La pratique actuelle au SMST en ce qui a trait à la modélisation du transport en commun à Montréal est centrée d’abord sur le logiciel MADITUC et son interface MADIGAS, développés à l’École Polytechnique de Montréal.
MADITUC est utilisé pour l’affectation du transport en commun par toutes les autorités organisatrices de transport (AOT) à Montréal, notamment l’AMT, la STM, le RTL et la STL. Cet outil a la particularité d’être lié à la structure et au développement des enquêtes O-D à Montréal depuis 1987.
MADITUC est fondé sur le principe de l’analyse totalement désagrégée, c’est-à-dire que chaque observation tirée de l’enquête O-D est traitée de façon individuelle afin de conserver un maximum de l’information réelle sans la modifier. Cela permet notamment de s’affranchir d’un système de zones pour réaliser les simulations.
La modélisation du transport en commun au SMST est notamment utilisée pour décrire la situation observée lors d’une enquête O-D et pour répondre aux besoins de planification régionale. Ainsi, en ce qui concerne la reproduction de l’enquête origine-destination, on peut modéliser l’itinéraire déclaré de chaque usager de façon à produire un volume global de déplacements tout en conservant toutes les informations des personnes et des ménages. Il est aussi possible de simuler les choix d’itinéraire. La calibration de la simulation consiste à s’efforcer que les volumes globaux simulés reproduisent le mieux possible les volumes globaux produits par les itinéraires déclarés par les répondants dans l’enquête. Ensuite, dans le cas d’un projet de transport en commun de nature régionale, il est possible d’en estimer l’achalandage en simulant pour la demande TC des nouveaux itinéraires sur un réseau TC modifié qui inclut les projets pertinents.
Au niveau institutionnel, le rôle du SMST tend à être plus limité dans cet espace étant donné la présence de l’AMT et des différentes sociétés de transport, qui ont un mandat de planification de ces projets, et qui ont développés les capacités appropriées de modélisation du TC.
Souvent, le rôle du SMST consiste à assurer un suivi méthodologique et à apporter un «input»
sur les données et la modélisation routières à une table de discussion avec les sociétés de transport en lien avec un projet donné. Toutefois, en poursuivant dans la veine de la modélisation du transport en commun, le SMST peut permettre au MTQ de disposer de ses propres estimés pour valider ceux des promoteurs des projets de transport en commun et s’assurer de leur réalisme.
24 Ce texte a été produit par des professionnels du SMST.
180 MADITUC
Fonctionnement de MADITUC
Extrait du site :
http://www.mtq.gouv.qc.ca/portal/page/portal/ministere/ministere/recherche_innovation/modelis ation_systemes_transport/modele_affectation_transport_commun
Comment modélise-t-on le réseau et la demande en matière de TC?
Afin de modéliser le réseau de transport en commun (TC), on codifie pour chaque ligne de chacun des modes de transport en commun de la région :
le tracé, sous forme de liens (tronçons de ligne) et de nœuds (arrêts, points de passage) géolocalisés;
les caractéristiques opérationnelles, c’est-à-dire les distances, les vitesses, les fréquences et les périodes d’exploitation du réseau durant la journée.
Représentation d’une ligne d’autobus codée sous MADITUC
Le modèle peut prendre en considération les changements de la vitesse le long d’un parcours (ex. : ligne avec tronçon express) et les différences de fréquences aux arrêts selon les périodes de la journée.
On affecte sur ce réseau codifié la demande en TC tirée des enquêtes O-D – l’origine, la destination, la période de la journée, le motif, etc. – ou la demande en TC dérivée des prévisions. Cette demande comprend tous les déplacements faits en entier ou en partie en transport en commun, soit la portion TC des déplacements bimodaux (auto et TC). À noter que, au SMST, la portion auto de ces déplacements, par exemple pour aller du domicile à un stationnement incitatif, sera traitée parallèlement dans les simulations routières.
