Une introduction au transport intelligent : Avantages et exemples

Le transport intelligent et la gestion intelligente du trafic urbain révolutionnent la façon dont les villes abordent la mobilité et les interventions d'urgence, tout en réduisant la congestion des rues. Comment ? Grâce aux capteurs, aux technologies de communication avancées, à l'automatisation et aux réseaux à haut débit.

L'art et la science du déplacement d'un endroit à un autre font partie intégrante de nos vies, non seulement aujourd'hui mais aussi tout au long de l'histoire. Des chars et des chevaux aux calèches, en passant par les automobiles, les trains à vapeur et les vaisseaux spatiaux, le fait de se déplacer fait partie intégrante de l'être humain.

La civilisation a parcouru un long chemin depuis qu'elle chevauchait des chevaux et des chameaux pour se rendre d'un endroit à l'autre. Avec l'émergence des systèmes de transport intelligents et de l'internet des objets (IoT), le monde entre dans la prochaine étape du mouvement : le transport intelligent. Si le terme semble vague ou déclenche des images mentales de voitures volantes autonomes et de tubes à grande vitesse ressemblant à des hamster, ne vous inquiétez pas.

Cet article explique ce qu'est exactement le transport intelligent, comment il fonctionne et quels sont ses avantages, tout en présentant quelques exemples concrets utilisés aujourd'hui. Nous aborderons également les différents types de systèmes de transport intelligents déployés aujourd'hui.

Qu'est-ce que le transport intelligent ?

Gestion intelligente du traficSelon le Département américain des transportsLes systèmes de transport intelligents (STI) appliquent une variété de technologies pour surveiller, évaluer et gérer les systèmes de transport afin d'en améliorer l'efficacité et la sécurité". Si l'on met de côté pour l'instant les visions d'un transport de type science-fiction, cette définition peut être simplifiée par les concepts suivants de ce qui constitue le transport intelligent : gestion, efficacité et sécurité. En d'autres termes, le transport intelligent utilise les technologies nouvelles et émergentes pour rendre les déplacements dans une ville plus pratiques, plus rentables (pour la ville et l'individu) et plus sûrs.

Quelles sont les technologies émergentes qui facilitent ces nouvelles opportunités ? Principalement la prolifération des dispositifs IoT et la technologie de communication 5G. La première permet d'intégrer des capteurs et des contrôleurs peu coûteux dans presque toutes les machines physiques afin de les contrôler et de les gérer à distance. La seconde fournit les communications à haut débit nécessaires pour gérer et contrôler les systèmes de transport en temps réel avec une latence minimale.

Le transport intelligent n'est pas seulement une théorie pour l'avenir ; il est mis en œuvre aujourd'hui dans plusieurs villes, dont les succès et les échecs sont utilisés pour améliorer les systèmes dans de nouveaux endroits. Certaines des villes qui mettent en œuvre de nouvelles technologies de transport peuvent vous surprendre au premier abord. Bien sûr, des plaques tournantes mondiales comme New York ont adopté le transport intelligent pour leur ville toujours plus intelligente. Cependant, l'État rural du Wyoming est également un banc d'essai de premier plan pour les véhicules connectés. En effet, l'État des cow-boys est un important corridor de fret. Le transport autonome de marchandises à travers le pays peut améliorer considérablement l'efficacité de la chaîne d'approvisionnement et réduire le besoin de chauffeurs longue distance contraints de concilier des délais serrés et leur besoin humain de repos.

Les principaux avantages de la technologie des transports

Données provenant de systèmes intelligents de gestion du trafic
Les bénéfices des technologies intelligentes et les avantages qu'elles apportent aux transports dans une ville intelligente sont nombreux.

