les heures d'arrivée des véhicules selon les prévisions générées par de précédents modèles et informations en temps réel.

Par conséquent, un IPTS peut aider les gestionnaires de transport à optimiser leurs ressources, à ajuster les horaires de passage et à réduire le temps de trajet des passagers.

Où s’appliquent ces solutions intelligentes ?

Plusieurs organismes de transports en commun du monde entier ont implémenté un IPTS pour garantir un service de haute qualité à leurs passagers. Par exemple, plus de 120 exploitants aux États-Unis ont déjà bénéficié de ces systèmes. Les technologies les plus couramment utilisées sont par ailleurs les systèmes d'information géographique et d'aide à la décision.

Un exemple européen est Lahti, en Finlande, qui a lancé le projet CitiCAP, lequel se concentre sur l'activation et la promotion d'une mobilité urbaine durable visant à réduire la congestion du trafic et les émissions de CO2. iris collabore avec l'entreprise locale, Mattersoft, pour surveiller les flux de passagers à l'aide de compteurs automatiques de passagerset collecter des données détaillées sur les choix en matière de mobilité des usagers. L'empreinte carbone individuelle est calculée selon le mode de transport sélectionné, enregistré sur une nouvelle application mobile. Grâce au système d'échange de quotas d'émission individuels (Personal Carbon Trading, PCT), les citoyens de Lahti peuvent profiter d'avantages, tels qu'une remise sur les tickets de bus ou des services de réparation de vélo, en contrepartie de leur participation à la mobilité intelligente. Dans un même temps, les informations sont l'outil de travail des urbanistes ainsi qu'une source de données sur la mobilité pour les innovateurs.

Finalement, chacun bénéficie de cette approche.

Qui bénéficie d’un IPTS ?

Un scénario qui profite à tous

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