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Title:
METHOD FOR ESTIMATING A JOURNEY TIME OF A VEHICLE ON A ROAD NETWORK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/190233
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for estimating, by a computer, a journey time of a vehicle on a road network, the road network being defined in the form of a mesh comprising a plurality of segments x, each segment x being associated with a mean speed unaffected by weather conditions (Va) for crossing the segment, each segment x being associated with a worsened state (M) of weather conditions, the method including: a step of calculating a mean speed affected by weather conditions (Vc) for crossing the segment from the mean speed unaffected by weather conditions (Va) and climate-modelling parameters (P, P*) defined locally for each segment x in accordance with the worsened state (M) of weather conditions; a step of calculating the time required to cross a segment x at a crossing time t from the mean speed affected by weather conditions (Vc) for the given segment x; and a step of calculating the journey time from the calculation of the time required to cross the segments x.

Inventors:
LOUBES JEAN-MICHEL (FR)
GAMBOA FABRICE (FR)
KIEN JEAN-NOEL (FR)
ALLAIN GUILLAUME (FR)
Application Number:
PCT/FR2013/051423
Publication Date:
December 27, 2013
Filing Date:
June 18, 2013
Export Citation:
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Assignee:
MEDIAMOBILE (FR)
International Classes:
G01C21/34; G08G1/01
Domestic Patent References:
WO2012062760A12012-05-18
Foreign References:
US6317686B12001-11-13
EP2363690A22011-09-07
US20100036594A12010-02-11
FR2926880A12009-07-31
Attorney, Agent or Firm:
GEVERS FRANCE et al. (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS 1. Méthode d'estimation d'un temps de parcours (tp) d'un véhicule dans un réseau routier par un calculateur, le réseau routier étant défini sous la forme d'un maillage comportant une pluralité de segments x, chaque segment x étant associé à une vitesse moyenne non- climatique (Va) de traversée du segment qui est fonction de son instant de traversée t, chaque segment x étant associé à une dégradation climatique (M) qui est fonction de son instant de traversée t, la méthode comprenant :

une étape de calcul d'une vitesse moyenne climatique (Vc) de traversée de chaque segment x, qui est fonction de son instant de traversée t, à partir de la vitesse moyenne non-climatique (Va) et de paramètres de modélisation climatiques (P, P*) définis localement pour chaque segment x en fonction de la dégradation climatique (M),

une étape de calcul du temps de traversée (tt) d'un segment x à un instant de traversée t à partir de la vitesse moyenne climatique (Vc) pour le segment x donné, une étape de calcul du temps de parcours (tp) à partir du calcul des temps de traversée (tt) des segments x,

caractérisée en ce que lesdits paramètres de modélisation climatique (P) pour une dégradation climatique (M) donnée pour un segment x donné sont déterminés par un procédé comportant :

une étape d'obtention d'une base temporelle de dégradations climatiques (M) pour une période de temps (PER) sur le segment x du réseau routier,

une étape d'obtention d'une base temporelle de vitesses de référence (Vr) pour la période de temps (PER), chaque vitesse de référence (Vr) correspondant à une vitesse d'un véhicule circulant sur le segment x du réseau routier,

une étape de détermination d'une pluralité d'instants de dégradation climatique (t0) à partir de la base temporelle de dégradations climatiques (M),

o pour chaque instant de dégradation climatique (t0), une étape de détermination d'une vitesse dégradée (Vd) par la dégradation climatique (M),

o pour chaque instant de dégradation climatique (t0), une étape de détermination d'un voisinage temporel de l'instant de dégradation climatique (t0) au cours duquel la vitesse de référence (Vr) est considérée comme constante et une étape de détermination d'une vitesse avant-dégradation (Vad) dans le voisinage temporel prédéterminé,

o la modification de la vitesse par une dégradation climatique (M) étant représentée par un modèle paramétrique dans lequel des paramètres (P, P*) associent la vitesse avant-dégradation (Vad) à la vitesse dégradée (Vd), une étape d'estimation des paramètres de modélisation (P, P*) à partir des vitesses avant-dégradation (Vad) et des vitesses dégradées (Vd) pour l'ensemble des instants de dégradation climatique (t0).

2. Méthode selon la revendication 1 , dans laquelle les paramètres de modélisation (P) sont propres à chaque segment x du réseau routier.

3. Méthode selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle, chaque segment x du réseau routier appartenant à une classe FRC, la méthode comporte une étape de calcul de paramètres de modélisation normalisés (P*) en fonction de la vitesse de trafic fluide FFS dudit segment x.