  • Le transport intelligent est plus sûr : En combinant l'apprentissage automatique avec IoT et 5G, les systèmes de transport autonomes (à la fois dans les véhicules et dans les infrastructures fixes telles que les intersections) ont prouvé qu'ils réduisaient le "facteur humain" dans les accidents. Les ordinateurs ne sont pas distraits, fatigués ou émotifs.
  • Un transport intelligent est mieux géré : La collecte de données est une clé importante pour une gestion publique responsable des infrastructures. Non seulement le transport intelligent fournit des points de données détaillés pour chaque aspect du système de transport, mais il permet aux administrateurs de mieux surveiller les opérations, de suivre les besoins de maintenance et d'identifier les principales sources de problèmes qui doivent être résolus.
  • Le transport intelligent est plus efficace : Une meilleure gestion permet une utilisation plus efficace. Des données de qualité peuvent aider à identifier les domaines où l'efficacité peut être améliorée. Peut-être qu'un léger ajustement des horaires de train permettrait d'obtenir un meilleur taux de remplissage, ou peut-être que les lignes de bus desserviraient mieux la communauté si les arrêts étaient répartis différemment.
  • Le transport intelligent est rentable : Parce que le transport intelligent fait un meilleur usage des ressources disponibles, il peut réduire les coûts grâce à un entretien préventif, une consommation d'énergie moindre et moins de ressources utilisées pour les accidents. Les usagers peuvent également réaliser des économies lorsque les transports publics peu coûteux sont suffisamment efficaces pour concurrencer la possession d'un véhicule privé.
  • Letransport intelligent fournit des informations rapides: Les centres de gestion du trafic (TMC) des villes peuvent obtenir une visibilité et des notifications rapides sur les points chauds ou les problèmes à l'échelle de la ville qui affectent la congestion des rues, la sécurité publique et les systèmes d'intervention d'urgence, afin de prendre des mesures ou de communiquer plus efficacement avec les autres organismes et les intervenants d'urgence.

Au-delà de l'amélioration de la gestion, de la sécurité et de l'efficacité déjà évoquée, il existe plusieurs avantages supplémentaires dont peuvent bénéficier le grand public, les collectivités locales et le monde entier. Ces avantages sont les suivants

  1. Sécurité
  2. Considérations environnementales
  3. Résilience de la chaîne d'approvisionnement

Sécurité

Icône de sécuritéL'une des principales craintes des sceptiques des villes intelligentes est leur vulnérabilité aux cyberattaques. Après tout, à mesure que le monde devient de plus en plus connecté, les cyberattaques sont devenues presque banales pour les criminels et même pour les États, car elles visent des infrastructures essentielles telles que les suivantes Réseaux électriques connectés à l'internet et les systèmes bancaires.

Cependant, les attaques elles-mêmes n'ont rien de nouveau, seuls les outils sont nouveaux. Les banques, les réseaux électriques et les autres infrastructures critiques, y compris les transports, ont été vulnérables aux attaques physiques bien avant l'apparition des ordinateurs. Les menaces physiques telles que le vol de voitures par des criminels, l'utilisation de véhicules comme armes par des terroristes (comme dans l'attentat au camion de 2016 en France) et la prise en otage des transports publics par des acteurs malveillants peuvent toutes être atténuées lorsque les véhicules et les infrastructures sont intégrés, mis en réseau et autonomes.

Quant au risque de cyberattaques, il est beaucoup plus facile de s'en défendre que les menaces physiques énumérées ci-dessus. Des mises à jour logicielles appropriées, des communications cryptées via des tunnels de réseau privé virtuel (VPN) et d'autres pratiques de sécurité multicouches peuvent atténuer le risque de cyberattaques. Cela signifie que le transport intelligent pour les villes intelligentes peut rendre les transports publics modernes plus sûrs dans l'ensemble en réduisant les possibilités d'attaques physiques et cybernétiques.

Considérations environnementales

Icône environnementaleL'histoire des transports est inexorablement liée à l'environnement. Des véhicules à vapeur qui brûlaient du charbon et du bois aux moteurs à combustion d'aujourd'hui, gourmands en essence, les transports pèsent sur les ressources et l'atmosphère de la planète.

Alors que des progrès scientifiques sont réalisés chaque jour pour trouver des sources d'énergie alternatives pour alimenter les transports, un autre avantage de la technologie du transport intelligent est qu'elle permet aux villes d'utiliser leurs ressources actuelles de manière plus responsable.

Les transports en commun sont meilleurs pour l'environnement que les véhicules privés, mais ils ne sont pas très répandus aux États-Unis et dans d'autres pays, car ils sont souvent peu pratiques dans certaines régions. Toutefois, grâce aux gains d'efficacité que permettent les solutions de transport intelligentes, les transports publics modernes peuvent être rendus lucratifs pour une plus grande partie de la population. À mesure que la technologie du transport urbain s'améliore dans les grandes villes, les méthodes éprouvées peuvent être reproduites et étendues aux régions qui souhaitent bénéficier des avantages d'une ville intelligente.

Résilience de la chaîne d'approvisionnement

Icône de camionLes crises mondiales telles que la pandémie de coronavirus ont prouvé que les chaînes d'approvisionnement du monde entier sont vulnérables aux perturbations. Lorsque les travailleurs et les chauffeurs sont malades et que voyager d'une région à l'autre devient un danger pour la santé publique, le transport autonome des marchandises peut littéralement sauver la vie.

