Demain, les Systèmes de Transport Intelligents (STI) formeront un écosystème numérique dont le rôle sera de gérer de façon optimale la circulation des véhicules. En s'appuyant sur des capacités étendues d'observation, d'analyse, de mémoire et de calcul, ces systèmes pourront traiter en temps réel les informations qu'ils reçoivent, coordonner les infrastructures de transport et le trafic, en étant extrêmement réactifs et même prédictifs, à l'échelle de la ville entière. Ils pourront également communiquer avec les véhicules autonomes pour les prévenir d'un danger. Dans cette configuration, les intersections connectées seront autant de maillons pouvant améliorer localement la circulation, et auront un rôle crucial à jouer dans la mobilité intelligente. À la clef, presque plus d'accidents ni d'embouteillages.

LES intersections de plus en plus connectées

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Accroître la sécurité 

SUR LA ROUTE DE LA SMART MOBILITé

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Grâce à un dispositif complet de capteurs positionnés à chaque carrefour, incluant des caméras, des radars et même des lidars permettant la télédétection par lasers, pouvant communiquer entre eux et avec les conducteurs, c'est un système intelligent, capable de prendre en compte chaque véhicule, qui régulera nos déplacements dans les Smart Cities. Ces capteurs détectent tous les usagers de la route, quel que soit leur moyen de locomotion, qui circulent dans une zone précise, et construisent un ensemble de données incluant le type du véhicule, sa vitesse, sa position et son trajet pour ensuite éditer un modèle environnemental complet à 360 degrés. Ces informations, analysées par des algorithmes, sont ensuite diffusées aux véhicules approchant d'un carrefour, ou se trouvant dans une zone présentant un risque, grâce à des unités DSRC ( « Dedicated Short Ranged Communications »), des canaux de communication sans fil à courte ou moyenne portée spécialement conçus pour une utilisation automobile. Le système intelligent embarqué dans le véhicule prend alors en compte les données reçues, en vérifie la pertinence, et peut ensuite mettre en oeuvre les actions d'évitement ou de protection nécessaires si une situation critique se profile. À la façon d'un joueur d'échec qui doit considérer toutes les pièces sur un échiquier, et toutes les combinaisons et déplacements possibles, les algorithmes sont en mesure de calculer toutes les conséquences du trafic, selon que tel véhicule va tourner à gauche plutôt qu'à droite pendant que tel autre devra s'arrêter au feu rouge, alors même qu'un bus arrivera un peu trop vite en sens inverse. 

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Regard d'expert

Bastian Zydek

Responsable intersections

connectées chez Continental

North América

La technologie permet de renforcer la sécurité collaborative et de faire un pas de plus vers la réalisation de notre objectif de conduite sans accident 

Les usagers de la route considérés comme étant les plus vulnérables, à savoir les piétons et les cyclistes, sont également reconnus et intégrés au modèle prédictif, car ils sont plus souvent victimes d'accidents et peuvent également en générer. Les capacités d'anticipation offertes par cette technologie, qui peut même intégrer les conditions météorologiques, permettent un gain réel de sécurité, car elles produisent une visualisation très précise et très fine de la circulation en temps réel et de tous les problèmes qui peuvent en découler. « La surveillance active des intersections donne au conducteur, ou au véhicule autonome, un avantage de temps très important pour agir, même avant qu'un problème ne soit visible par celui-ci », d'après Jeremy McClain, Directeur Systèmes et Technologie, Continental North America.

Et c'est sans compter sur l'adaptation même des véhicules à ces nouveaux dispositifs. Aux Etats-Unis, l'équipementier automobile Continental, très en pointe sur la mobilité du futur et les véhicules intelligents, a réalisé un test décisif en octobre dernier, sur sa piste d'essai de Brimley dans le Michigan, pour mesurer les performances des nouveaux capteurs V2X « vehicle to everything », développés par ses équipes R&D. La technologie V2X se base sur le transfert d'informations d'un véhicule à toute entité susceptible d'interagir avec celui-ci, et intègre un ensemble complet de communications spécifiques composées du V2V (Véhicule à Véhicule), du V2P (Véhicule à Piéton), et du V2G (Véhicule à Réseau). Les véhicules peuvent communiquer entre eux, mais également avec un système de transport intelligent ou une intersection connectée. Dans la ville de Colombus, Continental se prépare maintenant à expérimenter sa technologie embarquée afin de vérifier, en conditions réelles de circulation et en y associant une intersection connectée, si les dispositifs peuvent correctement communiquer entre eux et assurer conjointement leur mission de protection des usagers de la route, piétons, automobilistes et cyclistes.