4. Méthode selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle, chaque vitesse de référence (Vr) est obtenue à partir de mesures réalisées sur un réseau flottant de véhicules circulant sur le réseau routier.

5. Méthode selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle le voisinage temporel de l'instant de dégradation climatique (t0) est de période constante, de préférence, de l'ordre de 5 minutes.

6. Méthode selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle, pour un segment x considéré, la vitesse moyenne climatique (Vc) est égale à la vitesse moyenne non-climatique (Va) si cette dernière est inférieure à une vitesse seuil (Vs) qui est fonction des paramètres de modélisation et de la vitesse de trafic fluide (FFS) du segment x considéré.

7. Méthode selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle la modification de la vitesse par une dégradation climatique est représentée par un modèle paramétrique du type MARS, de préférence, un modèle linéaire de la forme suivante au voisinage (ψ ) d'un instant de dégradation climatique (t0):

étant les paramètres de modélisation P du segment x considéré.

8. Méthode selon les revendications 6 et 7 prises ensemble, dans laquelle, pour un segment x considéré, la vitesse seuil (Vs) est définie de la manière suivante :

9. Dispositif d'estimation d'un temps de parcours d'un véhicule dans un réseau routier par un calculateur, le réseau routier étant défini sous la forme d'un maillage comportant une pluralité de segments x, chaque segment x étant associé à une vitesse moyenne non- climatique (Va) de traversée du segment qui est fonction de son instant de traversée t, chaque segment x étant associé à une dégradation climatique (M) qui est fonction de son instant de traversée t, le dispositif comportant : des moyens de calcul d'une vitesse moyenne climatique (Vc) de traversée de chaque segment x, qui est fonction de son instant de traversée t, à partir de la vitesse moyenne non-climatique (Va) et de paramètres de modélisation climatiques (P,P*) définis localement pour chaque segment x en fonction de la dégradation climatique (M),

des moyens de calcul du temps de traversée (tt) d'un segment x à un instant de traversée t à partir de la vitesse moyenne climatique (Vc),

des moyens de calcul du temps de parcours (tp) à partir du calcul des temps de traversée (tt) des segments x,

caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de détermination desdits paramètres de modélisation climatique (P) pour une dégradation climatique (M) donnée pour un segment x donné comportant :

des moyens d'obtention d'une base temporelle de dégradations climatiques (M) pour une période de temps (PER) sur le segment x du réseau routier,

- des moyens d'obtention d'une base temporelle de vitesses de référence (Vr) pour la période de temps (PER), chaque vitesse de référence (Vr) correspondant à une vitesse d'un véhicule circulant sur le segment x du réseau routier,

des moyens de détermination d'une pluralité d'instants de dégradation climatique (t0) à partir de la base temporelle de dégradations climatiques (M),

o pour chaque instant de dégradation climatique (t0), des moyens de détermination d'une vitesse dégradée (Vd) par la dégradation climatique (M), o pour chaque instant de dégradation climatique (t0), des moyens de détermination d'un voisinage temporel de l'instant de dégradation climatique (t0) au cours duquel la vitesse de référence (Vr) est considérée comme constante et des moyens de détermination d'une vitesse avant-dégradation

(Vad) dans le voisinage temporel prédéterminé,

o des moyens d'estimation des paramètres de modélisation (P, P*) à partir des vitesses avant-dégradation (Vad) et des vitesses dégradées (Vd) pour l'ensemble des instants de dégradation climatique (t0).

Description:
METHODE D'ESTIMATION D'UN TEMPS DE PARCOURS D'UN VEHICULE DANS UN RESEAU

ROUTIER DOMAINE TECHNIQUE GENERAL ET ART ANTERIEUR

La présente invention concerne le domaine de la gestion du trafic routier afin de permettre une estimation précise du temps de parcours entre un lieu d'arrivée et un lieu de départ. De manière classique, un réseau routier se présente sous la forme d'un maillage comportant une pluralité de segments élémentaires x. Pour estimer un temps d'un parcours composé de n segments x, on utilise de manière classique une base de données qui indique la vitesse moyenne Va de traversée d'un segment x en fonction de l'instant de traversée (matinée, soirée, etc.) du véhicule comme illustré à la figure 1. La base de données de vitesses moyennes Va est formée à partir d'algorithmes qui tiennent compte, en particulier, des conditions de trafic (embouteillages, zone de travaux, etc.). Une telle base de données de vitesses moyennes Va est connue de l'homme du métier. De manière alternative, la base de données peut également indiquer le temps moyen de traversée d'un segment x en fonction de l'instant de traversée t du véhicule comme présenté dans la demande de brevet FR2926880 de la société MEDIAMOBILE.