Analyse des itinéraires décrits dans un fichier d’enquête O-D (situation de référence) Lors des enquêtes O-D, on insiste pour que les usagers du transport en commun décrivent précisément leur itinéraire, soit la séquence des lignes empruntées. En affectant cette demande
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sur le réseau codifié, on s’assure ainsi d’obtenir des données détaillées permettant de tracer un portrait fidèle de la situation de référence « révélée » par l’enquête O-D.
Le modèle permet d’estimer les attributs de temps du déplacement – accès, attente, correspondance, en véhicule – et produit les statistiques opérationnelles et de consommation associées aux déplacements déclarés par les répondants. Ces compilations peuvent être faites par période de la journée ou pour la journée entière. Elles servent notamment à l’analyse de la consommation des services selon les différents modes et à l’évaluation des échanges intermodaux (ex. : trains de banlieue/autobus) et interinstitutionnels, etc.
Carte isochrone d’accès par transport en commun au centre-ville de Montréal
Simulation des déplacements associés à la mise en place de nouveaux services (situation projetée)
La simulation consiste à déterminer les itinéraires qui devraient être empruntés sur un réseau donné pour effectuer les déplacements. L’algorithme d’affectation recherche le chemin qui minimisera le temps généralisé du déplacement – sommation pondérée des composants temps d’accès, temps d’attente, temps passé en véhicule et autres pénalités liées à l’emprunt de plusieurs modes:
Tgén = α Tacc + β Tatt + Tvéh + Pénalités intermodales
Le modèle associe des jeux de poids différents à chacun des modes pour refléter des attraits différenciés. Quant aux pénalités intermodales, elles servent notamment à tenir compte des structures tarifaires applicables lors de l’utilisation combinée de plusieurs modes.
Avant de traiter toute situation future, il faut toujours commencer par le calage du modèle. Pour ce faire, on procède à une simulation de la demande de référence, correspondant aux observations recueillies lors d’une enquête O-D, sur le réseau de TC contemporain à cette enquête. Le calage consiste à ajuster les paramètres du modèle afin que la situation simulée reproduise le mieux possible le comportement déclaré par les répondants de l’enquête O-D.
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Une fois cette étape terminée, on peut codifier toute modification envisagée dans le réseau de TC et faire une simulation avec le modèle calibré. Habituellement, on affecte sur ce réseau la demande (période de pointe du matin) de l’horizon de mise en place du futur service.
Nombre d’usagers du réseau de transport par autobus
En bleu: nombre d’usagers utilisant la voie réservée projetée dans le corridor de l’autoroute 25
Avantages de MADITUC
Les caractéristiques requises pour une modélisation adéquate du TC dans un éventuel modèle urbain ne sont pas encore arrêtées : on peut toutefois supposer qu’on souhaitera la possibilité de traitements explicites de multiples facettes pour répondre à une variété de questions, la robustesse des principes, une possibilité d’intégration avec de multiples environnements, une aisance d’utilisation, etc.
Les avantages exprimés ci-dessous sont en fait des particularités de Madituc qui, selon notre compréhension actuelle, le rendent approprié à divers niveaux (méthodologique, opérationnel, etc.) dans un contexte de développement de l’environnement futur de modélisation du SMST.
Tous les partenaires TC montréalais utilisent MADITUC. Cela crée un langage commun, favorisant ainsi les opportunités d’échanges méthodologiques et de données.
La structure totalement désagrégée des données les rend déjà adaptées pour des applications de ce type (ex : modélisation-objet, microsimulation, …).
On est indépendant de tout type de découpage territorial en utilisant les coordonnées réelles.
MADITUC évite les pertes d’information dues à l’agrégation zonale, toute l’information réelle de l’O-D est conservée, donc un déplacement est toujours associé à un ensemble de caractéristiques le concernant ou concernant spécifiquement la personne qui le fait et le ménage auquel elle appartient.
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Si l’usage direct de données O-D peut être discutable dans les cas de faible échantillon, la structure de MADITUC demeure adaptée pour des échantillons ou des représentations synthétiques de couverture exhaustive.