DES SIGNALISATIONS INTELLIGENTES

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Une gestion optimale du trafic

MODéliser le trafic

on the road again

Avec un coup d'avance sur les questions liées à la sécurité, la fluidification du trafic dans les Smart Cities et la fin programmée des embouteillages, est l'autre priorité forte des intersections connectées. Avec un coup d'avance car depuis plusieurs années, les caméras de sécurité automatisées qui filment les carrefours réputés dangereux, permettant ainsi de verbaliser les conducteurs qui commettent une infraction, ont démontré leur influence positive sur la circulation. En modélisant l'ensemble du trafic en temps réel, ces caméras, devenues intelligentes, pourront prendre une série de décisions pour éviter que des bouchons ne se créent : augmenter la durée d'un feu rouge, demander aux véhicules de ralentir leur vitesse, suggérer aux conducteurs un itinéraire bis. C'est donc un système de régulation de l'ensemble de la circulation qui pourra être déployé grâce aux intersections connectées. Mais d'autres innovations permettent déjà d'aller encore plus loin.

Au Canada, la chercheuse Samah El-Tantawy, doctorante en génie civil à l'université de Toronto, a imaginé un système de feux de signalisation intelligents baptisé Marlin. Inspiré de la Théorie des Jeux, un modèle mathématique qui englobe dans une même problématique les choix individuels et les choix collectifs des individus en fonction de leurs interactions, Marlin, qui fonctionne grâce à l'Intelligence Artificielle, utilise l'apprentissage automatique pour optimiser le fonctionnement des feux de signalisation. Ainsi, au lieu d'être centralisés et programmés de façon monolithique, Marlin leur permet de communiquer et de se coordonner entre eux. Les feux utilisent des capteurs au sol reliés à un système de communication qui fait circuler les données en temps réel. Marlin décide ainsi chaque seconde quelle est la bonne décision à prendre, aussi bien pour sa portion de trafic que dans une optique globale, en fonction des autres feux. 

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Regard d'expert

Samah El-Tantawy

Doctorante en génie civil

à l'Université de Toronto

Grâce aux feux de signalisation intelligents, chaque intersection est engagée dans une collaboration avec les autres afin de déterminer la marche optimale à suivre pour réduire les embouteillages.

Avec un premier test réalisé sur soixante feux de signalisation à Toronto, Marlin a permis de réduire de 40% les embouteillages, y compris aux heures de pointe lorsque le trafic est particulièrement dense, et diminuer le temps de trajet des conducteurs de 26%. Une belle performance qui n'est qu'un début, tant les innovations liées à la signalisation intelligente sont en plein essor. Pour Bill Valle, directeur des projets d'ingénierie de Chula Vista, « déployer des intersections intelligentes qui répondent en temps réel aux flux de circulation constitue un élément essentiel de la stratégie à long terme des infrastructures Smart Cities. »

En Californie du Sud, la municipalité de Chula Vista, une ville de 200 000 habitants, vient de décider la mise en place à grande échelle d'un ambitieux dispositif d'« intersections à signaux intelligents », qui s'adaptera aux schémas de circulation en temps réel. Au premier trimestre 2018, le dispositif adaptatif SynchoGreen, mis au point par l'entreprise américaine Trafficware, spécialisée dans l'optimisation de la circulation des automobilistes et des piétons, fera remonter des données depuis 28 intersections situées le long des trois principales artères de Chula Vista. SynchroGreen est capable de prendre des décisions de synchronisation dynamique en temps réel. La municipalité de Chula Vista a indiqué qu'elle visait, au travers de cette initiative, une baisse conséquente des temps de trajet d'un point à un autre de la ville ainsi qu'une plus grande sécurité, mais également un gain écologique grâce à une réduction des émissions de gaz à effet de serre due à l'optimisation du trafic. Une initiative gagnante à tous les niveaux.

Si toutes ces innovations vont dans le sens d'une Smart City réconciliée avec la mobilité, une certaine prudence reste toutefois de mise. La communication des données personnelles sur les véhicules et les conducteurs tout azimuts ne peut pas se passer d'un cadre juridique précis et d'une conception « secured by design » pour en limiter l'utilisation abusive, ainsi que la mise en place de technologies de protection adaptées pour éviter les risques de piratage. Un débat qui est déjà sur la table avec les objets connectés et qui sera un des grands enjeux du déploiement de cette « Smart Mobility » révolutionnaire.

Rédigé par Arnaud Pagès
Journaliste indépendant, spécialisé dans les nouvelles technologies