Emme — Technologie de modélisation des transports

Emme propose un environnement de modélisation libre et flexible, ce qui laisse aux utilisateurs toute latitude pour mettre à contribution les techniques éprouvées ou créer des méthodes adaptées aux réalités locales. Les planificateurs et les modéliseurs mettent leur confiance en Emme depuis deux décennies. À l’heure actuelle, Emme est la force motrice derrière quelques-uns des modèles de planification des transports les plus évolués du monde.

Noyau de modélisation Emme

• Transport privé – Affectation du trafic, analyse des chemins
• Transport en commun – Affectation TC, analyse des stratégies
• Modélisation de la demande – Calculatrice de matrices, procédures de balancement de matrice
• Analyse et automatisation – Calculatrice de réseau, cadre d’automatisation

Le noyau de modélisation Emme offre toute la flexibilité requise pour traiter des questions locales et, de plus, il met à la disposition des modéliseurs la possibilité d’innover en matière de modélisation. Emme Core est une boîte à outils composée de modules destinés à faciliter la conception et le développement de modèles de planification des transports.

Affectation du trafic. Emme propose trois affectations du trafic classées au sommet de leur catégorie. Peu importe celle que vous choisissez, vous pouvez compter sur l’efficacité et la fiabilité valorisées par les utilisateurs d’Emme.

• Affectation du trafic standard. Affectation d'équilibre descriptive standard qui utilise l’approximation linéaire (Frank et Wolfe).
• Affectation standard parallèle. Affectation standard du trafic en version traitement parallèle. Elle offre des vitesses de traitement nettement supérieures sur les systèmes multiprocesseurs.
• Affectation du trafic basée sur les chemins. Nouvelle affectation d'équilibre descriptive à convergence rapide qui propose une performance sensiblement améliorée, une meilleure convergence, une analyse plus rapide des résultats basés sur les chemins et des démarrages à chaud qui fournissent des itérations plus rapides sur les retours.

Les affectations d'équilibre descriptives fournies par toutes les affectations du trafic d’Emme sont conçues pour être utilisées de façon autonome ou comme composante de base que les utilisateurs peuvent mettre au point selon les besoins. Il est possible de mettre en application des affectations tout-ou-rien rudimentaires, des affectations de recherche différentielle ou des procédures plus complexes, telles que les affectations normatives, les affectations stochastiques de choix des usagers, les applications de coûts asymétriques sur les retards aux virages et même des affectations multiclasses où les coûts par classe sur les liens relèvent de facteurs tels que la vitesse moyenne ou la composition du trafic (autos, camions, etc.).

Toutes les procédures d’affectation du trafic d’Emme fournissent les coûts de déplacement sur les liens et les virages (fonctions volume-délai et fonctions de pénalités aux virages, respectivement) sous forme d’expressions algébriques configurables par l’utilisateur. Par conséquent, les modéliseurs peuvent appliquer n’importe quelle formulation des coûts sans mise à jour logicielle ou ajout de module d’extension. Dans la formulation des coûts généralisés, vous pouvez tenir compte des péages, des coûts d’exploitation des véhicules, des frais carbone et vous pouvez aussi préciser les volumes de trafic de fond pour remplacer les véhicules de transport en commun ou la demande de camions manquants, ou construire par couche une affectation complexe.

La prise en charge de l’affectation multiclasse permet l’affectation simultanée de plusieurs catégories de véhicules selon la perception du réseau, l’accès au réseau ou la demande d’entrée. D’autres mises au point sont alors possibles, dont les restrictions imposées à la circulation, les voies réservées au covoiturage ou aux véhicules multioccupants, les routes à péage, le trafic vélo, les zones à accès restreint, les privilèges par catégorie de véhicule, y compris les véhicules à émissions élevées ou à émissions faibles.

Grâce au cadre d’automatisation diffus d’Emme, vous pouvez utiliser les affectations de trafic pour mettre en application à peu près n’importe quelle méthode d'équilibration avec retour. L’affectation de trafic standard d’Emme comprend des fonctionnalités intégrées pour l’affectation de la demande variable. L’affectation de trafic basée sur les chemins d’Emme améliore considérablement les temps d’exécution dans les modèles avec retour par l’utilisation de chemins sauvegardés.

