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T. AWF. LEURENTK. LIU

UPE/LVMT/ERMOD

MMODELISATION DES ODELISATION DES

DDEPLACEMENTS SUR LES EPLACEMENTS SUR LES

RRESEAUX DE ESEAUX DE TTRANSPORTS RANSPORTS

CCOLLECTIFSOLLECTIFS

ENPC - 13 mars 2008ENPC - 13 mars 2008

Formation SETRAFormation SETRA

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PLAN DE LA PRESENTATIONPLAN DE LA PRESENTATION

PRINCIPES DE LA MODELISATION DES DEPLACEMENTS : PRINCIPES DE LA MODELISATION DES DEPLACEMENTS : ILLUSTRATION AVEC LE CAS FRANCILIENILLUSTRATION AVEC LE CAS FRANCILIEN

1.1. PRESENTATION DU TERRITOIRE D’ETUDE : REGION Île-De-PRESENTATION DU TERRITOIRE D’ETUDE : REGION Île-De-FranceFrance

2. PRINCIPES GENERAUX DES MODELES A 4 ETAPES2. PRINCIPES GENERAUX DES MODELES A 4 ETAPES

3. MODELISATION DE LA DEMANDE DE DEPLACEMENTS3. MODELISATION DE LA DEMANDE DE DEPLACEMENTS

4. MODELISATION DE L’OFFRE DE TRANSPORT4. MODELISATION DE L’OFFRE DE TRANSPORT

5. MODELISATION DE LA RENCONTRE OFFRE-DEMANDE5. MODELISATION DE LA RENCONTRE OFFRE-DEMANDE

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1.1. PRESENTATION DU TERRITOIRE D’ETUDE : REGION IDF PRESENTATION DU TERRITOIRE D’ETUDE : REGION IDF

Trafics journaliers sur le réseau TC

Ferré Métro Tramway Bus

Voyageurs * km (millions)

51 22 0,5 15

Réseau de TC

Ferré Métro Tramway Bus

Lignes 13 dont 5 RER

16 3 1 371

Gares / Stations

443 297 38 30 068

Longueur (km)

1 401 218 23 18 693

Répartition modale des déplacements journaliers (%) 2004

Type de liaison VP TC Autres motorisés

Paris – Paris 28 64 8

Paris - Banlieue 37 60 3

Banlieue - Banlieue 81 16 3

Île-de-France 66 30 4

11.5 Millions d’habitants 12 000 km² 1 300 communes 5 Villes Nouvelles 8 Départements

STIF 2004

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POPULATIONS

EMPLOIS

1.1. PRESENTATION DU TERRITOIRE D’ETUDE : REGION IDF PRESENTATION DU TERRITOIRE D’ETUDE : REGION IDF

2004 2004

2020 2020

Variation 2004-2020

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Sys

tèm

e

d’a

cti

vité

sS

ystè

me d

e t

ran

sport

2.2. PRINCIPES GENERAUX DES MODELES A 4 ETAPES PRINCIPES GENERAUX DES MODELES A 4 ETAPES

Les quatre étapes d’une modélisation

Le calibrage du modèleLes données d’entrée du modèle

Distribution gravitaire des déplacements

Répartition des flux par Origine-Destination ?

Enquêtes spécifiquesEnquêtes spécifiquesMatrice des temps « Intermodaux »

Matrice des temps « Intermodaux »

Génération des déplacementsVolumes de déplacements générés et

attirés par zone ?

Données sur la mobilitéDonnées sur la mobilitéHypothèses socio-écomiques

Populations et Emplois

Hypothèses socio-écomiques

Populations et Emplois

Répartition modale de la demande

Mode de transport choisi ?

Données sur la mobilitéComptages et temps de

parcours

Données sur la mobilitéComptages et temps de

parcours

Matrice des temps VP et TC

Matrice des temps VP et TC

Matrice de demande VP et TC à l’H.P.

Résultat intermédiaire

Affectation sur les réseaux de transport

Itinéraire de déplacement choisi ?

Comptages et temps de parcours

Comptages et temps de parcours

Graphes de réseauxGraphes de réseaux

Données sorties du modèleCartes des flux, des lignes de désirs, du

chargement, de l’accessibilité, des émissions de polluants…

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3.3. MODELISATION DE LA DEMANDE DE DEPLACEMENTS MODELISATION DE LA DEMANDE DE DEPLACEMENTS

