EP2012290A1 - Estimation de trafic dans un réseau routier - Google Patents

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Publication number
EP2012290A1
EP2012290A1 EP08104580A EP08104580A EP2012290A1 EP 2012290 A1 EP2012290 A1 EP 2012290A1 EP 08104580 A EP08104580 A EP 08104580A EP 08104580 A EP08104580 A EP 08104580A EP 2012290 A1 EP2012290 A1 EP 2012290A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
arc
arcs
graph
traffic information
nodes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP08104580A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Giacomo Nannicini
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ecole Polytechnique
Mediamobile SA
Original Assignee
Ecole Polytechnique
Mediamobile SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ecole Polytechnique, Mediamobile SA filed Critical Ecole Polytechnique
Publication of EP2012290A1 publication Critical patent/EP2012290A1/fr
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/0104—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions

Definitions

  • the present invention relates to a partial estimate of traffic in a road network based on partial dynamic traffic information in the road network.
  • This traffic information is continuously recorded in real time in the field by different measuring equipment such as fixed sensors on the roadways and mobile sensors in vehicles.
  • these measurement devices are few in number compared to the extent of the road network and produce traffic information records covering only a small part of the road network.
  • traffic information is only available at a given moment on a very small subset of sections of the road network. Of the very large number of remaining sections of the road network, not covered by field traffic information, only static estimated values are available at best, which can be completely separated and far removed from the reality of traffic on the road. given moment.
  • the aim of the invention is to assign up-to-date traffic information to sections of the road network not covered by measuring equipment measurements on the road network, using the available traffic information for the sections of the road network covered by readings.
  • the estimation of the traffic information for arcs of the graph not belonging to the set of arcs reflects a propagation of the dynamic traffic information physically recorded on sections of the road network corresponding to the arcs of the set of arcs. , to arcs corresponding to sections for which no traffic information is measured.
  • step by step by at least one iteration of the determinations and estimations by taking the arcs of the graph whose traffic information has just been estimated as the arcs of said set of arcs and the nodes each connected to one end of the arcs. an arc of the graph whose traffic information has just been estimated as nodes of said set of nodes, the traffic information of arcs in the vicinity of the arcs of the set of arcs are estimated.
  • the invention makes it possible to propose in real time routes in the road network according to estimated traffic information reflecting real road traffic on sections for which the traffic is not actually measured.
  • the available traffic information on the first set of arcs whose traffic information is measured is progressively propagated iteratively by iteration in the graph, in arc steps, for each update of the measured traffic information. This results from the influence of the average speed of vehicles in a given section of road on the average speed of vehicles on Road sections adjacent to the given section of road and located upstream and downstream of the given section of road in the direction of its circulation.
  • the measured traffic information may be a measured, estimated travel time of the arc and the static traffic information is a time static path of the arc.
  • the traffic information of each arc of the graph can be estimated based on a linear relationship of the product of the estimated congestion coefficient and the static traffic information of the arc.
  • Iterations of the determinations and estimates can be stopped when a predetermined time of execution of the iterations less than a measurement period of the traffic information is reached, and / or the number of iterations of the determinations and estimates can be limited to the neighborhood depth of the nodes of the set of arcs, and / or iterations of the determinations and estimates can be stopped for a given arc when the estimated traffic information is close to a predetermined constant at a tolerance parameter.
  • the invention relates to a computer program capable of being implemented in a computing device and intended to estimate the traffic in a road network represented by a graph of arcs corresponding to sections of the road network and bounded by intersection nodes, the graph comprising a set of arcs corresponding to sections of the road network whose traffic information is measured and a set of nodes at the ends of the arcs of said set of arcs.
  • the program includes instructions which, when the program is executed in said device, perform the steps of the method according to the invention.
  • a traffic estimation device DET for processing the traffic of a road network RR comprises a central processing unit UC, a road traffic modeler by MTR oriented graph, a module of determination of information of DT traffic, a PT traffic propagation module, an IC communication interface and a BD database.
  • the central processing unit UC such as a processor, controls the execution of the method and is connected to or integrates the aforementioned components into the device.
  • the device for estimating traffic DET according to the invention is for example included in a personal computer or a server.
  • the functional blocks of the DET device represented in figure 1 provide functions related to the invention and may correspond to software and / or hardware modules.
  • the DET device is included in or connected to a server periodically broadcasting in real time updated road traffic information to road navigation systems for example on board vehicles or included in portable radiocommunication terminals, such as communicating personal digital assistants. PDA (smartphones), to determine routes.
  • the broadcast traffic information is updated according to traffic information measured by EMT traffic measuring equipment.
  • the DET device is included in or connected to a road navigation system which periodically receives traffic information recorded by measuring equipment.
  • the database BD is linked to the device DET, that is to say it is either integrated in the device DET, or incorporated into a database management server and connected to the device DET by a local or remote link.
  • the database BD includes information necessary for the operation of the device DET of the invention such as map data and traffic network RR RR characterizing a graph of oriented arcs G1 representing the road network and a second arcs graph oriented G2 representing part of the road network RR, the graphs being defined below.
  • the communication interface IC is capable of communicating with EMT traffic measuring equipment such as vehicle counting stations, speed sensors and traffic surveillance cameras, some of which are temporarily or permanently fixed on and over. above roadways and for some mobiles in specialized vehicles, such as taxis.
  • EMT traffic measuring equipment such as vehicle counting stations, speed sensors and traffic surveillance cameras, some of which are temporarily or permanently fixed on and over. above roadways and for some mobiles in specialized vehicles, such as taxis.
  • the IC interface and the EMT equipment are connected through secure links of a telecommunications network RT which can include the Internet and a professional terrestrial radiocommunication network.
  • the DET device periodically processes traffic information measured and transmitted by the equipment EMT, for example with a period of update and measurement of traffic information from one to five minutes.
  • the RR road network comprises a multitude of road sections.
  • the road network RR is formally represented for its processing in the traffic estimation device DET in the form of a valued oriented graph G1 composed of an A1 set of arcs oriented a1.
  • An arc oriented a1 represents a direction of movement on a respective road section extending between two intersections.
  • a node represents an intersection at the junction of two or more sections. Intersections of roads and streets such as intersections, interchanges and junctions are represented by knots. Each road section is delimited at its ends by two nodes.
  • a one-way road section of traffic from a first naked node to a second node nv is thus represented by an arc oriented a1 (nu, nv) of predetermined length.
  • a two-way road section between a naked node and a node nv is represented by two opposite oriented arcs a1 (nu, nv) and a1 (nv, naked).
  • a1 (nu, nv) of the graph G1 is associated traffic information which may be variable and which according to the invention is the travel time required for a vehicle to travel the section represented by the arc, or alternatively any other variable linearly dependent on the travel time such as a vehicle flow or the speed of movement on the section, which is deduced from the report of travel time and length of the section.
  • the road network RR is defined by two graphs G1 (N1, A1) and G2 (N2, A2) shown in FIGS. Figures 2 and 3 .
  • N1 and A1 denote the set of nodes n1 and the set of arcs a1 of the graph G1.
  • N2 and A2 denote the set of nodes n2 and the set of arcs a2 of the graph G2.
  • an arc designated by the letter "a” not followed by the number 1 or 2 belongs indifferently to one or other of the graphs G1 and G2; at least one of the two nodes designated by the letter "n” followed by a lowercase letter between parentheses succeeding "a1", "a2" belongs to the graph G1, G2 to which the arc belongs.
  • the graph G1 represents the exhaustive road network RR, that is to say all the sections of the road network considered are represented there.
  • all the streets in which vehicles are allowed to circulate at a given instant are represented in the graph G1 and are divided into sections represented by arcs a1 each bounded by two intersections represented respectively by nodes n1.
  • the particular case of an impasse bounded by a blind end and an intersection can also be represented by an arc a1 with two nodes n1.
  • the road network RR is that of a country, all the movable roads are contained in the graph G1.
  • each arc a1 (nu, nv) is associated with one and only one reference travel time ⁇ uv , expressed in the same unit of time for all arcs, as the second.
  • the travel time ⁇ uv is static and does not change according to the actual traffic conditions at a given moment in the corresponding road section.
  • the travel time ⁇ uv is typically the shortest possible time to travel the road section corresponding to the arc a1 (nu, nv). Most often, the travel time ⁇ uv is equal to the ratio of the length of the road section to the maximum authorized administrative speed.
  • the database BD has prememorated in association with an identifier designating an arc a1, in addition to the reference travel time ⁇ uv , other information characterizing the arc, in particular a length and a number of channels ⁇ uv circulation on the road section corresponding to the arc a1 (nu, nv) and its meaning.
  • the graph G2 is a subgraph of the graph G1 representing a sub-network of the road network RR. At any arc a2 of the subgraph G2 corresponds a respective arc a1 of the graph G1.