Grâce à la connaissance du temps de parcours, un automobiliste peut, d'une part, choisir le meilleur itinéraire pour atteindre son lieu d'arrivée et, d'autre part, choisir la meilleure période horaire pour débuter son voyage. La précision de l'estimation du temps de parcours est cruciale pour permettre à un automobiliste de faire les bons choix.

Les conditions météorologiques sur le trajet influencent la vitesse de l'automobiliste au cours de son voyage. En effet, un automobiliste ne peut pas rouler à la même vitesse lorsque la chaussée est sèche que lorsqu'elle est couverte de neige ou de pluie. Aussi, il a été proposé d'estimer le temps de parcours en tenant compte des prévisions météorologiques. On connaît dans l'art antérieur une méthode dans laquelle la vitesse d'un automobiliste est pénalisée de manière globale en fonction de la nature de l'intempérie météorologique prévue. A titre d'exemple, la vitesse estimée de l'automobiliste est pénalisée de 20% en cas de neige et de 10% en cas de pluie. Bien que l'application d'un taux de pénalité global permette d'améliorer l'estimation du temps de parcours, la précision de l'estimation n'est pas suffisante en particulier sur un parcours de grande distance comportant des segments de natures différentes.

PRESENTATION GENERALE DE L'INVENTION

Afin d'éliminer cet inconvénient, l'invention concerne une méthode d'estimation d'un temps de parcours d'un véhicule dans un réseau routier par un calculateur, le réseau routier étant défini sous la forme d'un maillage comportant une pluralité de segments x, chaque segment x étant associé à une vitesse moyenne non-climatique de traversée du segment qui est fonction de son instant de traversée t, chaque segment x étant associé à une dégradation climatique qui est fonction de son instant de traversée t, méthode comprenant :

une étape de calcul d'une vitesse moyenne climatique de traversée de chaque segment x, qui est fonction de son instant de traversée t, à partir de la vitesse moyenne non-climatique et de paramètres de modélisation climatiques définis localement pour chaque segment x en fonction de la dégradation climatique ;

une étape de calcul du temps de traversée d'un segment x à un instant de traversée t à partir de la vitesse moyenne climatique pour le segment x donné ; et

une étape de calcul du temps de parcours à partir du calcul des temps de traversée des segments x,

caractérisée en ce que les paramètres de modélisation climatique pour une dégradation climatique donnée pour un segment x donné sont déterminés par un procédé comportant :

une étape d'obtention d'une base temporelle de dégradations climatiques pour une période de temps sur le segment x du réseau routier ;

- une étape d'obtention d'une base temporelle de vitesses de référence pour la période de temps, chaque vitesse de référence correspondant à une vitesse d'un véhicule circulant sur le segment x du réseau routier ;

une étape de détermination d'une pluralité d'instants de dégradation climatique à partir de la base temporelle de dégradations climatiques ;

o pour chaque instant de dégradation climatique, une étape de détermination d'une vitesse dégradée par la dégradation climatique ;

o pour chaque instant de dégradation climatique, une étape de détermination d'un voisinage temporel de l'instant de dégradation climatique au cours duquel la vitesse de référence est considérée comme constante et une étape de détermination d'une vitesse avant-dégradation dans le voisinage temporel prédéterminé ;

o la modification de la vitesse par une dégradation climatique étant représentée par un modèle paramétrique dans lequel des paramètres associent la vitesse avant- dégradation à la vitesse dégradée, une étape d'estimation des paramètres de modélisation à partir des vitesses avant-dégradation et des vitesses dégradées pour l'ensemble des instants de dégradation climatique.

Selon l'invention, on utilise des paramètres de modélisation qui ne sont pas définis globalement pour l'ensemble du réseau routier mais de manière locale pour chaque segment x en fonction de la dégradation climatique considérée. De manière avantageuse, cela permet de modéliser de manière réelle et précise la modification de vitesse suite à une dégradation. En effet, l'impact d'une dégradation est plus important lorsqu'un véhicule circule sur un segment rapide (autoroute) que sur un segment plus lent (route en agglomération).