3.1.3.1. GENERATION DES DEPLACEMENTS GENERATION DES DEPLACEMENTS

DéfinitionL’application d’un modèle de génération consiste à estimer le nombre de déplacements émis et reçus par zone élémentaire sur une journée. Les données exogènes sont les attributs d’occupation des sols, ainsi que les coefficients d’émissivité et de réceptivité qui sont fonctions des motifs.Formulation DREIF Volumes Émis par zone : Volumes Reçus par zone : Il est nécessaire de réaliser une normalisation / que : Segmentation de la demande selon la modalité de captivité :

k kimkmi XE

k kimkmi XR

mimi RE

)()( IiECE emimi ))(1()( IiENCE emimi

))(1()( IiRNCR amimi )()( IiRCR amimi

Déplacements émis et reçus

Variation selon classes d’usagers

Ratio émissions/réceptions

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3.3. MODELISATION DE LA DEMANDE DE DEPLACEMENTS MODELISATION DE LA DEMANDE DE DEPLACEMENTS

3.2.3.2. DISTRIBUTION SPATIALE DISTRIBUTION SPATIALE

Définition La distribution consiste à répartir les volumes de déplacements émis et reçus par zone entre les différentes OD possibles, caractérisées par un coût de transport. Les données exogènes sont les paramètres de distribution estimés d’après les observations (suivant la segmentation retenue), les conductances, et les utilités multimodales.

Formulation DREIF

)ln()( )(,,)(,,)(,,

,CMLmijCTCmijCVPmij UUU

mij eeeCV

meijmeij

Iomemeijnenij

n

Iomenmeij DcteXcU ,mod,,mod,,mod,mod,,mod,,,mod,,mod,

)()(

)(

)()()( ,))()((

,,,

))()((,,,

,, ,,

,,

ijPCEeRCK

eRCKCECF CméqiCVC

éqmlR

mL

CVCéqmj

RmJ

éqinéqijm milmI

mijmI

75 77 78 91 92 93 94 95

75

78

92

94

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

origine

destination

Part des déplacements captifs

75

77

78

91

92

93

94

95

75 77 78 91 92 93 94 95

75

91

94

0%

2%

4%

6%

8%

10%

12%

14%

origine

destination

Part des déplacements non captifs

75

77

78

91

92

93

94

95

(Max : 133 000)

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3.3. MODELISATION DE LA DEMANDE DE DEPLACEMENTS MODELISATION DE LA DEMANDE DE DEPLACEMENTS

3.3.3.3. CHOIX DU MODE DE TRANSPORT CHOIX DU MODE DE TRANSPORT

DéfinitionLa modélisation du choix modal consiste à répartir les flux entre les différents modes de transport disponibles. Les segments de demande sont affectés par OD au mode le moins coûteux.

Formulation DREIF

)()(

)(

)()(,,)(,,)(,,

)(,,

,,,

,,

CMLmijCTCmijCVPmij

CVPmij

UUU

U

CmTMijm

VPijm

eee

eijVPP

CF

CF

)()(

)(

)()(,,)(,,)(,,

)(,,

,,,

,,

CMLmijCTCmijCVPmij

CTCmij

UUU

U

CmTMijm

TCijm

eee

eijTCP

CF

CF

)()(

)(

)()(,,)(,,)(,,

)(,,

,,,

,,

CMLmijCTCmijCVPmij

CMLmij

UUU

U

CmTMijm

MLijm

eee

eijMLP

CF

CF

Part des modes par motif

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 Tousmotifs

ML

VP

TC

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0 10 20 30 40 50 60 70

92

93

94

75

FTC/FTC+FVP

TTC/TVP

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

77

78

91

95

FTC/FTC+FVP

TTC/TVP

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4.4. MODELISATION DE L’OFFRE DE TRANSPORT MODELISATION DE L’OFFRE DE TRANSPORT

4.1.4.1. REPRESENTATION DU RESEAU SUPPORT : NŒUDS ET ARCS REPRESENTATION DU RESEAU SUPPORT : NŒUDS ET ARCS

DéfinitionNœudNœud : point d’intersection entre deux segments homogènes d’un réseau (distinction entre nœud d’arrêt et autre nœud pour les TC).Arc Arc : segment homogène entre deux nœuds du réseau représenté avec des caractéristiques physiques, fonctionnelles, tarifaires.CentroïdeCentroïde : point d’émission et de réception des flux.

Arc de rabattement

Centroïde de zone

Arc TC

Arc deCorrespondance

Sommet de Mission/Nœud d’arrêt

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4.4. MODELISATION DE L’OFFRE DE TRANSPORT MODELISATION DE L’OFFRE DE TRANSPORT

4.2.4.2. REPRESENTATION DES SERVICES : LIGNES ET MISSIONS REPRESENTATION DES SERVICES : LIGNES ET MISSIONS

Table graphique des missions de TC : services desservant une série de stations

Table graphique des lignes : itinéraires des véhicules

3

2

1

Table graphique de la voirie : couche support des lignes et missions

Table graphique des stations de missions : conditions d’accès et de correspondances

4

DéfinitionLignesLignes : : itinéraire suivi par les véhicules de transport, desservant une sélection de stations.Missions Missions : : sous-ensemble de services desservant une sélection de stations, sur une ligne et un sens. Ses attributs sont sa ligne de rattachement, sa topologie en gares desservies, sa fréquence pour une période de référence, le temps de service entre deux stations desservant la ligne.