  • the arcs a2 contained in the subgraph G2 correspond exclusively to respective road sections on each of which traffic information is periodically recorded by at least one EMT traffic measuring equipment which transmits it to the DET device. Most often, arches a2 correspond to urban sections as high traffic axes such as peripheral boulevards, avenues, boulevards and one-way streets in a city, and highways, national roads and other major roads for a country . Compared to the figure 2 , the subgraph G2 at the figure 3 represents all the sections of the main Parisian traffic arteries.
  • Each arc a2 (nu, nv) is associated with measured traffic information, such as a measured travel time ⁇ uv which depends, for example, on the number of vehicles per unit of time that has passed through the corresponding road section.
  • the measured traffic information changes over time and is periodically recorded on the corresponding road section by at least one EMT traffic measuring equipment.
  • the measured traffic information is periodically transmitted by the EMT equipment to the traffic estimation device DET and stored in the database BD.
  • the MTR traffic modeler models traffic in the RR road network based on the following definitions and rules.
  • Road traffic on a given arc that is to say, in fact on the corresponding road section, is influenced by road traffic on the arcs adjacent to the given arc, and conversely influences road traffic on roads. neighboring arcs.
  • Any travel time ⁇ uv measured on a given arc a2 (nu, nv) is in a suboptimal traffic situation and is therefore at least equal to the reference travel time ⁇ uv , ie ⁇ uv ⁇ ⁇ uv .
  • the traffic on the given arc can be expressed by dynamic traffic information C uv equal to the ratio ⁇ uv / ⁇ uv between the measured travel time and the reference travel time.
  • the traffic on the given arc follows a relation of proportionality type with the traffic on the arcs adjacent to the given arc, adjusted by the relative importance of the arcs between them.
  • the relative importance may be the number of traffic lanes following the direction of the arc on the corresponding section of the road network.
  • the available traffic information on the sub-graph G2 is propagated to the graph G1, each update of the traffic information measured on the subgraph G2, measured by EMT equipment.
  • the invention applies the principle that if the traffic is slowed down on a given section of road, there is strong presumption that it is also on sections of road adjacent to the given section of road.
  • an arc "adjacent" to the given arc a2 is either located downstream of the given arc in its direction of "circulation” and connected to the end oriented nv, is located upstream of the arc given according to its direction of "circulation” and connected to the naked origin.
  • Partial traffic information in the subgraph G2 is then supplemented by traffic information calculated for at most the complementary part to the subgraph G2 in the graph G1.
  • the traffic estimation device DET works on the graph G1 based on arcs a2 present in the subgraph G2 for which the device has a measured dynamic information, and calculates an estimated dynamic information on the adjacent arcs. which are each located downstream or upstream of an arc a2 and which do not belong to the subgraph G2 and belong to the graph G1. Starting from these newly updated arcs of the graph G1, the device then assigns estimated information to the following arcs, and thus to following recursively, until satisfying a CA stop criterion defined below.
  • an arc a20 of the subgraph G2 is followed downstream by two arcs a10 and a11 of the graph G1 which themselves are respectively followed by arcs a100 and a101 of the graph G1 and an arc a21 of the graph G2, and is preceded by upstream of two arcs a120 and a12 of the graph G1.
  • the arcs of the graph G1 carry static traffic information and the arcs a20 and a21 of the subgraph G2 carry dynamic traffic information actually measured.
  • the device DET uses the dynamic information measured on the arc a10 to estimate dynamic traffic information on the adjacent arcs a100 and a101 downstream of the arc a10, and uses the dynamic information measured on the arc a12 for estimate a dynamic traffic information on the arc a120 adjacent upstream to the arc a12.
  • Step passes of the method of the invention may be repeated for subsequent arcs downstream and upstream in the graph G1 based respectively on the traffic information. previously estimated for arcs a100, a101 and a120, and so on.
  • the DET device estimates the dynamic traffic information to be assigned to an arc a1 (nu, nv) by applying a heuristic model based on the preceding rules.
  • the heuristic model is based in particular on a congestion coefficient C defined for both the arcs and the nodes.
  • the congestion coefficient C (a) expresses the ratio of the measured travel time ⁇ a to the static reference travel time ⁇ a .
  • the measured time ⁇ a is always equal to the reference time ⁇ a , that is to say the initial congestion coefficient is always equal to 1, for an arc a having no measured time which means a priori that this arc has no traffic congestion. Initially such an arc does not belong to the subgraph G2 and belongs to the graph G1.
  • the congestion coefficient C (n) synthesizes the congestion information carried by the incoming and outgoing adjacent arcs of the node n.
  • An arc said incoming arc has its oriented end connected to the node n and corresponding to a road section whose vehicles enter the intersection corresponding to the node n.
  • An arc called said outgoing arc has its origin connected to node n and corresponds to a road section whose vehicles leave the intersection corresponding to node n.
  • the congestion coefficient C (n) is an average of congestion coefficients of adjacent arcs incoming and outgoing nodes node n, weighted by the relative importance of these arcs adjacent to each other.
  • the relative importance can be evaluated by known attributes of the network, such as the lane numbers ⁇ are road sections corresponding to the incoming and outgoing arcs of the adjacent node.
  • the initial congestion coefficient is always equal to 1 for a node of the graph G1 adjacent to no arc having a measured time, that is to say adjacent to one or more arcs having initial congestion coefficients equal to 1 which means that this node does not have any traffic congestion.
  • the congestion coefficients C (a) and C (n) are determined as estimated traffic information necessary to propagate traffic information across the graph G1.
  • the method of the invention propagates the traffic information by modifying the congestion coefficients of the arcs of the graph G1 which are initially not filled with dynamic traffic information dependent on the coefficients of the adjacent indicated arcs, passing through the nodes as intermediates. Once the new coefficients of calculated congestion, the travel time of each of the adjacent arcs to be informed is updated by means of a relationship between the reference travel time and the congestion coefficient of the arc and depending on the product of the latter.
  • the method of the invention performs these operations recursively to propagate the estimated traffic information gradually through the graph G1, using at each recursive step pass the last-mentioned arcs, as a starting set, the first starting set being subgraph G2.
  • the method of the invention considers the attenuation of the relevance p of the traffic information. As the newly arrived arcs are distant in time and distance from the arcs a2 reported by actual traffic measurements, the relevance of the traffic information estimated from these measurements decreases.
  • the invention limits the iteration of the recursive steps to a neighborhood around arcs a2 indicated by measurements, without unrealistically extending it to the whole of the graph G1 completely representing the road network RR on the basis of the few arcs. actually entered in subgraph G2.
  • the road traffic estimation method is based on the preceding definitions and rules and comprises steps E1 to E9, a set of iterative steps E2 to E6 are repeated a number of times depending on a stop criterion CA defined below.
  • This set of steps E2 to E6 is executed with each update of the measured traffic information of the arcs a2 of the subgraph G2.
  • the repeating steps E2 to E6 propagates the dynamic traffic information in the graph G1.
  • the traffic estimation device DET stores the dynamic traffic information measured by the traffic measuring equipment EMT on the sections of the road network RR corresponding to the arcs a2 of the sub. graph G2 and consequently the measured travel times ⁇ a2 arcs a2.
  • the CPU UC initializes variables as an index i, a set of arcs A i and a set of nodes N i and an intermediate set of arcs A * i .
  • the index i is set to zero and indicates the number of repetitions of the iterative steps E2 to E6 and therefore the depth of the traffic information propagation in the graph G1 for an update of the traffic information.
  • the set A2 of the arcs a2 of the subgraph G2 is considered as the initial set A i ⁇ A 0 ⁇ A2 of arcs each having dynamic information that has just been updated by measurement in the road network RR.
  • This set A i is then considered in the next steps as comprising arcs whose dynamic information has just been estimated in the pass i steps E1 to E6.
  • the set N2 of the nodes of subgraph G2 is first considered as the set N i ⁇ N 0 of nodes each located at the end of at least one arc a2 of subgraph G2 and having dynamic information. which can be deduced directly from the traffic information measured for at least this arc a2.
  • the intermediate set of arcs A * i comprises arcs that will obtain dynamic information at the end of the pass i steps E2 to E6. Initially at step E0, the set A * 0 is empty.
  • step E2 the traffic information determination module DT determines according to the relation (1) the congestion coefficient C (a i ) of each arc a i belonging to the set of arcs A i and whose travel time ⁇ ai has been determined at the previous pass i-1 and is read in a queue of the database BD.
  • step E3 the module DT determines according to the relation (2) the congestion coefficient C (n i ) of each node n i belonging to the set of arcs N i as a function of the congestion coefficients of the arcs determined at step E2.
  • Step E4 is decomposed into substeps E41 to E45.
  • step E3 say if the naked and nv ends of the arc a * i are nodes whose congestion coefficients C (nu) and C (nv) have already been determined in step E3, such as for example the adjacent arc a11 downstream of the arc a20 and adjacent upstream of the arc a21 at the Figure 4B .
  • the parameters w b and w f in the preceding linear relation are constants which make it possible to regulate the relative importance of the traffic information according to its direction of propagation, respectively from the upstream or the backward ("backward” in English ) to the naked origin of the arc a * i + 1 (nu, nv) and downstream or forward ("forward" in English) from the nv oriented end of the arc a * i + 1 (nu, nv) relative to the direction of circulation.
