Approche multimodale de la mobilité urbaine : développement d'un outil d'aide à la prise de décision - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2007

Approche multimodale de la mobilité urbaine : développement d'un outil d'aide à la prise de décision

Résumé

The automobile has without a doubt facilitated personal mobility, and as such has allowed people to act directly upon the constraints associated with travel duration. This has brought about an evolution of cities that can be characterised by self sustaining processes, such as urban sprawl, increasing specialisation of urban zones, and an increa se in traffic. Conventional mass transit (subway, tramway, light rail), being the only alternative to the automobile, is difficult to adapt to the above reality, that is to respond to a mobility demand that varies in time and space. In this context, a CTS is presented as an alternative technological solution, able to respond to the new reality of individualised mobility requ irements by offering a continuous on demand service of shared, automated vehicles, running on a common network of pathways. If the automobile is synonymous with individual freedom, then in contrast its preferred useleads to adestabilisation ofthemobilitysystem,which in turn leads to the phenomenon of traffic congestion. Oppositely, mass transit systems operate in an extremely stable fashion by subjecting passengers to its inflexible mode of operation (fixed routes and schedules) . The CTS mobility system dynam ic is very different to the previous two modes of operation, in that it is based on its ability to anticipate requirements, as well as on the vehicle configuration in the network to adequately respond to individual requests made from various stations within the urban perimeter covered. The results of this work have shown that individual travel needs can be considered as a chaotic phenomenon. Reconstruction of the 7 dimensional embedding space associated with the time series of travel needs for a building located in the city centre of Montreal enables the reconstruction of the requirement profile over 2 minute intervals of time, from events that were previously recorded. Based on the capacity of the vehicles in a CTS to make use of all the available pathways, and knowing the identity of the departure and arrival stations prior to travel, the maximum entropy principle can be applied in order to identify the individual vehicle routes over the network. The application of this principle, developed from equations of statistical entropy and information theory, allows the distribution of vehicles over the network under the constraint of respecting passengers' requests, and so minimising the phenomenon of congestion. By taking a dynamic approach to the evolution of the system, vehicle configuration over a CTS modifies itself in response to requests and must be able to reorganise in order to satisfy future requirements. By analogy with natural systems, the application of the principles of thermodynamics (enthalpy and entropy) allows the formulation of a relationship between the need to travel and the system state. The results of thi s work elucidate the principle of a vehicle configuration over the network based on criteria that characterise the global system st at e rather than on criteria of proximity and travel distance. The results obtained through the application of the behavioural laws of natural systems (such as chaotic phenomena and thermodynamics) can be integrated into a model. This model, used as a tool for demonstration, enables the portrayal of the dynamic functionality, which on one hand animates the system, and on the other hand assures coherence in order to satisfy individual needs over time and space. The ability of a CTS to adapt itself to the characteristics of the environment in which it is placed allows the generation of a synergy with conventional transport systems,andresultsinthe diversification ofmasstransportservicesable toadapt to the multiple dimensions of individual mobility requirements. Finally, the procedure developed in this work marks a paradigm shift in the field of mass transit by giving preference to a variety of means (multiple modes and routes) in order to reach a destination, rather than the singular means that is mass transport. This paradigm shift also has appeal in the field of urban planning, where a multifunctional arrangement of urban zones favours local diversified accessibility.
La voiture individuelle a permis d'agir directement sur les contraintes associées aux temps de déplacements en facilitant la mobilité individuelle et a engendré une évolution des villes qui se caractérise par des processus qui s'autoalimentent : une dispersion urbaine, une spécialisation fonctionnelle des zones et une croissance du trafic automobile. Le transport de masse conventionnel (métro, tramway, train léger), comme seule altemative à la dépendance automobile, s'adapte difficilement à cette nouvelle réalité pour répondre à une nubilité qui s'exprime variablement dans le temps et dans l'espace. Dans ce contexte, les Systèmes de Transport Cybemétiques (STC) se présentent comme une altemative technologique propice à répondre à cette mobilité collective individualisée en offrant, en tout temps, un service sur demande par le partage de véhicules autocratises fonctionnant en réseau. Si la voiture est synonyme de liberté individuelle, en revanche son utilisation privilégiée mène à un déséquilibre du système de mobilité qui se traduit par les phénomènes d'engorgements du réseau routier. A l'inverse, le transport de masse est stable à l'extrême en assujettissant les usagers à son mode opératoire rigide (corridors et cadences des véhicules préétablis). En rupture avec ces deux modes de fonctionnement, la dynamique du système de mobilité par STC repose sur la capacité à anticiper le besoin ainsi que sur la configuration des véhicules dans le réseau pour desservir adéquatement la demande individuelle formulée aux différents lieux du périmètre urbain desservi. Les résultats de la recherche ont montré que le besoin individuel en déplacements peut être appréhendé comme un phénomène chaotique. La reconstruction de l'espace d'encastrement à sept dimensions associées à la série chronologique du besoin en déplacements pour un édifice au centre-ville de Montréal permet de reconstruire le profil du besoin par pas de temps de deux minutes, à partir des évènements préalablement enregistrés. Basée sur la capacité des véhicules d'un STC d'emprunter l'ensemble des voies de guidages et l'identification des stations de départ et d'arrivée de chaque demande préalablement aux déplacements, l'application du principe du maximum d'entropie permet d'identifier les itinéraires individuels des véhicules, L'application du principe, développe partir des relations de l'entropie statistique et de la théorie de l'information, permet de diffuser les véhicules dans le réseau sous contrainte du respect des demandes des usagers et ainsi de minimiser le phénomène d'engorgement. Dans une approche dynamique de l'évolution du système, la configuration des véhicules dans un réseau STC se modifie en fonction des demandes et doit s'organiser pour répondre aux besoins à venir. Par analogie avec les systèmes naturels, l'application des principes thermodynamiques de l'enthalpie et de l'entropie permettent d'expliciter la relation entre le besoin en déplacement et l'état du système. Par raisonnement déductif, les résultats explicitent le principe d'une configuration des véhicules dans le réseau basée sur des critères caractérisant l'état du système dans sa globalité plutôt que sur des critères de proximité et de distances à parcourir. Les résultats obtenus sur la base de l'application des lois comportementales des systèmes naturels (phénomènes chaotiques et principes thermodynamiques) sont intégrables dans un modelé. Ce dernier, en tant qu'outil de représentation, permet de mettre en évidence les fonctionnalités dynamiques qui d'une part animent le système et, d'autre part en assurent la cohérence pour satisfaire les besoins individuels dans le temps et dans l'espace. Cette capacité de s'adapter aux caractéristiques du milieu dans lequel un STC est implanté, permet de générer une synergie avec les transports conventionnels pour une diversification de l'offre en transport collectif apte à s'adapter aux multiples dimensions de la demande individualisée en mobilité. Finalement, la démarche développée initie un changement de paradigme dans le domaine du transport collectif en privilégiant la variété des moyens (multiples modes et multiples itinéraires] pour rejoindre les différents lieux plut6t que la singularité d'un transport de masse. Ce changement de paradigme trouve également un écho en urbanisme ou une organisation multifonctionnelle des zones urbaines favorise une accessibilité de proximité diversifiée.
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Dates et versions

tel-00777775 , version 1 (18-01-2013)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00777775 , version 1

Citer

Mathias Glaus. Approche multimodale de la mobilité urbaine : développement d'un outil d'aide à la prise de décision. Sciences de l'environnement. Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne; Université de Montréal, 2007. Français. ⟨NNT : 2007EMSE0008⟩. ⟨tel-00777775⟩
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