Représentation simplifiée des différentes couches d’information modélisées

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4.4. MODELISATION DE L’OFFRE DE TRANSPORT MODELISATION DE L’OFFRE DE TRANSPORT

4.3.4.3. CALCUL DES ATTRIBUTS DU GRAPHE DE RESEAU CALCUL DES ATTRIBUTS DU GRAPHE DE RESEAU

Noeud NoeudNoeudStation Station

Longueur de l’arc = 10 Longueur de l’arc = 10

30% 70% 40% 60%

Longueur segment de ligne =70%*10 + 40%*10=11

Noeud NoeudNoeudStation Station

Longueur de l’arc = 10 Longueur de l’arc = 10

30% 70% 40% 60%

Longueur segment de ligne =70%*10 + 40%*10=11

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5.5. MODELISATION DE LA RENCONTRE OFFRE-DEMANDE MODELISATION DE LA RENCONTRE OFFRE-DEMANDE

5.1.5.1. STRUCTURE DE CHEMINEMENT STRUCTURE DE CHEMINEMENT (1)(1)

Shortest PathShortest PathL’algorithme propose un seul PCC minimisant le CG de déplacement entre un point d’origine et de destination, sans prendre en compte la disponibilité d’autres missions proposant des temps de trajet concurrents sur la ligne. On est à un niveau local du déplacement et de la décision.

Résultat TransCAD

Résultat RATP

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5.5. MODELISATION DE LA RENCONTRE OFFRE-DEMANDE MODELISATION DE LA RENCONTRE OFFRE-DEMANDE

5.1.5.1. STRUCTURE DE CHEMINEMENT STRUCTURE DE CHEMINEMENT (2)(2)

Optimal StrategiesOptimal StrategiesCette Méthode généralise la première. L’usager réalise une série de décisions, pour utiliser les services de TC disponibles, lui permettant de rejoindre une destination avec des coûts raisonnables de déplacement. Les choix de l’usager sont basés sur les fréquences de services. On est à un niveau d’ensemble du déplacement et de la décision. Le prix n’est pas considéré pour déterminer le chemin optimal.Le résultat est un graphe en « hyper-chemins » (Spiess et Florian, 1989).

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5.5. MODELISATION DE LA RENCONTRE OFFRE-DEMANDE MODELISATION DE LA RENCONTRE OFFRE-DEMANDE

5.1.5.1. STRUCTURE DE CHEMINEMENT STRUCTURE DE CHEMINEMENT (3)(3)

PathfinderPathfinderCette méthode généralise la seconde. Les services de TC aux caractéristiques similaires (temps de parcours, prix, nœuds parcourus…) sont représentés sous la forme d’un tronc commun. Elle se distingue du modèle de stratégie optimale en permettant au modélisateur de définir le seuil (ne devant pas dépasser 25% de l’impédance du PCC) à partir duquel l’algorithme de calcul peut associer des chemins (multiples chemins) aux caractéristiques similaires. Aussi, par la prise en compte du coût généralisé dans la recherche chemins (Dial, 1967).

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5.2.5.2. FORMULATION POUR L’AFFECTATION AUX TC FORMULATION POUR L’AFFECTATION AUX TC

w= /f

dmo vcvcc ** 21 d =

- Le temps de séjour en gare pour les montées/descentes

- Le temps d’attente

Fonction de coût généralisé appliquée pour les modèles à l’équilibre

Fonction de coût généralisé appliquée en stratégie optimale

)]*(*[ ivadiwixiIi

iij tVOIdwxVOTrcC

))])/(1((*[)](*[ iiividIi

IwixJi

jk CvtdVOTwxVOTrC

Ii

ikk ff /

5.5. MODELISATION DE LA RENCONTRE OFFRE-DEMANDE MODELISATION DE LA RENCONTRE OFFRE-DEMANDE

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5.3. 5.3. AFFECTATION DE LA DEMANDE AUX RESEAUX DE TCAFFECTATION DE LA DEMANDE AUX RESEAUX DE TC

Affectation aux TC en hyperchemin

Trafics via les stations de TC

DéfinitionLe modèle composant d’affectation aux TC permet la répartition des usagers sur les lignes et les tronçons selon le niveau de service.

Procédure

• Passage aux heures de pointes

• Préparation du graphe de réseau• Préparation du graphe de services• Affectation

)()( ,,,)(),(,,, JFhHPF TCijmTCjDiOmTCijm

5.5. MODELISATION DE LA RENCONTRE OFFRE-DEMANDE MODELISATION DE LA RENCONTRE OFFRE-DEMANDE(3)(3)

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Quelques indicateurs d’affectationQuelques indicateurs d’affectation

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