Par ailleurs, la création d'une base de vitesses climatiques permet de ne pas modifier les algorithmes de calcul de temps de parcours, les algorithmes utilisant des vitesses climatiques au lieu de vitesses non-climatiques. De manière avantageuse, l'estimation du temps de parcours peut être réalisée de manière très rapide, de préférence, en temps réel ce qui est avantageux pour les utilisateurs utilisant des systèmes embarqués dans leur véhicule. Les paramètres de modélisation sont obtenus sur une période de mesure passée afin de définir ces derniers de manière statistique par retour d'expérience. Ainsi, les paramètres de modélisation sont propres à chaque segment x ce qui assure une précision optimale.

De plus, la détermination d'une vitesse avant-dégradation et d'une vitesse dégradée très proches de l'instant de dégradation climatique permet de modéliser de manière précise l'évolution réelle de la vitesse d'un véhicule lors de l'apparition d'une dégradation.

Enfin, l'estimation des paramètres de modélisation est réalisée pour un grand nombre d'instants de dégradation climatique ce qui permet d'obtenir des paramètres de modélisation optimaux caractéristiques du segment x considéré pour une dégradation considérée.

De manière préférée, les paramètres de modélisation sont propres à chaque segment x du réseau routier. Ainsi, chaque segment possède ses propres paramètres de modélisation ce qui permet de définir des vitesses climatiques « sur mesure » pour estimer de manière optimale le temps de parcours sur le réseau routier.

De préférence encore, la méthode comporte une étape de calcul de paramètres de modélisation normalisés en fonction de la vitesse de trafic fluide FFS dudit segment x. En normalisant les paramètres de modélisation en fonction de la vitesse de trafic fluide, on obtient des paramètres généraux applicables à tout segment x.

De manière préférée, chaque vitesse de référence est obtenue à partir de mesures réalisées sur un réseau flottant de véhicules circulant sur le réseau routier. Ainsi, on obtient des vitesses de références hétérogènes sur le plan spatial et temporel mais nombreuses pour permettre une détermination statistique de paramètres de modélisation. De préférence, le réseau flottant de véhicules comporte une pluralité de véhicules équipés d'un système GPS embarqué associant la vitesse de circulation à une position spatiale, par exemple, le segment du réseau sur lequel circule le véhicule. Selon un aspect préféré de l'invention, le voisinage temporel de l'instant de dégradation climatique est de période constante, de préférence, de l'ordre de 5 minutes. Ainsi, on optimise la probabilité d'obtenir des vitesses de référence dans le voisinage tout en conservant une hypothèse vraisemblable de vitesse constante. De préférence, pour un segment x considéré, la vitesse moyenne climatique est égale à la vitesse moyenne non-climatique si cette dernière est inférieure à une vitesse seuil qui est fonction des paramètres de modélisation et de la vitesse de trafic fluide FFS du segment x considéré. Après observation, la vitesse d'un véhicule n'est pas impactée par une dégradation climatique lorsque ce dernier circule à une vitesse lente. On tire partie de cette observation pour accélérer le calcul de la base de vitesses climatiques en conservant les vitesses non-climatiques de faible valeur. En outre, on lie la vitesse seuil aux paramètres caractéristiques d'un segment, c'est-à-dire, ses paramètres de modélisation ce qui permet d'assurer un compromis optimal entre coût et précision calculatoire.

De préférence encore, la modification de la vitesse par une dégradation climatique est représentée par un modèle paramétrique du type MARS, de préférence, un modèle linéaire de la forme suivante au voisinage d'un instant de dégradation climatique t 0 :

étant les paramètres de modélisation P du segment x considéré

Une telle modélisation paramétrique linéaire permet d'obtenir de manière rapide une vitesse climatique à partir d'une vitesse non-climatique obtenue de manière classique. En outre, l'estimation des paramètres de modélisation est aisée pour une telle modélisation paramétrique linéaire.

