3 ME (Mobile Equipement) : téléphone portable
3 TE (Terminal Equipement) : peut-être un ordinateur ou un microcontrôleur 3 TA (Terminal Adaptateur) : assure la liaison entre le ME et le TE
TA et ME sont regroupés dans un même équipement, à l’exemple d’un téléphone portable stan-dard ou un terminal GSM qui contient dans son boîtier à la fois le TA et le ME. Le TE est un équipement à part, à l’exemple d’un ordinateur qui dispose d’un port série ou un circuit élec-tronique basé sur un microcontrôleur qui implante un port série [28].
1.3.4.1 Commandes dédiées au service SMS
Pour une utilisation standard et une gestion de messagerie, les commandes AT du tableau 1.3 suivant peuvent être utilisées :
TABLEAU1.3 – Commandes AT dédiées au service SMS [28]
AT+CSMS Sélection du service de messagerie
AT+CPMS Sélection de la zone mémoire pour le stockage des SMS AT+CMGF Sélection du format du SMS (PDU ou TEXT)
AT+CSCA Définition de l’adresse du centre de messagerie AT+CSDH Affiche en mode TEXT le paramétrage des SMS
AT+CSAS Sauvegarde du paramétrage
AT+CRES Restauration du paramétrage par défaut AT+CNMI Indication concernant un nouveau SMS AT+CMGL Liste les SMS stockés en mémoire
AT+CMGR Lecture d’un SMS
AT+CMGS Envoie un SMS
AT+CMSS Envoi d’un SMS stocké en mémoire
AT+CMGW Écriture d’un SMS
AT+CMGD Efface un SMS
1.4 Différentes stratégies de régulation via les feux de circula-tion
Un plan de feu d’un carrefour est déterminé par la spécification de quatre variables : la lon-gueur du cycle, le plan de phase, la durée de chaque phase et enfin le décalage entre les phases.
Les stratégies de régulation en temps réel s’appuient généralement sur trois modules[13].
Le premier module permet de collecter et de traiter des mesures des variables du trafic. Il s’agit donc de l’emploi des capteurs pouvant être utilisés pour mesurer les variables du tra-fic comme, par exemple, -les boucles magnétiques qui permettent de mesurer la densité, -le flux et le nombre de véhicules dans un tronçon de route, -les caméras vidéos peuvent, en plus, évaluer la longueur de la file d’attente devant un feu de signalisation.
Le deuxième permet généralement de prédire à partir des variables mesurées les valeurs fu-tures de ces mêmes variables ou d’autres en s’appuyant sur un modèle de trafic plus ou moins sophistiqué en vue de prédire ces états futurs.
Le troisième modeule permet l’optimisation des paramètres des plans de feux qui permettent de minimiser le temps de parcours d’un flux donné, les temps d’attente aux carrefours ou le nombre de voitures dans le réseau.
Chaque stratégie a ses propres variables mesurées, son propre module de prédiction et son propre module d’optimisation. Les stratégies diffèrent aussi par les approches de résolution ex-ploitées (programmation dynamique, heuristiques, réseaux de neurones, et autres) et même par la philosophie de l’approche (notion de cycle fixe, instants de basculement du vert au rouge, et autres). Dans la suite, nous allons étudier ces trois stratégies de régulation : la stratégie prédé-terminée, la stratégie semi-adaptative et la stratégie adaptative [2].
1.4.1 Stratégies prédéterminées ou cycliques
La première stratégie considère pendant une période donnée, les cycles comme fixes. Cepen-dant les durées des cycles peuvent changer d’une période à une autre. Le but des plans de feux fixes est de permettre de mieux répondre à la demande moyenne de la capacité estimée du car-refour. C’est dans cette optique que les deux systèmes de gestion du trafic, SCOOT (Split Cycle Offset Optimization Technique) et SCATS (Sydney Coordinated Adaptive Traffic System), ont émergé au début des années 1980. Le premier développé au Royaume-Uni par Hunt [14] dé-termine au niveau de la régulation, la durée optimale du cycle commune à tous les carrefours.