  • the parameter w b , w f depends on the number of traffic lanes on the arc a * i + 1 (nu, nv) in relation to the total number of lanes of circulation of the incoming and outgoing arcs to the respective node naked, nv.
  • the parameter p i is representative of the attenuation of the relevance of the propagated traffic information.
  • the dynamic travel time determined for each arc a * i + 1 depends both on the propagated traffic information C (a * i + 1 ) and the static information ⁇ a * i + 1 on the arc.
  • the larger the index i the more the invention decreases the parameter p i .
  • the more road sections are separated from the dynamically indicated road sections corresponding to the arcs of subgraph G2, the more the dynamic information to propagate G1 to arcs not indicated in the graph loses its relevance and must decrease.
  • the invention decreases the weight of the estimated traffic information relative to that of the static traffic information until it completely stops the propagation of the information after a certain number of dependency iterations.
  • arcs a1 of the graph G1 in limited number are indicated by an estimated traffic information according to the invention depending on a measured traffic information, which confers a set of informed arcs much more important than that of the only ones.
  • the share of traffic information propagated is becoming weaker, in harmony with the decrease of its relevance.
  • the traffic propagation module PT constitutes the set of arcs A i + 1 by bringing together the set of arcs A i constituted at the end of the previous pass i and the intermediate set A * i + 1 arcs a * i + 1 for which the traffic information C (a * i + 1 ), ⁇ a * i + 1 , was determined in step E4, E5, ie: AT i + 1 ⁇ AT i ⁇ AT ⁇ * i .
  • the estimated congestion coefficients C (a * i + 1 (nu, nv)) and the estimated travel times ⁇ a * i + 1 of each arc a * i + 1 (nu, nv) as traffic information estimates of newly updated arcs a * i + 1 (nu, nv) are respectively stored in association with the identifiers of these arcs in a list of arcs in the queue of the database BD.
  • step E7 takes as starting arcs in step E8 of a next iteration i ⁇ i + 1 the arcs a i + 1 ⁇ a * i + 1 of the newly updated set A i + 1 read in the queue of the database BD.
  • the following iteration estimates the traffic information C (a * i + 2 ), ⁇ a * i + 2 of another set A * i + 2 of arcs of the graph G1 not belonging to the subgraph G2. nor to the whole newly updated arcs A i + 1 , each having an end connected to a newly updated node.
  • the traffic information of the arcs a100 and a101 are estimated based on at least the traffic information of the node common to the arc a10 estimated during the first iteration, and the traffic information of the arc a120 is estimated according to the traffic information of the node connecting it to the arc a12.
  • Repetition of the iterative steps E2 to E6 in the DET is stopped when a stop criterion CA is satisfied to ensure that the propagation does not extend to the whole graph G1 of the entire road network RR and the relevance of the dynamic information to propagate in the graph G1 decreases.
  • the AC stop criterion may be of different natures, depending on the constraints and objectives imposed on the DET traffic estimation device.
  • the stopping criterion is for example one of the following criteria CA1, CA2 and CA3, or a combination of at least two of these criteria.
  • the first criterion CA1 is based on a maximum predetermined execution time of the iterations of the steps E2 to E6, always less than the period of measurement and updating of the traffic information transmitted by the EMT equipment and on which the variables ⁇ a2 depend.
  • the maximum execution time is thus chosen according to constraints of performance of the DET device such as the propagation time, that is to say according to the duration of a pass of the steps E2 to E6 with respect to the frequency of measurement and updating of the dynamic traffic information of the sub G2 graph.
  • the second criterion CA2 is based on a number of iterations of the steps E1 to E6 set empirically.
  • the number of iterations characterizes the depth of the neighborhoods used, that is to say the extent of the influence of the dynamic arcs a2 on the adjacent arcs A1 traffic information initially static in the graph G1.
  • the third criterion CA3 is based, for a given arc, on the absolute difference
  • step E7 When the stop criterion CA is satisfied in step E7, the recursive steps E1 to E8 are reiterated again to the transmission period of the updated traffic information measured by the EMT equipment, as indicated in E9 in FIG. figure 5 , for determinations and corrections of routes in the real-time RR road network.
  • the invention described here relates to a method and a device for estimating road network traffic.
  • the steps of the method of the invention are determined by the instructions of a computer program incorporated into a computing device such as the traffic estimation device DET.
  • the program comprises program instructions which, when said program is executed in a processor of the device whose operation is then controlled by the execution of the program, carry out the steps of the method according to the invention.
  • the invention also applies to a computer program, in particular a computer program recorded on or in a computer readable information medium and any data processing device, adapted to implement the computer program.
  • This program can use any programming language, and be in the form of source code, object code, or intermediate code between source code and object code such as in a partially compiled form, or in any other form desirable to implement the method according to the invention.
  • the information carrier may be any entity or device capable of storing the program.
  • the medium may comprise storage means or recording medium on which is recorded the computer program according to the invention, such as a ROM, for example a CD ROM or a microelectronic circuit ROM, or a USB key, or a magnetic recording medium, for example a diskette (floppy disc) or a hard disk.

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Abstract

Pour estimer le trafic dans un réseau routier de tronçons représentés par un graphe d'arcs bornés par des noeuds, le graphe comprend un ensemble d'arcs dont une information de trafic est mesurée et un ensemble de noeuds aux extrémités des arcs dudit ensemble d'arcs. Pour chaque arc du graphe n'appartenant pas à l'ensemble d'arcs et ayant une extrémité reliée à une extrémité d'un arc dudit ensemble sont estimés (E4, E5) un coefficient de congestion en fonction du coefficient de congestion du noeud relié à une extrémité dudit chaque arc, et une information de trafic dudit chaque arc dépendant du coefficient de congestion estimé et d'une information de trafic statique dudit chaque arc. Une information de trafic mesurée sur une partie du graphe se propage ainsi dans des arcs adjacents dont le trafic n'est pas réellement mesuré.

Description

  • La présente invention concerne une estimation partielle du trafic dans un réseau routier reposant sur une information de trafic dynamique partielle dans le réseau routier.
  • Avec le développement des systèmes d'informations routiers, on est aujourd'hui capable d'obtenir et de diffuser en temps réel des données concernant la fluidité du trafic sur un réseau routier.
  • Cette information de trafic, exprimée en vitesses de circulation ou de temps de parcours, est relevée en permanence en temps réel sur le terrain par différents équipements de mesure tels que des capteurs fixes sur les chaussées et des capteurs mobiles dans des véhicules. Cependant, ces équipements de mesure sont peu nombreux comparativement à l'étendue du réseau routier et produisent des relevés d'information de trafic ne couvrant qu'une partie minime du réseau routier.
  • Concrètement, une information de trafic n'est disponible à un instant donné que sur un sous-ensemble très réduit de tronçons du réseau routier. Sur les très nombreux tronçons restants du réseau routier, non couverts pas les relevés d'information de trafic sur le terrain, on ne dispose au mieux que de valeurs estimées statiques, qui peuvent être complètement séparées et très éloignées de la réalité du trafic à l'instant donné.
  • Dans cette situation, il est impossible de diffuser une information de trafic variable liée aux tronçons restants, et de considérer l'information statique qu'ils portent comme fiable par exemple dans un système de détermination d'itinéraire routier le plus rapide qui dépendrait de l'état actuel du trafic.
  • L'invention a pour objectif d'attribuer une information de trafic actualisée à des tronçons du réseau routier non couverts par les relevés des équipements de mesure sur le réseau routier, en utilisant l'information de trafic disponible pour les tronçons du réseau routier couverts par les relevés.
  • Pour atteindre cet objectif, un procédé pour estimer le trafic dans un réseau routier représenté par un graphe d'arcs correspondant à des tronçons du réseau routier et bornés par des noeuds d'intersection, le graphe comprenant un ensemble d'arcs correspondant à des tronçons du réseau routier dont une information de trafic est mesurée et un ensemble de noeuds aux extrémités des arcs dudit ensemble d'arcs, est caractérisé en ce qu'il comprend:
    • une détermination d'un coefficient de congestion pour chaque arc dudit ensemble d'arcs proportionnel au rapport d'une information de trafic mesurée de l'arc sur une information de trafic statique dudit chaque arc dudit ensemble d'arcs, une détermination (E3) d'un coefficient de congestion pour chaque noeud dudit ensemble de noeuds sensiblement égal à une moyenne de coefficients de congestion d'arcs ayant une extrémité reliée audit chaque noeud et appartenant audit ensemble d'arcs, et
    • pour chaque arc du graphe n'appartenant pas audit ensemble d'arcs et ayant au moins une extrémité reliée à un noeud de l'ensemble de noeuds, une estimation d'un coefficient de congestion en fonction du coefficient de congestion du noeud relié à une extrémité dudit chaque arc du graphe, et une estimation d'une information de trafic dudit chaque arc du graphe dépendant du coefficient de congestion estimé et d'une information de trafic statique dudit chaque arc du graphe.