Analyse des chemins. Chacun des outils d’Emme pour l’affectation du trafic offre des capacités d’analyse des chemins, ce qui permet l’analyse des liens sélectionnés et des virages sélectionnés, l’estimé des temps de parcours, les affectations partielles, et plus encore. Il est possible de modéliser les émissions causées par les démarrages à froid, les véhicules à la recherche de places de stationnement, la circulation locale et la circulation régionale, les matrices rampe-à-rampe, les matrices de péage et autres applications. Emme fournit une liste exhaustive de mots-clés et d’opérateurs d’analyse des chemins qui permettent le calcul des matrices de la distance vraie (plus courts chemins ou moyenne par O-D), des matrices de coût ou de péages, et des matrices cordon O-D pour une sous-région lorsque l’affectation de trafic standard ou l’affectation de trafic parallèle sont utilisées. De plus, l’affectation de trafic basée sur les chemins d’Emme sauvegarde les chemins afin que vous puissiez les analyser sans exécuter l’affectation à nouveau.

Affectation TC. De la planification à l’exploitation, Emme vous propose l’affectation TC qui convient à vos besoins. Évaluez les politiques des transports qui vous concernent, y compris les fréquences, les horaires, les capacités des véhicules, l’engorgement, les tarifs, etc.

• Affectation TC standard. Affectation TC multi-modale, multi-chemins évoluée qui minimise les coûts de déplacement prévus tout en tenant compte de l’engorgement ou de la capacité.
• Affectation selon l’horaire. Affectation complète qui utilise des renseignements détaillés concernant les départs et les arrivées afin d’obtenir le chemin optimal.
• Affectation TC désagrégée. Affectation qui permet l’analyse détaillée des déplacements en transport en commun dans laquelle les origines et les destinations sont indiquées par des coordonnées précises ou des numéros de nœuds et non par des numéros de zones.

L'affectation TC d'Emme peut prendre en charge les affectations multi-classes sur des réseaux multimodaux et, tout comme pour les affectations trafic, les fonctions de délai TC sont ouvertes et entièrement définissables par l'utilisateur. Comme on s'y attend des procédures Emme, la mise en œuvre de l'affectation TC permet, habituellement avec un minimum d'effort, la modification des procédures, y compris la limitation à la capacité réseau, la recherche de l'itinéraire optimal dans les affectations TC ou les affectations TC désagrégées.

L'affectation TC d'Emme comprend des capacités intégrées pour l'analyse détaillée et désagrégée des déplacements individuels dans le contexte du transport en commun, dont les modèles désagrégés de choix de destination et les modèles désagrégés de choix de mode. Les affectations TC basées sur les horaires sont possibles également. Ces affectations sont notamment appropriées dans les cas où il y a beaucoup de données sur les itinéraires, par exemple les services nationaux ou régionaux et les études opérationnelles.

L'affectation TC d'Emme permet l'application de différents droits de passage. Il est entre autres possible de modéliser l'influence des droits de passage sur les choix de routes des voyageurs par les pénalités d'embarquement, les éléments basés sur la distance et les pénalités associées à la délimitation des zones de tarification.

L'affectation TC d'Emme propose également une sensibilité aux attributs propres aux segments TC, ce qui permet la mise en application de solutions itératives perfectionnées pour aborder la congestion sur les réseaux TC. En raison de cette congestion, certains segments sont bondés, diminuant ainsi le confort des passagers, empêchant même certains passagers de monter à bord, ou produisant des pelotons de véhicules.

Analyse des stratégies. Tout comme les outils d'analyse des chemins servent de complément aux outils d'affectation du trafic d'Emme, les capacités d'analyse des stratégies d'Emme servent de complément aux outils d'affectation du trafic. Ces outils sont utilisés pour s'attaquer aux questions portant sur l'analyse des stratégies TC. Lorsqu'une affectation TC est exécutée, de nombreux mots-clés et opérateurs propres à l'analyse des stratégies sont à la disposition de l'utilisateur. En jumelant ces expressions, il est possible de réaliser des matrices de distance, des analyses de liens sélectionnés ou de lignes sélectionnés, des matrices station-à-station, des transferts de ligne à ligne ou des matrices de tarifs correspondant à une structure tarifaire choisie, que le tarif ait influencé ou non les choix des voyageurs.

Les calculatrices de matrices d'Emme et les procédures de balancement de matrice offrent un cadre général pour la mise en œuvre d'à peu près tous les modèles prévisionnels de la demande de déplacements au niveau des zones : du modèle classique à quatre phases à l'affectation multimodale avec fonctions de demande directe, y compris les modèles de demande globale basés sur l'enchaînement des déplacements.

Calculatrices de matrices. Les calculatrices de matrices d'Emme proposent un moyen général et productif pour traiter les données de la modélisation de la demande telles que les données démographiques ou les données par zones, y compris les entrées, les sorties et les données matricielles intermédiaires qui font partie des modèles de transport. Au lieu des procédures fixes pour la modélisation de la demande, Emme propose des outils complets et flexibles pour la manipulation des matrices.