L’algorithme correspondant élaboré, TRANSYT, qui leur est antérieur, permet la conception de plans de feux de circulation, favorisant les transports en commun. Il fournit un plan optimal du point de vue des durées de feu vert. Le choix de la durée du cycle doit être effectué entre les différents plans disponibles au poste de commande selon la situation du trafic manuellement par un opérateur lorsqu’il détecte un événement exceptionnel nécessitant une gestion adaptée au réseau. De la comparaison de SCOOT à l’algorithme antérieur TRANSYT, une économie moyenne de temps, de 12% a été réalisée aussi sur les retards [15]. Le SCATS , proposé en 1982 en Australie par Lowrie [16], a la particularité de coordonner le trafic au niveau de plusieurs carrefours à la fois.
1.4.2 Stratégies semi-adaptatives ou acycliques
Cette stratégie de régulation ne tient pas compte de la notion de cycles, de décalages ou de durées des phases de vert de façon explicite. La durée du cycle peut varier d’un cycle à un autre en fonction de l’état du trafic. L’algorithme, dit CRONOS (ContRol Of Networks by Op-timization of Switchovers) [17], est un système de régulation en temps réel par commande des
feux se basant essentiellement sur les plans de feux fixes. Il permet l’ajustement des durées de feu vert d’un cycle à un autre. Pour recevoir une information, CRONOS utilise un traitement automatique d’images vidéos. Une solution possible de l’algorithme CRONOS est une solution satisfaisant ces contraintes : la minimisation du retard total sur un carrefour sur une minute, la régulation de zones avec un souci de cohérence en n’utilisant que les mesures de débits aux limites de la zone ,un algorithme acyclique sans phase de trafic définie à priori, des mesures de trafic par traitement d’images vidéos pour obtenir de meilleures informations que les boucles magnétiques, les longueurs des files d’attente étant mesurées directement. CRONOS possède, de plus, trois fonctions principales ; il s’agit de :
3 le module de prévision prédit les futures arrivées de véhicules sur les entrées de la zone et permet au module de simulation de connaître la future demande arrivant dans la zone ; 3 le module de simulation calcule le critère de trafic à optimiser pour chaque configuration
de feux testés ;
3 le module d’optimisation recherche la commutation optimale de tous les feux pour mini-miser le critère de gestion du trafic choisi [2].
1.4.3 Stratégies adaptatives
Cette stratégie de régulation tient compte de l’évolution du trafic au cours du temps et réagit en temps réel. L’une des méthodes élaborées pour ce mode de régulation est PRODYN (PROgram-mation DYNamique) [18]. La particularité de la méthode PRODYN est de ne pas prédéterminer le cycle et de réadapter constamment sa durée dans le temps et à chaque carrefour. Le calcul des paramètres (cycles et phases) est remplacé par un processus de décision visant à détermi-ner s’il faut conserver les feux d’un carrefour dans leur état ou de le changer dans un autre état toutes les 2 à 5 secondes. Cela permet de définir une séquence optimale de commandes dans le temps pour minimiser le temps d’attente des véhicules circulant dans la zone. La méthode PRODYN peut s’appliquer aussi bien à des carrefours isolés qu’à des carrefours coordonnés. La régulation d’un réseau de carrefours, s’effectue grâce à un échange convenable d’informations entre carrefours immédiatement voisins.
Chapitre 2
Architecture du réseau de gestion des feux tricolores dans la ville de Cotonou
2.1 Organisation technique
La conception du système de gestion centralisée des feux tricolores, qui fait objet de cette étude est subdivisée en deux modules qui sont le module de la conception d’une architecture de transmission de données entre les feux tricolores et le centre de gestion centralisée ainsi que le module de la conception d’une plate-forme de gestion centralisée des feux tricolores de notre système.
2.2 Les feux tricolores dans la ville de Cotonou
Les feux tricolores représentent un élément majeur de gestion du trafic routier, grâce à sa capa-cité à gérer l’orientation du trafic vers un axe donné. Au Bénin, les feux tricolores sont gérés par un service de la direction des services techniques de la mairie qui est le service de l’électricité, de l’éclairage public et de signalisation lumineuse. La division des signalisations lumineuse est celle s’occupant spécifiquement des feux tricolores.