  • L'estimation des informations de trafic pour des arcs du graphe n'appartenant pas à l'ensemble d'arcs reflète une propagation des informations de trafic dynamique, relevées physiquement sur des tronçons du réseau routier correspondant aux arcs de l'ensemble d'arcs, vers des arcs correspondant à des tronçons pour lesquels aucune information de trafic n'est mesurée. Ainsi de proche en proche, par au moins une itération des déterminations et estimations en prenant les arcs du graphe dont les informations de trafic viennent d'être estimées en tant qu'arcs dudit ensemble d'arcs et les noeuds reliés chacun à une extrémité d'un arc du graphe dont l'information de trafic vient d'être estimée en tant que noeuds dudit ensemble de noeuds, les informations de trafic d'arcs dans le voisinage des arcs de l'ensemble d'arcs sont estimées. L'invention permet de proposer en temps réel des itinéraires dans le réseau routier en fonction d'informations de trafic estimées reflétant le trafic routier réel sur des tronçons pour lesquels le trafic n'est pas réellement mesuré.
  • L'information de trafic disponible sur le premier ensemble d'arcs dont les informations de trafic sont mesurées est propagée progressivement itération par itération dans le graphe, par pas d'arc, pour chaque actualisation des informations de trafic mesurées. Ceci résulte de l'influence de la vitesse moyenne des véhicules dans un tronçon de route donné sur la vitesse moyenne des véhicules sur des tronçons de route adjacents au tronçon de route donné et situés en amont et en aval du tronçon de route donné suivant son sens de circulation.
  • Le coefficient de congestion de chaque arc non renseigné du graphe est modifié en fonction d'au moins le coefficient de congestion déjà estimé d'un noeud à l'une de ses extrémités. Deux cas se présentent alors :
    • le coefficient de congestion de l'arc non renseigné du graphe est égal au coefficient de congestion du noeud de l'ensemble de noeuds relié à une extrémité de l'arc non renseigné si l'autre extrémité de l'arc non renseigné est reliée à un noeud n'appartenant pas à l'ensemble de noeuds; ou
    • le coefficient de congestion de l'arc non renseigné du graphe dépend d'une relation linéaire des coefficients de congestion de deux noeuds de l'ensemble de noeuds reliés respectivement aux extrémités de l'arc non renseigné si les deux noeuds appartiennent à l'ensemble de noeuds.
  • Comme on le verra dans la suite de la description, pour chaque arc, l'information de trafic mesurée, respectivement estimée, peut être un temps de parcours mesuré, respectivement estimé, de l'arc et l'information de trafic statique est un temps de parcours statique de l'arc. L'information de trafic de chaque arc du graphe peut être estimée en fonction d'une relation linéaire du produit du coefficient de congestion estimé et de l'information de trafic statique de l'arc.
  • Des itérations des déterminations et estimations peuvent être arrêtées lorsqu'un temps prédéterminé d'exécution des itérations inférieur à une période de mesure des informations de trafic est atteint, et/ou le nombre d'itérations des déterminations et estimations peut être limité à la profondeur de voisinages des noeuds de l'ensemble d'arcs, et/ou des itérations des déterminations et estimations peuvent être arrêtées pour un arc donné lorsque l'information de trafic estimée avoisine une constante prédéterminée à un paramètre de tolérance près.
  • L'invention a aussi pour objet un dispositif pour estimer le trafic dans un réseau routier représenté par un graphe d'arcs correspondant à des tronçons du réseau routier et bornés par des noeuds d'intersection, le graphe comprenant un ensemble d'arcs correspondant à des tronçons du réseau routier dont une information de trafic est mesurée et un ensemble de noeuds aux extrémités des arcs dudit ensemble d'arcs. Le dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend :
    • un moyen pour déterminer un coefficient de congestion pour chaque arc dudit ensemble d'arcs proportionnel au rapport d'une information de trafic mesurée de l'arc sur une information de trafic statique dudit chaque arc dudit ensemble d'arcs, un moyen pour déterminer un coefficient de congestion pour chaque noeud dudit ensemble de noeuds sensiblement égal à une moyenne de coefficients de congestion d'arcs ayant une extrémité reliée audit chaque noeud et appartenant audit ensemble d'arcs, et
    • pour chaque arc du graphe n'appartenant pas audit ensemble d'arcs et ayant au moins une extrémité reliée à un noeud de l'ensemble de noeuds, un moyen pour estimer un coefficient de congestion en fonction du coefficient de congestion du noeud relié à une extrémité dudit chaque arc du graphe, et un moyen pour estimer une information de trafic dudit chaque arc du graphe dépendant du coefficient de congestion estimé et d'une information de trafic statique dudit chaque arc du graphe.
  • Enfin, l'invention se rapporte à un programme d'ordinateur apte à être mis en oeuvre dans un dispositif informatique et destiné à estimer le trafic dans un réseau routier représenté par un graphe d'arcs correspondant à des tronçons du réseau routier et bornés par des noeuds d'intersection, le graphe comprenant un ensemble d'arcs correspondant à des tronçons du réseau routier dont une information de trafic est mesurée et un ensemble de noeuds aux extrémités des arcs dudit ensemble d'arcs. Le programme comporte des instructions qui, lorsque le programme est exécuté dans ledit dispositif, réalisent les étapes du procédé selon l'invention.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations de l'invention données à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels :
    • la figure 1 est un bloc-diagramme schématique d'un dispositif d'estimation de trafic routier selon l'invention ;
    • la figure 2 est un premier graphe d'arcs respectivement associés aux tronçons d'un réseau routier ;
    • la figure 3 est un deuxième graphe comprenant des arcs renseignés dynamiquement et associés à des tronçons du réseau routier munis d'équipements de mesure de trafic ;
    • les figures 4A, 4B et 4C sont des schémas d'arcs du premier graphe à renseigner dynamiquement par propagation d'information de trafic successivement à des passes d'étapes récursives selon l'invention ; et
    • la figure 5 est un algorithme d'un procédé d'estimation de trafic routier selon l'invention.
  • Comme montré à la figure 1, un dispositif d'estimation de trafic routier DET pour traiter le trafic d'un réseau routier RR selon l'invention comprend une unité centrale de traitement UC, un modélisateur de trafic routier par graphe orienté MTR, un module de détermination d'information de trafic DT, un module de propagation de trafic PT, une interface de communication IC et une base de données BD.
  • L'unité centrale de traitement UC, telle qu'un processeur, contrôle l'exécution du procédé et est reliée aux ou intègrent les composants précités dans le dispositif.
  • Le dispositif d'estimation de trafic DET selon l'invention est par exemple inclus dans un ordinateur personnel ou un serveur. Les blocs fonctionnels du dispositif DET représentés à figure 1 assurent des fonctions ayant un lien avec l'invention et peuvent correspondre à des modules logiciels et/ou matériels.
  • Selon la réalisation illustrée à la figure 1, le dispositif DET est inclus dans ou relié à un serveur diffusant périodiquement en temps réel des informations de trafic routier actualisées vers des systèmes de navigation routière par exemple à bord de véhicules ou inclus dans des terminaux de radiocommunication portables, comme des assistants numériques personnels communicants PDA (smartphones), pour déterminer des itinéraires. Les informations de trafic routier diffusées sont actualisées en fonction d'informations de trafic mesurées par des équipements de mesure de trafic EMT.
  • Selon une autre réalisation, le dispositif DET est inclus dans ou relié à un système de navigation routière qui reçoit périodiquement des informations de trafic relevées par des équipements de mesure.
  • La base de données BD est liée au dispositif DET, c'est-à-dire elle est soit intégrée dans le dispositif DET, soit incorporée dans un serveur de gestion de base de données et reliée au dispositif DET par une liaison locale ou distante. La base de données BD comprend notamment des informations nécessaires au fonctionnement du dispositif DET de l'invention telles que des données cartographiques et de trafic du réseau routier RR caractérisant un graphe d'arcs orientés G1 représentant le réseau routier et un deuxième graphe d'arcs orientés G2 représentant une partie du réseau routier RR, les graphes étant définis ci-après.
  • L'interface de communication IC est apte à communiquer avec des équipements de mesure de trafic EMT tels que des postes de comptage de véhicule, capteurs de vitesse et caméras de surveillance de trafic, qui sont pour certains fixés temporairement ou en permanence sur et au-dessus des chaussées et pour certains mobiles dans des véhicules spécialisés, tels que des taxis. Par exemple, l'interface IC et les équipements EMT sont connectés à travers des liaisons sécurisées d'un réseau de télécommunications RT pouvant comprendre l'internet et un réseau de radiocommunication terrestre professionnel. Le dispositif DET traite périodiquement des informations de trafic mesurées et transmises par les équipements EMT, par exemple avec une période d'actualisation et de mesure des informations de trafic d'une à cinq minutes environ.
  • Comme montré aux figures 2 et 3, le réseau routier RR comprend une multitude de tronçons routiers. Le réseau routier RR est représenté formellement pour son traitement dans le dispositif d'estimation de trafic routier DET sous la forme d'un graphe orienté valué G1 composé d'un ensemble A1 d'arcs orientés a1. Un arc orienté a1 représente un sens de circulation sur un tronçon routier respectif s'étendant entre deux intersections.