De préférence toujours, pour un segment x considéré, la vitesse seuil Vs est définie de la manière su ivante

L'invention concerne également un dispositif d'estimation d'un temps de parcours d'un véhicule dans un réseau routier par un calculateur, le réseau routier étant défini sous la forme d'un maillage comportant une pluralité de segments x, chaque segment x étant associé à une vitesse moyenne non-climatique (Va) de traversée du segment qui est fonction de son instant de traversée t, chaque segment x étant associé à une dégradation climatique (M) qui est fonction de son instant de traversée t, le dispositif comportant :

- des moyens de calcul d'une vitesse moyenne climatique (Vc) de traversée de chaque segment x, qui est fonction de son instant de traversée t, à partir de la vitesse moyenne non-climatique (Va) et de paramètres de modélisation climatiques (P,P*) définis localement pour chaque segment x en fonction de la dégradation climatique (M) ;

des moyens de calcul du temps de traversée (tt) d'un segment x à un instant de traversée t à partir de la vitesse moyenne climatique (Vc) ; et

des moyens de calcul du temps de parcours (tp) à partir du calcul des temps de traversée (tt) des segments x, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de détermination desdits paramètres de modélisation climatique (P) pour une dégradation climatique (M) donnée pour un segment x donné comportant : des moyens d'obtention d'une base temporelle de dégradations climatiques (M) pour une période de temps (PER) sur le segment x du réseau routier,

- des moyens d'obtention d'une base temporelle de vitesses de référence (Vr) pour la période de temps (PER), chaque vitesse de référence (Vr) correspondant à une vitesse d'un véhicule circulant sur le segment x du réseau routier,

des moyens de détermination, pour une dégradation climatique (M) donnée, d'une pluralité d'instants de dégradation climatique (t 0 ) à partir de la base temporelle de dégradations climatiques (M),

o pour chaque instant de dégradation climatique (t 0 ), des moyens de détermination d'une vitesse dégradée (Vd) par la dégradation climatique (M),

o pour chaque instant de dégradation climatique (t 0 ), des moyens de détermination d'un voisinage temporel de l'instant de dégradation climatique (t 0 ) au cours duquel la vitesse de référence (Vr) est considérée comme constante et des moyens de détermination d'une vitesse avant-dégradation (Vad) dans le voisinage temporel prédéterminé,

o des moyens d'estimation des paramètres de modélisation (P, P*) à partir des vitesses avant-dégradation (Vad) et des vitesses dégradées (Vd) pour l'ensemble des instants de dégradation climatique (t 0 ).

PRESENTATION DES FIGURES

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et se référant aux dessins annexés sur lesquels :

la figure 1 est une représentation schématique d'une méthode d'estimation d'un temps de parcours à partir d'une base de vitesses non-climatiques selon l'art antérieur ;

la figure 2 est une représentation schématique d'une méthode d'estimation d'un temps de parcours à partir d'une base de vitesses climatiques selon l'invention ;

la figure 3 est une représentation schématique de la formation de la base de vitesses climatiques à partir d'une base de paramètres de modélisation ;

la figure 4 est un diagramme schématique des étapes de formation de la base de paramètres de modélisation ;

- la figure 5 est une représentation de la modélisation linéaire de la vitesse dégradée d'un véhicule en fonction de sa vitesse avant-dégradation ;

la figure 6 est une représentation des vitesses de référence mesurées lors d'un instant de dégradation climatique t 0 ;

la figure 7 est une représentation des paramètres de modélisation estimés pour une pluralité de segments x du réseau routier ; et

la figure 8 est une représentation des paramètres de modélisation normalisés. Il faut noter que les figures exposent l'invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l'invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l'invention le cas échéant.

DESCRIPTION D'UN OU PLUSIEURS MODES DE REALISATION ET DE MISE EN OEUVRE

La méthode selon l'invention permet l'estimation d'un temps de parcours d'un véhicule, en particulier automobile, sur un réseau routier défini, de manière classique, sous la forme d'un maillage comportant une pluralité de segments élémentaires appelés également arcs. De manière traditionnelle, chaque segment x comporte une pluralité d'attributs afin de le caractériser. A titre d'exemple, un segment x peut être caractérisé par une position géographique sur le réseau routier, un paramètre FRC (Functional Road Class) indiquant la classe fonctionnelle du segment et une vitesse de trafic fluide FFS.

La classe FRC, connue de l'homme du métier, est fonction du type de route concerné comme indiqué dans le tableau ci-dessous. Dans l'exemple de mise en œuvre de l'invention qui va être présenté par la suite, seuls des segments de classe FRC 0 à 2 sont considérés par souci de clarté. Néanmoins, il va de soi que l'invention s'applique à tout type de segment pour toute valeur FRC.

La vitesse de trafic fluide FFS d'un segment x est définie comme étant la vitesse la plus probable en trafic fluide sur ce segment. Par exemple, un segment de l'autoroute A1 du réseau routier français possède une vitesse de trafic fluide FFS de 1 19 km/h. La vitesse de trafic fluide FFS est une donnée connue pour chaque segment x et est corrélée à la classe FRC du segment x.