2.2.1 Les sources d’alimentations des feux tricolores à Cotonou
La gestion des feux tricolores implique nécessairement la gestion de l’énergie, ce qui explique la catégorisation des feux tricolores. Deux sources d’énergie sont utilisées pour les feux tricolores à Cotonou. Il s’agit de l’énergie conventionnelle et de l’énergie solaire.
Les feux tricolores fonctionnant à l’énergie conventionnelle, sont les plus répandus dans la ville de Cotonou. Ils ont pour avantage de réguler le trafic dans toutes les conditions climatiques.
Cependant en cas de coupure d’électricité ces feux tricolores cessent leur régulation du trafic.
Les feux tricolores fonctionnant à l’énergie solaire quant à eux sont moins répandus dans la ville de Cotonou. Indépendants du courant électrique, ils peuvent réguler le trafic même en cas de coupure d’électricité. Cependant, leur fonctionnement peut s’avérer défectueux dans les périodes de grande pluie.
Il est aussi important de noter que pour ces deux types de feux tricolores dans la ville de Coto-nou, il existe certains feux qui disposent d’une minuterie. Ce nouvel apport aux feux tricolores est très utile pour les usagers qui peuvent désormais connaître leurs délais d’attente.
2.2.2 Installation et statistique des feux tricolores
Le processus d’installation d’un feu à un carrefour tient compte de plusieurs critères tels que, le flux du trafic à ce carrefour, l’emplacement stratégique de ce carrefour, le risque d’accident à ce carrefour. La ville de Cotonou dispose de 57 systèmes de feux tricolores(un système, un carrefour) dont 22 fonctionnels avec 1 fonctionnant totalement à l’énergie solaire. En effet la mairie de Cotonou avait pris l’initiative de mettre en place un système d’alternance d’energie avec le solaire au niveau de 5 grands axes de la ville. Cependant le projet n’a pu aboutir faute de permutateur.
Les feux tricolores sont programmés au niveau des boites fonctionnelles ou de contrôles en fonction du traffic, les délais d’attente et de circulation sont fixés afin de favoriser le sens de la circulation ayant le plus d’affluence [3]. Les boîtes fonctionnelles sont des boite électrique donc fonctionnant entièrement avec une tension de 220V. Mais actuellement la mairie de Cotonou à travers un projet en cours, a acquis des boites électroniques fonctionnelles avec une tension de 5.6V.
2.2.3 Gestion et maintenance des feux tricolores
La bonne gestion des feux tricolores est d’une importance capitale étant donné leurs rôles ma-jeurs dans la gestion du trafic routier. À Cotonou, la gestion et la maintenance des feux sont assurées par la DST et quelques entreprises privées. Cependant, cette gestion n’est toujours pas centralisée. Des patrouilles journalières permettent de vérifier l’état des feux tricolores.
2.2.4 Topologie du réseau de gestion des feux tricolores
La présente topologie exploite les stations de base des réseaux mobiles pour réaliser l’intercon-nexion des feux tricolores et du centre de gestion centralisé de notre système. En outre, l’in-terconnexion au niveau des feux tricolores a été effectuée grâce au module GPRS/GSM Shield SIM 900 qui se base sur la technologie Arduino pour décodé les données envoyées aux feux tricolores en vue de l’exécution des commandes. Cette topologie est présentée à la figure 2.1.
FIGURE2.1–Topologieduréseaud’accèslocaldegestiondesfeuxtricolores
2.3 Organisation géographique
Les informations obtenues à la direction des services techniques de mairie de Cotonou ont permis d’avoir une meilleure compréhension de l’étendue de la répartition et de l’état des feux tricolores dans la ville de Cotonou.
2.3.1 Répartitions et état des feux dans la ville de Cotonou
Dans le souci d’une bonne régulation du trafic, la ville de Cotonou dispose sur un grand nombre de ces axes routiers des feux tricolores, dont certains ne sont plus en état de marche, comme le présente le tableau 2.1.