  • Un noeud représente une intersection à la jonction de deux ou plusieurs tronçons. Les intersections de routes et de rues telles que carrefours, échangeurs et bifurcations sont représentées par des noeuds. Chaque tronçon routier est délimité à ses extrémités par deux noeuds. Un tronçon routier à sens unique de circulation depuis un premier noeud nu vers un deuxième noeud nv est ainsi représenté par un arc orienté a1 (nu, nv) de longueur prédéterminée. Un tronçon routier à double sens de circulation entre un noeud nu et un noeud nv est représenté par deux arcs orientés opposés a1 (nu, nv) et a1 (nv, nu).
  • A chaque arc a1 (nu, nv) du graphe G1 est associée une information de trafic qui peut être variable et qui est selon l'invention le temps de parcours nécessaire à un véhicule pour parcourir le tronçon représenté par l'arc, ou en variante toute autre variable dépendant linéairement du temps de parcours comme un flux de véhicule ou la vitesse de circulation sur le tronçon, laquelle est déduite du rapport du temps de parcours et de la longueur du tronçon.
  • Le réseau routier RR est défini par deux graphes G1(N1, A1) et G2(N2, A2) montrés aux figures 2 et 3. N1 et A1 désignent l'ensemble des noeuds n1 et l'ensemble des arcs a1 du graphe G1. N2 et A2 désignent l'ensemble des noeuds n2 et l'ensemble des arcs a2 du graphe G2. Dans la suite de la description, un arc désigné par la lettre "a" non suivie du chiffre 1 ou 2 appartient indifféremment à l'un ou l'autre des graphes G1 et G2 ; au moins l'un des deux noeuds désigné par la lettre "n" suivie d'une lettre minuscule entre des parenthèses succédant à "a1", "a2" appartient au graphe G1, G2 auquel l'arc appartient.
  • Le graphe G1 représente le réseau routier exhaustif RR, c'est-à-dire tous les tronçons du réseau routier considéré y sont représentés. Selon un exemple montré à la figure 2 relatif à une ville comme Paris et sa proximité immédiate, toutes les rues dans lesquelles des véhicules sont autorisés à circuler à un instant donné sont représentées dans le graphe G1 et sont divisées en des tronçons représentés par des arcs a1 bornés chacun par deux intersections représentées respectivement par des noeuds n1. Le cas particulier d'une impasse bornée par une extrémité borgne et une intersection peut être également représenté par un arc a1 avec deux noeuds n1. Selon un autre exemple, si le réseau routier RR est celui d'un pays, toutes les routes circulables sont contenues dans le graphe G1.
  • À chaque arc a1 (nu, nv) est associé un et un seul temps de parcours de référence σuv, exprimé dans la même unité de temps pour tous les arcs, comme la seconde. Le temps de parcours σuv est statique et n'évolue pas en fonction des conditions réelles du trafic à un instant donné dans le tronçon routier correspondant. Le temps de parcours σuv est typiquement le plus court temps possible pour parcourir le tronçon routier correspondant à l'arc a1(nu, nv). Le plus souvent, le temps de parcours σuv est égal au rapport de la longueur du tronçon routier sur la vitesse administrative maximale autorisée.
  • La base de données BD a prémémorisé en association à un identificateur désignant un arc a1, outre le temps de parcours de référence σuv, d'autres informations caractérisant l'arc, notamment une longueur et un nombre de voies λuv de circulation sur le tronçon routier correspondant à l'arc a1(nu, nv) et à son sens.
  • Le graphe G2 est un sous-graphe du graphe G1 représentant un sous-réseau du réseau routier RR. A tout arc a2 du sous-graphe G2 correspond un arc respectif a1 du graphe G1.
  • Les arcs a2 contenus dans le sous-graphe G2 correspondent exclusivement à des tronçons routiers respectifs sur chacun desquels une information de trafic est relevée périodiquement par au moins un équipement de mesure de trafic EMT qui la transmet au dispositif DET. Le plus souvent, les arcs a2 correspondent aux tronçons urbains comme des axes à trafic élevé tels que des boulevards périphériques, avenues, boulevards et rues à sens unique dans une ville, et des autoroutes, routes nationales et autres grands axes de circulation pour un pays. Comparativement à la figure 2, le sous-graphe G2 à la figure 3 représente l'ensemble des tronçons des grandes artères de circulation parisiennes.
  • À chaque arc a2(nu, nv) est associée une information de trafic mesurée, telle qu'un temps de parcours mesuré τuv qui dépend par exemple du nombre de véhicule par unité de temps ayant traversé le tronçon routier correspondant. L'information de trafic mesurée évolue au cours du temps et est relevée périodiquement sur le tronçon routier correspondant par au moins un équipement de mesure de trafic EMT. Les informations de trafic mesurées sont périodiquement transmises par les équipements EMT au dispositif d'estimation de trafic routier DET et mémorisées dans la base de données BD.
  • Le modélisateur de trafic routier MTR modélise le trafic dans le réseau routier RR sur la base des quelques définitions et règles suivantes.
  • Le trafic routier sur un arc donné, c'est-à-dire en réalité sur le tronçon routier correspondant, est influencé par le trafic routier sur les arcs voisins de l'arc donné, et inversement a une influence sur le trafic routier sur les arcs voisins.
  • Tout temps de parcours τuv mesuré sur un arc donné a2(nu, nv) est en situation de trafic sous-optimale et est par conséquent au moins égal au temps de parcours de référence σuv, soit τuv ≥ σuv. Le trafic sur l'arc donné est exprimable par une information de trafic dynamique Cuv égale au rapport τuv / σuv entre le temps de parcours mesuré et le temps de parcours de référence.
  • Le trafic sur l'arc donné suit une relation de type proportionnalité avec le trafic sur les arcs adjacents à l'arc donné, ajustée par l'importance relative des arcs entre eux. L'importance relative peut être le nombre de voie de circulation suivant le sens de l'arc sur le tronçon correspondant du réseau routier.
  • Selon le procédé d'estimation de trafic routier de l'invention, l'information de trafic disponible sur le sous-graphe G2 est propagée vers le graphe G1, à chaque actualisation des informations de trafic mesurées sur le sous-graphe G2, mesurées par les équipements EMT. L'invention applique le principe selon lequel si le trafic est ralenti sur un tronçon de route donné, il y a de fortes présomptions pour qu'il le soit aussi sur des tronçons de route adjacents au tronçon de route donné. En termes d'arc, un arc "adjacent" à l'arc donné a2(nu, nv) est soit situé en aval de l'arc donné suivant son sens de "circulation" et relié à l'extrémité orientée nv, soit situé en amont de l'arc donné suivant son sens de "circulation" et relié à l'origine nu.
  • Une information de trafic partielle dans le sous-graphe G2 est alors complétée par une information de trafic calculée pour au plus la partie complémentaire au sous-graphe G2 dans le graphe G1. Le dispositif d'estimation de trafic routier DET travaille sur le graphe G1 en se basant sur des arcs a2 présents dans le sous-graphe G2 pour lesquels le dispositif dispose d'une information dynamique mesurée, et calcule une information dynamique estimée sur les arcs adjacents qui sont chacun situés en aval ou en amont d'un arc a2 et qui n'appartiennent pas au sous-graphe G2 et appartiennent au graphe G1. En partant de ces arcs du graphe G1 nouvellement actualisés, le dispositif attribue ensuite une information estimée aux arcs suivants, et ainsi de suite récursivement, jusqu'à satisfaire un critère d'arrêt CA défini plus loin.
  • A titre d'exemple montré à la figure 4A, un arc a20 du sous-graphe G2 est suivi en aval de deux arcs a10 et a11 du graphe G1 qui eux-mêmes sont respectivement suivis par des arcs a100 et a101 du graphe G1 et un arc a21 du graphe G2, et est précédé en amont de deux arcs a120 et a12 du graphe G1. Initialement, les arcs du graphe G1 portent une information de trafic statique et les arcs a20 et a21 du sous-graphe G2 portent des informations de trafic dynamiques mesurées réellement.
  • A une première passe récursive d'étapes du procédé de l'invention montrée par des arcs en pointillé à la figure 4B, le dispositif DET utilise l'information dynamique mesurée sur l'arc a20 pour estimer des informations dynamiques sur les arcs a10 et a12 adjacents respectivement en aval et en amont de l'arc a20, et utilise les informations dynamiques mesurées sur les arcs a20 et a21 pour estimer l'information dynamique sur l'arc a11 adjacent en aval à l'arc a20 et adjacent en amont à l'arc a21.
  • Puis à une deuxième passe récursive d'étapes montrée par des arcs en trait plein à la figure 4C, le dispositif DET utilise l'information dynamique mesurée sur l'arc a10 pour estimer des informations de trafic dynamiques sur les arcs a100 et a101 adjacents en aval à l'arc a10, et utilise l'information dynamique mesurée sur l'arc a12 pour estimer une information de trafic dynamique sur l'arc a120 adjacent en amont à l'arc a12.