De manière classique, comme indiqué dans le préambule, chaque segment x est associé à une vitesse moyenne non-climatique Va de traversée du segment qui est fonction de son instant de traversée t. De préférence, l'ensemble des vitesses Va sont rassemblées dans une base de données. A titre d'exemple, pour un segment x donné correspondant à un tronçon d'une voie périphérique d'une grande agglomération, on connaît la vitesse moyenne Va de traversée à tout instant de la journée. De manière classique, en semaine, la vitesse moyenne Va est plus faible vers 8h du matin du fait de la circulation de personnes se rendant à leur travail que vers 1 1 h. Cette vitesse moyenne Va, ne dépendant pas des conditions climatiques, est connue de l'homme du métier et ne sera pas détaillée plus en avant.

Selon l'invention, en référence à la figure 2, le temps de parcours est estimé à partir d'une base de vitesses moyennes climatiques Vc. Chaque segment x est associé à une vitesse moyenne climatique Vc de traversée du segment qui est fonction de son instant de traversée t. Autrement dit, on remplace dans la méthode de calcul du temps de parcours les vitesses non-climatiques Va par des vitesses climatiques Vc plus pertinentes. De manière avantageuse, seul le paramètre relatif à la vitesse moyenne est modifié dans l'algorithme. Ainsi, cela permet de prendre en compte des conditions météorologiques dans divers algorithmes préexistants, seules les bases de données de vitesses utilisées par les algorithmes devant être changées.

L'obtention d'une base de vitesses climatiques Vc va être maintenant détaillée. Selon l'invention, chaque vitesse climatique Vc pour un segment x donné à un instant de traversée donnée t est obtenue à partir de :

la vitesse non-climatique Va,

- un paramètre de dégradation météorologique M défini pour le segment x à l'instant de traversée t et

des paramètres de modélisation P définis pour le segment x et fonction de la dégradation météorologique M. Par la suite, une dégradation météorologique M dépend du segment x considéré et de l'instant t considéré. La dégradation météorologique M peut correspondre, par exemple, à une averse de pluie (faible, moyenne ou forte), une chute de neige, la présence de brouillard, etc. De préférence, la dégradation météorologique M est nulle pour un temps dégagé. Dans cet exemple, la dégradation météorologique M est actualisée toutes les 15 minutes et est fournie par un organisme météorologique (Météo France, etc.).

Afin de pouvoir estimer l'impact d'une dégradation climatique M sur la vitesse moyenne d'un véhicule circulant sur un segment x donné à un instant donné, il est connu de modéliser l'évolution de la vitesse de manière mathématique.

Dans cette mise en œuvre de l'invention, on utilise un modèle paramétrique qui met en relation une vitesse avant-dégradation Vad et une vitesse dégradée Vd suite à la dégradation climatique M. Autrement dit, le modèle comporte des paramètres P qui permettent de définir, pour une dégradation climatique donnée M, la future vitesse dégradée Vd à partir d'une vitesse avant- dégradation donnée Vad. Ainsi, on considère que la vitesse non-climatique Va est une vitesse avant-dégradation Vad et que la vitesse climatique Vc correspond à une vitesse dégradée Vd.

Pour permettre de modéliser l'impact des conditions météorologiques sur la vitesse moyenne, on analyse les changements de vitesse des véhicules sur une pluralité de segments x lors de l'apparition d'une dégradation météorologique M à un instant t 0 . Autrement dit, contrairement à l'art antérieur dans lequel l'impact des conditions météorologiques était considéré de manière globale, la modélisation selon l'invention est réalisée à partir d'une pluralité de modifications des vitesses sur une pluralité de segments x. Cette modélisation est qualifiée de « microscopique » car elle met en relation des vitesses locales mesurées pour un segment x donné.