TABLEAU2.1 – Tableau de répartition des feux dans la ville de Cotonou [3]
N° Axe Nombre Dénomination
4 Stade Mathieu
10 Hôtel du
12 Camp Guezo 01 Camp Guezo Non Fonctionnel
13 Direction 17 EPP Avotrou 01 EPP Avotrou Pas mis en service 18 SOBEBRA – Le
2.3.2 Emplacement géographique des feux tricolores et proposition d’un centre de gestion dans la ville de Cotonou
En vue de mieux apprécier la répartition géographique des feux tricolores dans la ville de Coto-nou et de proposer un centre de gestion adéquat, une coupe a été effectuée sur le réseau de feux tricolores de la ville de Cotonou, réalisé dans le cadre du projet Asphaltage par la mairie de la ville de Cotonou. Par la suite, le centre de contrôle et de commandements à été connecté à l’en-semble des feux à travers les BTS pour l’optimisation du trafic. Pour l’emplacement du centre de gestion, nous avons opté pour le siège des services d’éclairages publiques et de signalisation de la Direction des Services Techniques de la mairie de Cotonou. Le support de transmission dans ce réseau présenté à la figure 2.2 est le support hertzien du réseau mobile.
Le centre de contrôle et de commandements permettra alors le suivi et la commande en temps réel des feux tricolores dans la ville de Cotonou.
FIGURE2.2–Emplacementgéographiquedesfeuxetpositionnementducentredegestion Légendes Feutricolore Centredegestioncentralisée
2.3.3 Plan du centre de gestion des feux tricolores dans la ville de Cotonou
Dans le souci d’avoir un centre de gestion qui respecte les normes en matière d’espace dispo-nible et surtout d’énergie, il a été proposé une architecture à la figure 2.3 pour la construction du centre de gestion centralisée.
FIGURE2.3–Planducentredegestioncentraliséedesfeuxtricoloresdanslavilledecotonou
Chapitre 3
Étude conceptuelle du système de gestion centralisée
3.1 Méthode de conception adoptée
Afin d’atteindre l’objectif poursuivi à travers cette étude, une approche méthodologique de conception appropriée à l’étude a été suivie. Pour cela, nous avons choisi la méthode du cycle en V [37] encore appelée méthode en cascade. Cette méthode de développement des applications est illustrée à la figure 3.1.
FIGURE3.1 – Schéma de la méthode du Cycle en V [37]
Pour chacune des étapes illustrée à la figure 3.1, nous avons mené des activités données qui nous ont permis d’aboutir à la plate-forme de gestion centralisée des feux tricolores.
3 L’analyse des besoins : au cours de cette étape, nous avons menés des entretiens avec le chef division des signalisations lumineuses de la Direction des Services Techniques de la mairie de Cotonou qui nous a permis d’avoir une idée des besoins réels des futurs utilisateurs de la plate-forme ;
3 La spécification : à cette étape, les fonctionnalités essentielles ont été validées ;
3 La conception préliminaire et détaillée : au cours de cette étape, nous avons effectué la modélisation des différentes fonctionnalités et interactions qui seront prises en charge sur la plate-forme finale ;
3 Le codage : à travers cette étape, grâce à des outils de développement d’application, nous avons conçu la plate-forme web de la gestion centralisée des feux ;
3 Les tests : ils nous ont permis de nous assurer que chaque module fonctionnel de la plate-forme répond aux spécifications fonctionnelles prédéfinies
3.2 Étude conceptuelle de la plate-forme de gestion centralisée des feux tricolores
3.2.1 Besoin fonctionnel
Les spécifications fonctionnelles décrivent les fonctions principales de la plate-forme, qui doivent satisfaire, les besoins dégagés dans l’étude faite après l’entretien effectué avec le chef division des signalisations lumineuses de la DST à savoir :
3 Authentification : Les utilisateurs de la plate-forme doivent s’authentifier à travers un identifiant et un mot de passe, pour pouvoir accéder aux services offerts par la plate-forme
3 Administration : La plate-forme de gestion centralisée des feux tricolores dans la ville de Cotonou est donc une plate-forme d’administration à distances des feux tricolores de la ville de Cotonou. Cette administration se présente sur trois volets.
æ Le premier est l’ajout de nouveaux carrefours, de nouveaux feux tricolores et de nou-velles programmations.
æ Le deuxième est la commande des feux à distance à travers le passage au vert d’un feu spécifique et le changement des programmations au niveau des feux.