Des projets tels que celui des véhicules connectés du Wyoming pourraient être la clé de la formation d'une chaîne d'approvisionnement autonome alimentée par des systèmes de transport et de logistique intelligents, de ville à ville, afin d'acheminer des biens essentiels tels que des denrées alimentaires et des fournitures d'urgence sans avoir à prendre de risques avec des conducteurs humains. Au minimum, la main-d'œuvre humaine de la chaîne d'approvisionnement peut être augmentée partout où la sécurité et l'efficacité peuvent être améliorées grâce à l'automatisation, l'intelligence artificielle et la robotique. La bonne nouvelle, c'est que les experts estiment que ces innovations permettront de créer davantage d'emplois - et des emplois plus sûrs - dans la mesure où les développeurs, les techniciens, les analystes et les administrateurs contribuent à la mise sur le marché et à la maintenance de ces avancées.

Les villes intelligentes présentent-elles des inconvénients ?

Malgré tous leurs avantages, certains inconvénients peuvent faire surface lors de la mise en œuvre des systèmes de transport des villes intelligentes. Ces problèmes concernent principalement la consommation d'énergie et la gestion responsable des données.

Les villes intelligentes ont besoin de capteurs - beaucoup de capteurs - et ces capteurs ont tous besoin d'énergie. Pour les capteurs fixés à des objets en mouvement, il faut des batteries. Les capteurs fixes peuvent utiliser l'énergie solaire, mais le plus souvent, ils doivent être raccordés au réseau électrique de la ville. Le nombre de capteurs nécessaires à la transition vers des villes intelligentes(estimé à plusieurs milliers de milliards) fait de l'alimentation d'un si grand nombre de dispositifs un problème redoutable. Même pour les capteurs raccordés au réseau électrique, la quantité de matières premières nécessaires (comme le cuivre) est considérablement élevée par rapport à ce que la population mondiale a l'habitude de produire.

Au-delà du pouvoir, les données personnelles en ligne font l'objet d'un débat important dans le monde actuel. Les données sont le nerf de la guerre dont les villes intelligentes ont besoin pour fonctionner. Bien que la plupart des informations nécessaires soient anonymes par rapport aux données en ligne, cela nécessitera un changement mental et comportemental au sein des populations. Les voitures devront collecter des informations de position et les capteurs autour d'une ville devront collecter passivement les signaux qu'un téléphone intelligent émet tout au long de la journée. Des lois et des politiques responsables en matière de gestion des données, aussi anonymes soient-elles, devront être adoptées pour que les villes intelligentes puissent prospérer à l'avenir.

Comment fonctionne le transport intelligent ?

Gestion du trafic - communications de véhicule à véhicule
Le transport intelligent peut généralement être divisé en deux grandes catégories, infrastructure publique et le industrie automobile. Ces deux secteurs deviennent "intelligents" lorsque des capteurs en réseau sont intégrés aux infrastructures et aux véhicules dans le but d'atteindre les objectifs de gestion et de contrôle à distance, de sécurité et d'efficacité.

Imaginez une intersection de ville très fréquentée. Des piétons essaient de traverser. Les lampadaires régulent le flux de la circulation. Les conducteurs des véhicules s'affairent pour atteindre leur destination. Dans les systèmes de transport traditionnels, les lampadaires sont déclenchés soit par des minuteries, soit par des plaques de pression sous la route, soit par des boutons pour piétons sur le trottoir.

Tant les conducteurs que les piétons sont tenus de prêter attention aux feux de signalisation (et de les respecter). Si l'un de ces nœuds est défaillant, l'efficacité et la sécurité diminuent. Un conducteur distrait grille un feu rouge. Un piéton n'appuie pas sur le bouton du passage piéton, manquant ainsi son tour et devant attendre plus longtemps. Le lampadaire refuse de s'allumer alors qu'une seule voiture attend et qu'il n'y a pas de circulation.

Dans une intersection intelligente, cependant, tout change. Un véhicule peut utiliser une combinaison de bluetooth et de LIDAR (Light Detection and Ranging) pour détecter les piétons et peut automatiquement commencer à freiner pour éviter un accident. Les lampadaires peuvent capter les signaux individuels envoyés par les véhicules pour déterminer combien de voitures attendent et dans quelle direction, de manière bien plus précise et efficace que les plaques de pression et les minuteurs. Les voitures et les lampadaires peuvent même communiquer au point que, lorsque le feu passe au vert (ou envoie le signal "go" à l'ordinateur de la voiture), la voiture commence automatiquement à avancer, et lorsqu'il passe au rouge (ou envoie le signal "stop"), la voiture ralentit et s'arrête. Tout cela est rendu possible grâce à l'application de technologies dans le domaine des transports telles que IoT et les vitesses de communication 5G pour les actions en temps réel et la télédétection.