Les fichiers de résultats et de travail de MADITUC sont des fichiers ouverts (dbf) pouvant être lus et modifiés, ce qui permet des analyses détaillées et des correctifs ciblés au besoin. En contrepartie, il faut savoir ce qu’on fait. Ces manipulations ne sont pas courantes et doivent être faites avec circonspection pour respecter la structure des fichiers.
Les fichiers d’output graphiques sont de types .shp (ESRI) facilement lus par MapInfo.
Pour la simulation des itinéraires, la structure pourrait permettre d’avoir des fonctions d’impédances variables selon les catégories d’usagers (ex : l’attrait différencié des accès à pied selon l’âge, l’attrait du train selon les territoires, etc.).
Limites de MADITUC
Les limites exprimées ci-dessous sont en fait des particularités de Madituc qui méritent d’être soulignées dans un contexte de réflexion sur le développement de l’environnement futur de modélisation du SMST.
Madituc n’étant pas un produit commercial, il n’y a pas de service à la clientèle offrant divers produits standardisés comme des cours, des utilitaires, un service d’urgence. Tout cela est fait de manière ad hoc et informelle avec l’équipe de Polytechnique selon ses capacités.
Il s’agit d’un environnement spécialisé. MADIGAS, l’interface pour les simulations de MADITUC, n’est pas spécialement user-friendly. On peut s’y retrouver après s’en être fait expliquer les principes et la logique. L’environnement n’est pas « fool-proof ». De même, en cas de plantage du logiciel, on ne connaît pas toujours les causes exactes et il faut être capable d’investiguer, parfois à tâtons.
Dans sa version actuelle MADIGAS utilise Visual Foxpro. C’est un environnement dont la pérennité est limitée. Des modifications à l’environnement sont à prévoir par POLY mais on n’en connait pas les détails.
Les fichiers dbf produits par FOXPRO ne sont pas compatibles directement avec d’autres logiciels comme MapInfo, Excel ou SAS. En général ça se contourne aisément mais ça demeure un élément embarrassant. Dans les cas de fichiers de lignes TC, l’utilisation d’un champ mémo rend encore plus difficile le traitement hors Foxpro.
On ne sait pas vraiment jusqu’à quel niveau de détail on devra aller pour modéliser le TC dans le contexte d’un nouveau modèle urbain. Bien que le MTQ ne s’occupe pas de l’opération des réseaux de transport collectif, on peut poser l’hypothèse antinomique (sic) qu’on voudra tout de même être le plus détaillé possible dans la modélisation. Dans ce contexte mentionnons alors en plus les éléments suivants :
Pas de considération explicite de la tarification. Mais c’est implicite dans la calibration des paramètres, notamment dans TINMOD.
Pas de considération formelle de la capacité des véhicules au moment de simuler le choix de l’itinéraire. On peut seulement vérifier les volumes globaux obtenus a posteriori.
On ne tient pas compte des heures exactes de passages des véhicules pour le choix de l’itinéraire. On simule les déplacements d’une période en un bloc avec une offre de service moyenne.
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Tous les environnements ont leurs particularités. Pour fins de documentation nous en mentionnons quelque uns ici.
La codification du réseau n’est pas triviale. Elle nécessite une certaine expertise. Le réseau modélisé est une « adaptation » de la réalité (agrégation des caractéristiques par période de la journée, service moyen, vitesse moyenne, nécessité de nœud de correspondance, etc.) Il faut notamment jouer avec la codification pour tenir compte de l’effet combiné de plusieurs lignes parallèles, si désiré.
MADITUC n’utilise pas formellement de réseau routier comme base de codification : cela a l’avantage de permettre une plus grande souplesse (tous les détails du tracé n’ont pas à être codés et compatibles avec le réseau routier) par contre cela augmente le risque d’avoir des codifications incompatibles (différents nœuds utilisés le long d’un même axe).185