Identifier les motifs spatio-temporels de congestion à l’échelle urbaine pour prévoir les temps de parcours

Dans le cadre de l’ERC MAGnUM et en collaboration avec le Dittlab de l’université de Delft, l’Ifsttar vient de mettre au point une méthode originale pour caractériser facilement les conditions de circulation à l’échelle urbaine.

L’idée principale est de synthétiser l’ensemble des informations disponibles à l’échelle des sections de route en une unique carte spatio-temporelle définissant les zones homogènes en vitesse. Les phases de congestion apparaissent ainsi comme un unique volume dans l’espace et dans le temps et peuvent être caractérisées par une valeur moyenne de vitesse. La construction des cartes de congestion a été réalisée pour chacun des 35 jours disponibles pour le réseau d’Amsterdam (Pays-Bas) en appliquant des méthodes de classification avancées (clustering).

Plus intéressant, l’étude montre que certaines cartes de congestion journalière possèdent des caractéristiques similaires. Ainsi, les 35 jours de données ont pu être regroupés en simplement 4 groupes. A cette étape, une méthode d’apprentissage a été appliquée pour déterminer pour chaque groupe un profil de congestion consensuel. Le résultat remarquable est que 4 cartes spatio-temporelles constituées chacune de seulement 9 zones sont suffisantes pour caractériser les conditions de circulation observées pendant les 35 jours d’études. Il apparaît donc qu’à l’échelle entière de la ville et de la journée, la dynamique du trafic est plus répétitive et plus prévisible que l’on pourrait le penser en analysant localement les conditions de circulation.

La mise en évidence de cartes consensuelles de congestion a également permis la mise au point d’une méthode très innovante pour l’estimation des temps de parcours. L’idée est de déterminer en temps-réel la carte consensuelle la plus proche des observations actuellement disponibles. Cette carte est ensuite utilisée pour prédire les temps-parcours à venir pour n’importe quel trajet à réaliser dans le périmètre d’étude. En réalisant l’identification de la carte la plus proche toutes les heures, l’étude a démontré qu’il était possible de prédire les temps de parcours de 84% des trajets urbains avec une marge d’erreur inférieure à 25%.

Cette étude vient de faire l’objet d’une publication dans la très sélective revue Scientific Reports. Cette revue pluridisciplinaire et open-source fait partie du groupe Nature.