  • Des passes d'étapes du procédé de l'invention peuvent être répétées pour des arcs suivants en aval et en amont dans le graphe G1 sur la base respectivement des informations de trafic antérieurement estimées pour les arcs a100, a101 et a120, et ainsi de suite.
  • Le dispositif DET estime l'information de trafic dynamique à affecter à un arc a1 (nu, nv) en appliquant un modèle heuristique basée sur les règles précédentes.
  • Le modèle heuristique repose en particulier sur un coefficient de congestion C défini à la fois pour les arcs et sur les noeuds.
  • Pour un arc a, le coefficient de congestion C(a) exprime le rapport du temps de parcours mesuré τa sur le temps de parcours de référence statique σa. Le temps mesuré τa est toujours égal au temps de référence σa, c'est-à-dire le coefficient de congestion initial est toujours égal à 1, pour un arc a ne disposant pas de temps mesuré ce qui signifie a priori que cet arc ne présente aucune congestion de trafic. Initialement un tel arc n'appartient pas au sous-graphe G2 et appartient au graphe G1.
  • Le coefficient de congestion C(a) est ainsi au moins égal à 1 et défini par : C a = max τ a / σ a , 1
    Figure imgb0001
  • Pour un noeud n, le coefficient de congestion C(n) synthétise l'information de congestion portée par les arcs adjacents entrants et sortants du noeud n. Un arc dit arc entrant a son extrémité orientée reliée au noeud n et correspondant à un tronçon routier dont les véhicules entrent dans l'intersection correspondant au noeud n. Un arc dit arc sortant a son origine reliée au noeud n et correspond à un tronçon routier dont les véhicules sortent de l'intersection correspondant au noeud n. Le coefficient de congestion C(n) est une moyenne des coefficients de congestion des arcs adjacents entrants et sortants du noeud n, pondérée par l'importance relative de ces arcs adjacents entre eux. Cette importance relative peut être évaluée grâce à des attributs connus du réseau, tels que les nombres de voie de circulation λa des tronçons routiers correspondant aux arcs adjacents entrants et sortants du noeud. Le coefficient de congestion initial est toujours égal à 1 pour un noeud du graphe G1 adjacent à aucun arc ne disposant d'un temps mesuré, c'est-à-dire adjacent à un ou plusieurs arcs ayant des coefficients de congestion initial égal à 1, ce qui signifie a priori que ce noeud ne présente aucune de congestion de trafic.
  • Le coefficient de congestion C(n) est ainsi défini par relation (2) suivante : C n = ∑ a ∈ δ + u ⁢ δ - u ∩ A t λ a ⁢ C a / ∑ a ∈ δ + u ⁢ δ - u ∩ A t λ a
    Figure imgb0002
    où δ (u) et δ+ (u) désignent l'ensemble des arcs adjacents entrants a du noeud n et l'ensemble des arcs adjacents sortants a du noeud n, et A(t) l'ensemble des arcs du graphe G1 dont les informations de trafic ont déjà été mesurées et estimées selon l'invention à un instant t.
  • Les coefficients de congestion C(a) et C(n) sont déterminés en tant qu'informations de trafic estimées nécessaires pour propager de l'information de trafic à travers le graphe G1. Le procédé de l'invention propage l'information de trafic en modifiant les coefficients de congestion des arcs du graphe G1 non renseignés initialement par une information de trafic dynamique dépendant des coefficients des arcs renseignés adjacents, en passant par les noeuds comme intermédiaires. Une fois les nouveaux coefficients de congestion calculés, le temps de parcours de chacun des arcs adjacents à renseigner est actualisé au moyen d'une relation entre le temps de parcours de référence et le coefficient de congestion de l'arc et dépendant du produit de ces derniers.
  • Le procédé de l'invention réalise ces opérations de façon récursive pour propager l'information de trafic estimée de proche en proche à travers le graphe G1, en utilisant à chaque passe récursive d'étapes les arcs dernièrement renseignés, comme ensemble de départ, le premier ensemble de départ étant le sous-graphe G2.
  • Pendant cette propagation, le procédé de l'invention considère l'atténuation de la pertinence p de l'information de trafic. A mesure que les arcs venant d'être renseignés sont éloignés en temps et en distance des arcs a2 renseignés par des mesures de trafic réelles, la pertinence de l'information de trafic estimée à partir de ces mesures décroît. L'invention limite l'itération des étapes récursives à un voisinage autour des arcs a2 renseignés par des mesures, sans l'étendre de manière irréaliste à l'ensemble du graphe G1 représentant entièrement le réseau routier RR sur la base du peu d'arcs réellement renseignés du sous-graphe G2.
  • En se référant à la figure 5, le procédé d'estimation de trafic routier conforme à l'invention est fondé sur les définitions et règles précédentes et comprend des étapes E1 à E9 dont un ensemble d'étapes itératives E2 à E6 sont répétées un certain nombre de fois en fonction d'un critère d'arrêt CA défini plus loin. Cet ensemble d'étapes E2 à E6 est exécuté à chaque actualisation des informations de trafic mesurées des arcs a2 du sous-graphe G2. La répétition des étapes E2 à E6 propage l'information de trafic dynamique dans le graphe G1.
  • A une étape initiale E1 précédant les étapes itératives E2 à E6, le dispositif d'estimation de trafic routier DET mémorise les informations de trafic dynamiques mesurées par les équipements de mesure de trafic EMT sur les tronçons du réseau routier RR correspondant aux arcs a2 du sous-graphe G2 et par conséquent les temps de parcours mesurés τa2 des arcs a2. L'unité centrale UC initialise des variables comme un indice i, un ensemble d'arcs Ai et un ensemble de noeuds Ni et un ensemble intermédiaire d'arcs A*i.
  • L'indice i est mis à zéro et indique le nombre de répétitions des étapes itératives E2 à E6 et donc la profondeur de la propagation d'information de trafic dans le graphe G1 pour une actualisation des informations de trafic.
  • L'ensemble A2 des arcs a2 du sous-graphe G2 est considéré comme l'ensemble initial Ai ≡ A0 ≡ A2 d'arcs possédant chacun une information dynamique qui vient d'être actualisée par mesure dans le réseau routier RR. Cet ensemble Ai est ensuite considéré dans les prochaines étapes comme comprenant des arcs dont les informations dynamiques viennent d'être estimées à la passe i des étapes E1 à E6.
  • L'ensemble N2 des noeuds du sous-graphe G2 est d'abord considéré comme l'ensemble Ni ≡ N0 de noeuds situés chacun à l'extrémité d'au moins un arc a2 du sous-graphe G2 et ayant une information dynamique qui peut être déduite directement de l'information de trafic mesurée pour au moins cet arc a2. L'ensemble Ni est ensuite considéré dans les prochaines étapes comme comprenant des noeuds situés aux extrémités des arcs de l'ensemble d'arcs Ai et dont les informations dynamiques ont été estimées aux i passes des étapes E2 à E6, soit : N i = nu | a nu ⁢ nv ∈ A i ∨ a nv ⁢ nu ∈ A i
    Figure imgb0003
  • L'ensemble intermédiaire d'arcs A*i comprend des arcs qui obtiendront une information dynamique à la fin de la passe i des étapes E2 à E6. Initialement à l'étape E0, l'ensemble A*0 est vide.
  • A l'étape E2, le module de détermination d'information de trafic DT détermine selon la relation (1) le coefficient de congestion C(ai) de chaque arc ai appartenant à l'ensemble d'arcs Ai et dont le temps de parcours τai a été déterminé à la passe précédente i-1 et est lu dans une file d'attente de la base de données BD. A l'étape E3, le module DT détermine selon la relation (2) le coefficient de congestion C(ni) de chaque noeud ni appartenant à l'ensemble d'arcs Ni en fonction des coefficients de congestion des arcs déterminés à l'étape E2.