Exemples de technologies de transport urbain

Ville animée

Quels que soient les avantages et les inconvénients des villes intelligentes, la technologie est là et est utilisée aujourd'hui. Aux États-Unis et dans le monde entier, des capteurs et des contrôleurs intelligents sont mis en œuvre dans les réseaux ferroviaires, les systèmes d'information des passagers et la répartition des transports publics. Voici quelques exemples de transport en ville intelligente :

  1. Gestion intelligente du trafic à Miami Dade
  2. Autorité de transport du sud de la Pennsylvanie (SEPTA) Contrôle positif des trains (PTC)
  3. Système de répartition de l'Autorité de mobilité suburbaine pour le transport en commun rapide (SMART)

Système avancé de gestion du trafic de Miami Dade

Le comté de Miami Dade est le comté le plus peuplé de Floride, avec une population de plus de 2,5 millions de résidents. Le comté de Miami Dade est chargé de gérer le flux de circulation dans la zone urbaine que constituent la ville de Miami et ses environs, y compris l'exploitation de plus de 2 700 intersections signalisées. En fait, le nombre d'intersections signalisées et de croisements à mi-bloc augmente de plusieurs dizaines chaque année, selon le site Web de la gestion du trafic.

Le système avancé de gestion du trafic (ATMS) de Miami Dade, qui comprend des routeurs cellulaires Digi 4G LTE dans le cadre de l'infrastructure de communication des armoires de circulation du comté, est conçu pour réduire les embouteillages et les retards et améliorer la mobilité, dans tout le comté.

SEPTA PTC

LaSEPTA (Southeastern Pennsylvania Transportation Authority) gère les services de métro léger, de métro et de bus de Philadelphie. Avec plus d'un million d'usagers par jour, ces services doivent être fiables et sûrs à chaque départ de véhicule. C'est pourquoi la SEPTA a construit un système de contrôle positif des trains (PTC ) pour signaler les trains, prévenir les déraillements et les accidents, et surveiller la vitesse et les violations des signaux.

SEPTA y parvient grâce au routeur d'accès mobile WR44-RR de Digi. Lorsqu'il est intégré à un train, ce dispositif permet de communiquer à distance avec des capteurs en bordure de voie par liaison radio. Le dispositif envoie des signaux contenant des données sur le mouvement du train et reçoit des informations sur les fermetures et autres facteurs qui nécessiteraient un changement de plan. Cela permet d'éviter que les trains ne se précipitent dans une situation dangereuse.

Système de répartition SMART

Les transports publics dans les villes intelligentes sont un domaine clé pour l'avancement des technologies connectées. À Detroit, SMART (Suburban Mobility Authority for Rapid Transit Authority) gère et distribue plus de 300 bus à travers la ville. Faisant partie intégrante de la manière dont la population se déplace, il est important que ces bus soient à l'heure, sûrs et sans panne. Pour gérer la répartition et le suivi de la localisation des bus, la ville utilise un réseau radio analogique avec trois tours radio dispersées dans la ville.

Lorsqu'il a fallu procéder à une mise à niveau, ils ont utilisé le routeur cellulaire mobile WR44 R de Digi. Ce passage de l'analogique au numérique a permis d'améliorer considérablement la gestion et le suivi. La nouvelle technologie a permis à SMART de voir non seulement l'emplacement de chaque véhicule, mais aussi leur vitesse et de surveiller les données de maintenance pour chaque bus. Cela a permis une meilleure répartition si un bus commençait à prendre du retard, ainsi qu'une maintenance préventive pour limiter les pannes et les réparations importantes, ce qui a permis d'économiser environ 70 000 dollars par an.

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Le marché du transport intelligent est très prometteur pour la société. À mesure que l'utilisation des systèmes de transport intelligents pour les villes intelligentes se répand dans le monde, les populations peuvent commencer à bénéficier des nombreux avantages en termes de sécurité, d'efficacité et de coûts qui accompagnent les transports publics modernes. Il est passionnant de penser à la façon dont la société pourrait interagir avec ses villes grâce aux dernières technologies disponibles aujourd'hui.

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