Un premier modèle paramétrique représentatif de l'évolution de la vitesse pour un segment x donné à un instant de dégradation climatique t 0 est le modèle MARS pour « Multivariate Adaptive Régression Splines ». Une expression simplifiée de ce modèle est connue de l'homme du métier sous la forme ci-dessous pour un voisinage de t 0 :

Dans laquelle :

Un tel modèle paramétrique permet de mettre en correspondance la vitesse dégradée Vd en fonction de la vitesse avant-dégradation Vad. Une telle modélisation permet d'approximer la vitesse moyenne modifiée autour du temps t 0 . Dans la formule (Q2), les paramètres de modélisation P se présentent sous la forme de deux variables qui dépendent de la

dégradation climatique M survenue à l'instant de dégradation climatique t 0 . Autrement dit, pour chaque segment x considéré, pour chaque type de dégradation M (pluie faible, pluie forte, etc.), il existe de nouveaux paramètres de modélisation P afin de mettre en relation la vitesse avant- dégradation Vad et la vitesse dégradée Vd. Un tel modèle paramétrique est complet et offre une grande précision.

Un deuxième modèle paramétrique d'une évolution de la vitesse moyenne pour un segment x donné pour un voisinage de t 0 est le modèle linéaire suivant :

La formule (Q3) présente une forme restreinte ou simplifiée du modèle paramétrique MARS des formules (Q1 ) et (Q2). Dans la formule (Q3), les paramètres de modélisation P se présentent sous la forme de deux variables qui dépendent de la dégradation climatique M survenue à l'instant de dégradation climatique t 0 . Autrement dit, pour chaque type de dégradation M (pluie faible, pluie forte, etc.), il existe de nouveaux paramètres de modélisation P afin de mettre en relation la vitesse avant la dégradation Vad et la vitesse dégradée Vd.

En pratique, on s'aperçoit que la relation (Q3) n'est valable que pour une vitesse avant-dégradation Vad supérieure à une vitesse seuil Vs. En effet, lorsqu'un véhicule circule à faible vitesse, sa vitesse n'est pas influencée par l'apparition d'une dégradation climatique M. Autrement dit, lorsque la vitesse avant-dégradation Vad est inférieure à la vitesse seuil Vs, la vitesse dégradée Vd est égale à la vitesse avant-dégradation Vad. En référence à la figure 5, pour modéliser de manière continue l'effet d'une dégradation climatique M, on définit la vitesse seuil Vs comme la vitesse qui répond à l'équation suivante :

Autrement dit, la modélisation linéaire est définie comme suit :

L'utilisation d'une vitesse seuil Vs permet avantageusement de limiter le nombre de calculs pour obtenir des vitesses dégradées Vd, c'est-à-dire, la base de vitesses climatiques Vc. En effet, quand la vitesse avant-dégradation Vad est inférieure à la vitesse seuil Vs, il n'est pas utile de calculer la vitesse dégradée Vd, celle-ci étant égale à la vitesse avant-dégradation Vad. Ainsi, lorsque les prévisions climatiques évoluent très rapidement, on peut obtenir la base de vitesses climatiques Vc en temps réel.

Les paramètres de modélisation sont inconnus et vont être estimés à partir d'une base d'observations de vitesses de référence Vr sur une période temporelle déterminée PER comme représenté à la figure 4.

Pour estimer les paramètres de modélisation P, il est nécessaire de connaître la vitesse avant dégradation Vad et la vitesse dégradée Vd pour un grand nombre d'instants de dégradations climatiques t 0 . Pour obtenir une estimation précise, il est nécessaire que les vitesses mesurées soient le plus proches possible de l'instant t 0 d'apparition de la dégradation climatique M.

Afin de pouvoir observer l'influence d'une dégradation météorologique M sur la vitesse d'un véhicule, on collecte sur une même période temporelle PER sur une pluralité de segments x du réseau routier, d'une part, une pluralité d'instants t 0 de dégradation climatique M et, d'autre part, une pluralité de vitesses de référence Vr de véhicules circulant sur les segments x. Cela permet ainsi de suivre l'évolution de la vitesse d'un véhicule lorsqu'une dégradation survient.

Pour chaque segment x du réseau routier, on détermine les instants de dégradation t 0 d'une dégradation climatique donnée M. Ainsi, pour un segment d'autoroute, on connaît sur la période temporelle PER à quels moments est apparue de la pluie, de la neige, etc. Par la suite, seule l'évolution temporelle de la dégradation climatique relative M à une « pluie forte » va être présentée sur la période temporelle PER pour une pluralité de segments x comme illustré à la figure 5.