  • L'étape E4 est décomposée en des sous-étapes E41 à E45. Le module de propagation de trafic PT estime le coefficient de congestion C(a*i+1(nu, nv)) de chaque arc a*i+1(nu, nv) appartenant à l'ensemble d'arcs A*i dont l'une ou l'autre extrémité, orientée ou non, appartient à l'ensemble de noeuds Ni dont les coefficients de congestion viennent d'être déterminés à l'étape E3, de la manière suivante : C ⁢ a ⁢ * i + 1 nu ⁢ nv = C nu
    Figure imgb0004
     à la sous-étape E42 si nv ∉ Ni à la sous-étapes E41, c'est-à-dire si l'autre extrémité, l'origine nu, de l'arc a*i+1 adjacent en aval à un arc dont l'information de trafic a été mesurée ou estimée, est un noeud dont le coefficient de congestion C(nu) a déjà été déterminé à l'étape E3, comme par exemple l'arc a10 adjacent en aval de l'arc a20 à la figure 4B, ou les arcs a100 et a101 adjacents en aval de l'arc a10 à la figure 4C; ou C ⁢ a ⁢ * i + 1 nu ⁢ nv = C nv
    Figure imgb0005
     à la sous-étape E44 si nu ∉ Ni à la sous-étape E43, c'est-à-dire si l'autre extrémité, l'extrémité orientée nv, de l'arc a*i+1 adjacent en amont à un arc dont l'information de trafic a été mesurée ou estimée, est un noeud dont le coefficient de congestion C(nv) a déjà été déterminé à l'étape E3, comme par exemple l'arc a12 adjacent en amont de l'arc a20 à la figure 4B, ou l'arc a120 adjacent en amont de l'arc a12 à la figure 4C; ou C ⁢ a ⁢ * i + 1 nu ⁢ nv = b b C nu + w f C nv ,
    Figure imgb0006
     avec wb ≤ 1, wf ≤ 1 et wb + wf = 1, à la sous-étape E45, si nv ∈ Ni et nu ∈ Ni aux sous-étapes E41 et E43, c'est-à-dire si les extrémités nu et nv de l'arc a*i sont des noeuds dont les coefficients de congestion C(nu) et C(nv) ont été déjà déterminés à l'étape E3, comme par exemple l'arc a11 adjacent en aval de l'arc a20 et adjacent en amont de l'arc a21 à la figure 4B.
  • Les paramètres wb et wf dans la relation linéaire précédente sont des constantes qui permettent de régler l'importance relative de l'information de trafic selon son sens de propagation, respectivement depuis l'amont ou l'arrière ("backward" en anglais) vers l'origine nu de l'arc a*i+1(nu, nv) et vers l'aval ou l'avant ("forward" en anglais) depuis l'extrémité orientée nv de l'arc a*i+1(nu, nv) relativement au sens de circulation. Par exemple le paramètre wb, wf dépend du nombre de voie de circulation sur l'arc a*i+1 (nu, nv) par rapport au nombre total des voies de circulation des arcs entrants et sortants au noeud respectif nu, nv.
  • A l'étape E5, le module de propagation de trafic PT estime le temps de parcours mesuré τa*i+1 de l'arc a*i+1(nu, nv) en fonction du coefficient de congestion C(a*i+1(nu, nv)) estimé à l'étape E4 et du temps de référence σa*i+1 de l'arc a*i+1 lu dans la base de données BD, selon la relation suivante : τ a * i + 1 = p i σ a * i + 1 C ⁢ a ⁢ * i + 1 + 1 - p i ⁢ σ a * i + 1 ,
    Figure imgb0007
     avec 0 ≤ p ≤ 1.
  • Le paramètre pi est représentatif de l'atténuation de la pertinence de l'information de trafic propagée. Le temps de parcours dynamique déterminé pour chaque arc a*i+1 dépend à la fois de l'information de trafic propagée C (a*i+1) et l'information statique σa*i+1 présente sur l'arc. Plus l'indice i est grand, plus l'invention diminue le paramètre pi. En effet, plus des tronçons routiers sont éloignés des tronçons des axes routiers dynamiquement renseignés correspondant aux arcs du sous-graphe G2, plus l'information dynamique à propager G1 vers des arcs non renseignés dans le graphe perd de sa pertinence et doit décroître. L'invention fait décroître le poids de l'information de trafic estimée par rapport à celui de l'information de trafic statique jusqu'à arrêter complètement la propagation de l'information au bout d'un certain nombre d'itérations en dépendance d'un critère d'arrêt CA. De ce fait, des arcs a1 du graphe G1 en nombre limité sont renseignés par une information de trafic estimée selon l'invention dépendant d'une information de trafic mesurée, ce qui confère un ensemble d'arcs renseignés beaucoup plus important que celui des seuls arcs a2 disposant d'une information de trafic mesurée réellement par les équipements EMT. Ainsi la part de l'information de trafic propagée est de plus en plus faible, en harmonie avec la diminution de sa pertinence.
  • A l'étape E6, le module de propagation de trafic PT constitue l'ensemble d'arcs Ai+1 en réunissant l'ensemble d'arcs Ai constitué à la fin de la passe précédente i et l'ensemble intermédiaire A*i+1 des arcs a*i+1 pour lesquels l'information de trafic C(a*i+1), τa*i+1, a été déterminée à l'étape E4, E5, soit : A i + 1 ≡ A i ∪ A ⁢ * i .
    Figure imgb0008
  • Le module PT constitue également l'ensemble Ni+1 de noeuds reliés chacun à au moins une extrémité d'un arc a*i+1 dont l'information de trafic τa*i+1 vient d'être estimée, soit selon la relation (3) : N i + 1 = nu | a nu ⁢ nv ∈ A i + 1 ∨ a nv ⁢ nu ∈ A i + 1 .
    Figure imgb0009
  • Les coefficients de congestion estimés C(a*i+1(nu, nv)) et les temps de parcours estimés τa*i+1 de chaque arc a*i+1(nu, nv) en tant qu'informations de trafic estimées des arcs nouvellement actualisés a*i+1(nu, nv) sont mémorisés respectivement en association avec les identificateurs de ces arcs dans une liste d'arcs dans la file d'attente de la base de données BD.
  • Les étapes E2 à E6 sont ensuite répétées récursivement selon le procédé d'estimation heuristique de l'invention, comme indiqué à l'étape E7, en prenant comme arcs de début à l'étape E8 d'une itération suivante i ≡ i+1 les arcs ai+1 ≡ a*i+1 de l'ensemble Ai+1 nouvellement actualisé lu dans la file d'attente de la base de données BD. L'itération suivante estime les informations de trafic C(a*i+2), τa*i+2 d'un autre ensemble A*i+2 d'arcs du graphe G1 n'appartenant pas au sous-graphe G2, ni à l'ensemble d'arcs Ai+1 nouvellement actualisé, et ayant chacun une extrémité reliée à un noeud nouvellement actualisé. Par exemple en référence à la figure 4C, les informations de trafic des arcs a100 et a101 sont estimées en fonction au moins de l'information de trafic du noeud commun à l'arc a10 estimée au cours de la première itération, et l'information de trafic de l'arc a120 est estimée en fonction de l'information de trafic du noeud le reliant à l'arc a12.
  • Ceci revient à chaque itération des étapes E2 à E6 à enrichir l'ensemble d'arcs Ai incluant initialement le sous-graphe G2 avec les arcs a*i dont les informations de trafic sont nouvellement estimées et actualisées.
  • La répétition des étapes itératives E2 à E6 dans le dispositif DET est arrêtée lorsqu'un critère d'arrêt CA est satisfait afin d'assurer que la propagation ne s'étend pas à tout le graphe G1 du réseau routier entier RR et la pertinence de l'information dynamique à propager dans le graphe G1 décroît.
  • Le critère d'arrêt CA peut être de différentes natures, en fonction de contraintes et objectifs imposés au dispositif d'estimation de trafic routier DET. Le critère d'arrêt est par exemple l'un des critères suivants CA1, CA2 et CA3, ou une combinaison d'au moins deux de ces critères.
  • Le premier critère CA1 est basé sur un temps d'exécution prédéterminé maximum des itérations des étapes E2 à E6, toujours inférieur à la période de mesure et d'actualisation des informations de trafic transmises par les équipements EMT et dont dépendent les variables τa2. Le temps d'exécution maximum est ainsi choisi en fonction de contraintes de performance du dispositif DET telles que le temps de propagation, c'est-à-dire en fonction de la durée d'une passe des étapes E2 à E6 par rapport à la fréquence de mesure et d'actualisation des informations de trafic dynamiques du sous-graphe G2.
  • Le deuxième critère CA2 est basé sur un nombre d'itérations des étapes E1 à E6 fixé empiriquement. Le nombre d'itérations caractérise la profondeur des voisinages utilisés, c'est-à-dire l'étendue de l'influence des arcs dynamiques a2 sur les arcs a1 voisins à information de trafic initialement statiques dans le graphe G1.
  • Le troisième critère CA3 est basé, pour un arc donné, sur la différence absolue |τ- σ | entre le temps de parcours dynamique courant estimé τ et le temps de parcours statique de référence σ. Si la différence absolue |τ - σ| est inférieure à un paramètre de tolérance prédéterminé ε, c'est-à-dire si l'information de trafic estimée τ avoisine une constante prédéterminée à un paramètre de tolérance ε près, le module de propagation de trafic PT arrête la propagation à cet arc puisque l'apport de l'information dynamique τ pour des arcs statiques voisins suivants a1 devient négligeable par rapport à l'information statique σ.
  • Lorsque le critère d'arrêt CA est satisfait à l'étape E7, les étapes récursives E1 à E8 sont à nouveau réitérées à la période de transmission des informations de trafic actualisées mesurées par les équipements EMT, comme indiqué en E9 dans la figure 5, pour des déterminations et corrections d'itinéraires dans le réseau routier RR en temps réel.