Le calcul des matrices joue un rôle déterminant dans la réalisation de nombreuses tâches d'ordre général, dont le calcul des impédances intrazonales, l'intégration des coûts de stationnement, la segmentation de la demande et, conjointement avec les outils d'affectation TC et du trafic, la réalisation de procédures d'ajustement matriciel et d'optimisation de la localisation des comptages de circulation. Les calculs matriciels sont également d'une grande importance dans les modèles de gestion de la demande de déplacements (covoiturage, covoiturage par fourgonnette, télétravail, etc.) et les modèles d'étalement de la période de pointe. De plus, les calculatrices de matrices peuvent être utilisées pour mettre à exécution des méthodes d'évaluation fondées sur les niveaux de demande et de service.

Les calculatrices de matrices d'Emme peuvent également effectuer des opérations généralisées de multiplication de matrices comprenant notamment des zones intermédiaires, ce qui fournit la base pour la mise en application de modèles d'enchaînement des déplacements, y compris les modèles à stationnements incitatifs ou à aires d'arrêt et les modèles agrégés de demande des déplacements par activité.

Procédures de balancement de matrice. Les procédures de balancement de matrice à deux et trois dimensions fournissent les composantes à la mise en application de modèles d'interaction spatiale ou de distribution des déplacements. Grâce à ces outils intrinsèques et aux procédures intégrées d'Emme, les utilisateurs peuvent adapter ces procédures à leurs propres besoins.

Les procédures de balancement de matrice à deux dimensions permettent aux modéliseurs d'appliquer des modèles agrégés de distribution des déplacements à partir d'Emme. Par exemple, lorsqu'elles sont utilisées avec les calculatrices de matrices pour préparer les entrées matricielles, la mise en application des modèles de distribution de déplacements, y compris le modèle de Fratar, le modèle de maximisation d'entropie ou le modèle gravitaire, se fait explicitement. Peu importe la méthode utilisée pour la calibration, les outils d'Emme peuvent être automatisés, comme par exemple l'utilisation de calculs matriciels pour balancer les productions et attractions ou les affectations, afin de fournir les effets de retour.

Les procédures de balancement de matrice à trois dimensions peuvent être utilisées pour mettre au point les modèles de distribution par l'ajout d'une contrainte supplémentaire, permettant ainsi la mise en place d'applications davantage perfectionnées dans lesquelles la demande peut reproduire, par exemple, une distribution du temps de parcours donné, une série de cordons de comptage, etc., en plus des contraintes de productions et attractions.

Calculatrices de réseau. Les calculatrices de réseau d'Emme offrent la possibilité de réaliser des analyses spécialisées sans avoir recours à des scripts développés sur mesure ou de la programmation externe. On peut obtenir, entre autres, des résumés statistiques des données réseau, un grand nombre de résultats post-traitement pour l'analyse et l'évaluation des performances, et on peut également procéder aux modifications itératives du réseau qui sont nécessaires à la mise en application de fonctions évoluées de la modélisation à plusieurs étapes.

Les calculatrices de réseau d'Emme offrent un accès complet aux données réseau dans la base de données d'Emme et aux expressions algébriques définies par l'utilisateur. Les calculatrices de réseau d'Emme proposent également des agrégations transparentes des données réseau, point besoin d'avoir recours à la programmation SQL ou aux opérations de jointure. Les calculatrices de réseau d'Emme jouent un rôle important dans de nombreuses fonctions de modélisation, y compris la validation et la calibration des données réseau, les statistiques et les résumés définis par l'utilisateur (les rapports volume/capacité, les véhicules sur les sous-réseaux, etc.), les analyses des évaluations et des impacts (émissions, démarrages à froid, etc.), en liaison avec les calculatrices de matrice d'Emme (VHT, VKT/VMT, etc.) et dans de nombreuses autres procédures automatisées.

Cadre d'automatisation. Emme propose un puissant langage macro pour l'automatisation de commandes utilisées fréquemment et à répétition. Le langage macro offre des éléments de programmation tels que le branchement conditionnel, la substitution des paramètres, les appels de macro et l'accès à des utilitaires provenant de tiers. Il comprend également un mode débogage exécuté en une étape. Le langage macro d'Emme permet l'exécution d'une séquence complexe de calculs, voire d'algorithmes en faisant appel aux composantes offertes.

Emme propose à la fois des outils polyvalents pour la planification des transports et offre également aux planificateurs et aux modéliseurs une véritable boîte à outils tant pour la mise en œuvre d'un grand nombre de modèles que pour la réutilisation ou l'adaptation de procédures établies par INRO ou des utilisateurs d'Emme.