æ Le troisième est le contrôle de l’état des feux afin d’en assurer la maintenance en cas
3.2.2 Identification des acteurs de la plate-forme
Deux profils d’utilisateurs se dessinent pour l’utilisation de cette plateforme de gestion centra-lisée. Il s’agit d’un profil administrateur et d’un profil utilisateur. Chaque profil d’utilisateur possède ses droits à utiliser des fonctionnalités données de la plateforme. Le tableau 3.1 donne un récapitulatif des fonctionnalités allouées à chaque profil d’utilisateur.
TABLEAU3.1 – Récapitulatif des fonctionnalités allouées à chaque profil d’utilisateur Fonctionnalité Utilisateur Administrateur
Ainsi donc, tels que présenté au tableau 3.1 le profil administrateur a en plus des droits d’accès aux fonctionnalités du profil utilisateur, le droit d’accès aux fonctionnalités pouvant modifier la base de donnée.
3.3 Modélisation
À ce niveau, nous avons conçu les diagrammes de cas d’utilisation, les diagrammes de sé-quences et finalement un diagramme de classes illustrant les classes d’objets intervenant dans l’implémentation des cas d’utilisation identifiés. Il a été utilisé le formalisme UML (Unified Mo-deling Language) pour schématiser les différentes étapes de la modélisation.
UML est une méthode de modélisation orientée objet développée en réponse à l’appel à propo-sitions lancé par l’OMG (Object Management Group) dans le but de définir la notation standard pour la modélisation des applications construites à l’aide d’objets [32]. UML est aussi une no-tation graphique conçue pour représenter, spécifier, construire et documenter les systèmes lo-giciels. Ses deux principaux objectifs sont la modélisation de systèmes utilisant les techniques orientées objet, depuis la conception jusqu’à la maintenance, la création d’un langage abstrait compréhensible par l’homme et interprétable par les machines [21], facilitant ainsi la compré-hension des besoins fonctionnels précédemment identifiés.
3.3.1 Diagramme de cas d’utilisation
Un cas d’utilisation dans le formalisme UML représente un ensemble de séquences d’actions réalisées par le système et produisant un résultat observable, intéressant pour un acteur par-ticulier. Ainsi, un cas d’utilisation modélise un service rendu par le système. Il exprime les interactions acteur/système et apporte une valeur ajoutée à l’acteur concerné.
Pour chaque acteur il a été identifié, les différents besoins qui peuvent l’amener à utiliser la plate-forme. Ainsi, parmis les fonctionnalités de la plate-forme identifiées précédemment, il est déterminé les fonctionnalités qui correspondent aux besoins de chaque utilisateur. Cette activité a permis de concevoir le diagramme de cas d’utilisation globale de toute la plate-forme de gestion centralisée des feux tricolores dans la ville de Cotonou. Ce diagramme regroupe les cas d’utilisation en deux paquetages distincts qui illustrent respectivement les interactions des deux acteurs identifiés. La figure 3.2 illustre ce diagramme.
FIGURE3.2 – Diagrammes de cas d’utilisation globale de la plate-forme
Afin de mieux comprendre le fonctionnement de la plate-forme, il faut à présent détailler chaque paquetage de cas d’utilisation.
3.3.1.1 Diagramme de cas d’utilisation du paquetage «Opération Utilisateur»
Le paquetage «Opération Utilisateur» regroupe les cas d’utilisations suivants : 3 Consulter l’état des feux tricolores ;
3 Commande des feux tricolores ;
La figure 3.3, illustre les cas d’utilisation du paquetage « ’Opération Utilisateur “’ avec les scé-narios qu’ils impliquent et dont l’acteur principal est l’acteur ‘’Utilisateur ».
FIGURE3.3 – Diagramme de cas d’utilisation du paquetage ‘’Opération Utilisateur”
Pour comprendre le contexte de ce diagramme, nous avons étudié les cas d’utilisation qui la compose.
Cas d’utilisation "Consulté état des feux”
3 Cas d’utilisation : Consulté état des feux 3 Acteur : Utilisateur
3 Description : Ce cas d’utilisation offre à l’Utilisateur la fonctionnalité qui lui permet de connaître l’état des feux en vue d’une maintenance au besoin