  • L'invention décrite ici concerne un procédé et un dispositif d'estimation de trafic de réseau routier. Selon une implémentation, les étapes du procédé de l'invention sont déterminées par les instructions d'un programme d'ordinateur incorporé dans un dispositif informatique tel que le dispositif d'estimation de trafic DET. Le programme comporte des instructions de programme qui, lorsque ledit programme est exécuté dans un processeur du dispositif dont le fonctionnement est alors commandé par l'exécution du programme, réalisent les étapes du procédé selon l'invention.
  • En conséquence, l'invention s'applique également à un programme d'ordinateur, notamment un programme d'ordinateur enregistré sur ou dans un support d'informations lisible par un ordinateur et tout dispositif de traitement de données, adapté à mettre en oeuvre l'invention. Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable pour implémenter le procédé selon l'invention.
  • Le support d'informations peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage ou support d'enregistrement sur lequel est enregistré le programme d'ordinateur selon l'invention, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore une clé USB, ou un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une disquette (floppy disc) ou un disque dur.

Claims (13)

  1. Procédé pour estimer le trafic dans un réseau routier (RR) représenté par un graphe (G1) d'arcs (a1) correspondant à des tronçons du réseau routier et bornés par des noeuds d'intersection (n1), le graphe comprenant un ensemble d'arcs (G2, Ai) correspondant à des tronçons du réseau routier dont une information de trafic est mesurée et un ensemble de noeuds (N2, Ni) aux extrémités des arcs dudit ensemble d'arcs, caractérisé en ce qu'il comprend
    une détermination (E2) d'un coefficient de congestion pour chaque arc de l'ensemble d'arcs (G2, Ai) proportionnel au rapport d'une information de trafic mesurée de l'arc sur une information de trafic statique dudit chaque arc dudit ensemble d'arcs, une détermination (E3) d'un coefficient de congestion pour chaque noeud dudit ensemble de noeuds (N2, Ni) sensiblement égal à une moyenne de coefficients de congestion d'arcs ayant une extrémité reliée audit chaque noeud et appartenant audit ensemble d'arcs, et
    pour chaque arc (a*i+1(nu, nv)) du graphe (G1) n'appartenant pas audit ensemble d'arcs (G2, Ai) et ayant au moins une extrémité reliée à un noeud (nu; nv) de l'ensemble de noeuds (N2, Ni), une estimation (E4) d'un coefficient de congestion en fonction du coefficient de congestion du noeud relié à une extrémité dudit chaque arc du graphe, et une estimation (E5) d'une information de trafic (τa*i+1) dudit chaque arc du graphe dépendant du coefficient de congestion estimé (C(a*i+1)) et d'une information de trafic statique (σa*i+1) dudit chaque arc du graphe.
  2. Procédé conforme à la revendication 1, selon lequel selon lequel le coefficient de congestion dudit chaque arc (a*i+1(nu, nv)) du graphe est égal (E42, E44) au coefficient de congestion du noeud (nu; nv) de l'ensemble de noeuds (N2, Ni) relié à une extrémité dudit chaque arc du graphe si l'autre extrémité dudit chaque arc du graphe est reliée à un noeud n'appartenant pas à l'ensemble de noeuds (N2, Ni) .
  3. Procédé conforme à la revendication 1 ou 2, selon lequel le coefficient de congestion dudit chaque arc (a*i+1(nu, nv)) du graphe dépend d'une relation linéaire (E45) des coefficients de congestion de deux noeuds (nu, nv) de l'ensemble de noeuds (N2, Ni) reliés respectivement aux extrémités dudit chaque arc du graphe si lesdits deux noeuds appartiennent à l'ensemble de noeuds (N2, Ni).
  4. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, pour chaque arc, l'information de trafic mesurée, respectivement estimée, est un temps de parcours mesuré, respectivement estimé, de l'arc et l'information de trafic statique est un temps de parcours statique de l'arc.
  5. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, selon lequel l'information de trafic (τa*i+1) dudit chaque arc (a*i+1(nu, nv)) du graphe (G1) est estimée en fonction d'une relation linéaire du produit du coefficient de congestion estimé et de l'information de trafic statique dudit chaque arc du graphe.
  6. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, selon lequel la moyenne de coefficients de congestion d'arcs adjacents audit noeud est pondérée par une importance relative des arcs adjacents audit noeud.
  7. Procédé conforme à la revendication 6, selon lequel l'importance relative d'un arc adjacent audit noeud est évaluée en fonction du nombre de voie de circulation suivant le sens de l'arc adjacent sur le tronçon correspondant du réseau routier.
  8. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant au moins une itération (E7, E8) des déterminations (E2, E3) et estimations (E4, E5) en prenant les arcs (a*i+1(nu, nv)) du graphe (G1) dont les informations de trafic viennent d'être estimées en tant qu'arcs dudit ensemble d'arcs (Ai) et les noeuds reliés chacun à une extrémité d'un arc (a*i+1 (nu, nv)) du graphe (G1) dont l'information de trafic vient d'être estimée en tant que noeuds dudit ensemble de noeuds (Ni).
  9. Procédé conforme à la revendication 8, selon lequel des itérations (E7) des déterminations et estimations sont arrêtées lorsqu'un temps prédéterminé d'exécution des itérations inférieur à une période de mesure des informations de trafic est atteint.
  10. Procédé conforme à la revendication 8 ou 9, selon lequel le nombre d'itérations ((E7) des déterminations et estimations est limité à la profondeur de voisinages des noeuds de l'ensemble d'arcs (G2).
  11. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 8 à 10, selon lequel des itérations (E7) des déterminations et estimations sont arrêtées pour un arc donné lorsque l'information de trafic estimée avoisine une constante prédéterminée à un paramètre de tolérance près.
  12. Dispositif (DET) pour estimer le trafic dans un réseau routier (RR) représenté par un graphe (G1) d'arcs (a1) correspondant à des tronçons du réseau routier et bornés par des noeuds d'intersection (n1), le graphe comprenant un ensemble d'arcs (G2, Ai) correspondant à des tronçons du réseau routier dont une information de trafic est mesurée et un ensemble de noeuds (N2, Ni) aux extrémités des arcs dudit ensemble d'arcs, caractérisé en ce qu'il comprend :
    un moyen (DT) pour déterminer un coefficient de congestion pour chaque arc dudit ensemble d'arcs (G2, Ai) proportionnel au rapport d'une information de trafic mesurée de l'arc sur une information de trafic statique dudit chaque arc dudit ensemble d'arcs, un moyen (DT) pour déterminer un coefficient de congestion pour chaque noeud dudit ensemble de noeuds (N2, Ni) sensiblement égal à une moyenne de coefficients de congestion d'arcs ayant une extrémité reliée audit chaque noeud et appartenant audit ensemble d'arcs, et
    pour chaque arc (a*i+1(nu, nv)) du graphe (G1) n'appartenant pas audit ensemble d'arcs (G2, Ai) et ayant au moins une extrémité reliée à un noeud (nu; nv) de l'ensemble de noeuds (N2, Ni), un moyen (PT) pour estimer un coefficient de congestion en fonction du coefficient de congestion du noeud relié à une extrémité dudit chaque arc du graphe, et un moyen (PT) pour estimer une information de trafic (τa*i+1) dudit chaque arc du graphe dépendant du coefficient de congestion estimé (C(a*i+1)) et d'une information de trafic statique (σa*i+1) dudit chaque arc du graphe.
  13. Programme d'ordinateur apte à être mis en oeuvre dans un dispositif informatique (DET) et destiné à estimer le trafic dans un réseau routier (RR) représenté par un graphe (G1) d'arcs (a1) correspondant à des tronçons du réseau routier et bornés par des noeuds d'intersection (n1), le graphe comprenant un ensemble d'arcs (G2, Ai) correspondant à des tronçons du réseau routier dont une information de trafic est mesurée et un ensemble de noeuds (N2, Ni) aux extrémités des arcs dudit ensemble d'arcs, ledit programme étant caractérisé en ce qu'il comprend des instructions qui, lorsque le programme est exécuté dans ledit dispositif, réalisent
    une détermination (E2) d'un coefficient de congestion pour chaque arc dudit ensemble d'arcs (G2, Ai) proportionnel au rapport d'une information de trafic mesurée de l'arc sur une information de trafic statique dudit chaque arc dudit ensemble d'arcs, une détermination (E3) d'un coefficient de congestion pour chaque noeud dudit ensemble de noeuds (N2, Ni) sensiblement égal à une moyenne de coefficients de congestion d'arcs ayant une extrémité reliée audit chaque noeud et appartenant audit ensemble d'arcs, et
    pour chaque arc (a*i+1(nu, nv)) du graphe (G1) n'appartenant pas audit ensemble d'arcs (G2, Ai) et ayant au moins une extrémité reliée à un noeud (nu; nv) de l'ensemble de noeuds (N2, Ni), une estimation (E4) d'un coefficient de congestion en fonction du coefficient de congestion du noeud relié à une extrémité dudit chaque arc du graphe, et une estimation (E5) d'une information de trafic (τa*i+1) dudit chaque arc du graphe dépendant du coefficient de congestion estimé (C(a* i+1)) et d'une information de trafic statique (σa*i+1) dudit chaque arc du graphe.
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