Chaque vitesse de référence Vr correspondant à une vitesse d'un véhicule circulant sur un segment x du réseau routier à un instant donné t de la période PER. Cette vitesse de référence Vr n'est pas constante au cours du temps, en particulier, du fait des conditions de trafic et des conditions météorologiques. La vitesse de référence Vr est de préférence obtenue par une source FCD pour « Floating Car Data » qui permet de recueillir les vitesses instantanées d'une pluralité de véhicules, circulant sur les segments x du réseau routier, qui fournissent, au moyen d'un dispositif GPS embarqué, la vitesse instantanée et la position géographique du véhicule. Ainsi, grâce à la pluralité de vitesses collectées pendant la période PER, on dispose de plusieurs vitesses de référence Vr sur un grand nombre de segments x du réseau routier. En outre, on connaît l'instant de mesure t de chaque vitesse de référence Vr. Dans cet exemple, des vitesses de référence Vr sur les segments du réseau routier ont été rassemblées sur une période de temps PER de l'ordre de 107 jours.

En référence à la figure 6, on a représenté l'évolution des vitesses de référence Vr sur un segment x donné et sur une période de mesure PER au cours de laquelle une dégradation climatique M « pluie forte » est survenue à un instant de dégradation climatique t 0 . Comme on peut l'observer sur cette figure, la vitesse de référence Vr des véhicules chute de manière importante à l'apparition de la dégradation climatique M. Afin d'estimer de manière précise les paramètres de modélisation P pour un segment x donné, il est nécessaire de déterminer, dans un premier temps, les instants temporels de changement de climat t 0 puis, dans un deuxième temps, la vitesse dégradée Vd associée à cet instant t 0 et, dans un troisième temps, la vitesse avant dégradation Vad associée à cet instant t 0 . Tout d'abord, pour un segment x donné, on détermine les instants temporels de dégradation climatique t 0 . Ainsi, si pour un segment x donné, le temps était clément pendant la matinée et que des averses de pluie sont survenues à 12h, on relève l'instant temporel t 0 =12h qui correspond à l'apparition d'une dégradation climatique M. Dans cet exemple, comme les dégradations climatiques sont indiquées toutes les 15 minutes, un instant temporel de changement de climat t 0 ne peut apparaître que toutes les 15 minutes. Il va de soi que la fréquence de mise à jour des conditions climatiques pourrait être différente.

A titre d'exemple, la figure 6 représente l'instant temporel t 0 lors de l'apparition de la pluie. L'instant temporel de changement de climat t 0 est défini grâce à la dégradation météorologique M qui a évolué de « temps dégagé » à « forte pluie ».

Dans cet exemple, en référence à la figure 4, on considère que la vitesse de référence Vr mesurée à l'instant t 0 correspond à la vitesse dégradée Vd comme illustré à la figure 6. Dans l'hypothèse où aucune vitesse de référence n'a été mesurée à l'instant t 0 , la vitesse dégradée Vd est recherchée dans l'intervalle de temps [t 0 ,t 0 + 15 minutes[ qui correspond à la fréquence de renseignement des dégradations climatiques M. Si malgré tout, aucune vitesse de référence Vr n'a été mesurée dans cet intervalle, ce changement climatique ne sera alors pas pris en compte. Pour chaque instant de dégradation climatique t 0 , toujours en référence à la figure 4, on détermine un voisinage autour de l'instant de dégradation climatique t 0 pour lequel la vitesse de référence Vr est considérée comme constante sur ce voisinage . De préférence, on

détermine des voisinages de durée h constante selon la formule suivante : . Dans cet exemple, la durée h est égale à 5 minutes et permet d'obtenir en pratique des voisinages dans lesquels la vitesse de référence Vr est réputée constante.

Comme expliqué précédemment, la vitesse de référence Vr est mesurée à différents instants sur les segments x du réseau routier grâce à la méthode FCD précédemment décrite. Pour chaque voisinage précédemment défini, on détermine l'instant de ce voisinage correspondant à l'instant temporel de la dernière mesure de vitesse V sur ce voisinage Par la suite, l'instant est désigné instant de basculement. Autrement dit, est la dernière mesure de vitesse

mesurée sur un segment x donné avant l'apparition de la dégradation climatique M. A titre d'exemple, la figure 6 représente par des points une pluralité de vitesses Vr mesurées dans le voisinage le dernier point (le plus proche de correspond à la vitesse avant-dégradation

à l'instant de basculement . Ainsi, on détermine une vitesse avant dégradation Vad pour le voisinage de chaque instant temporel de changement climatique t 0 .

De manière optionnelle, il se peut qu'il n'existe pas d'instant de basculement dans le voisinage donné. En effet, comme les vitesses de référence Vr sont mesurées de manière discontinue,

il n'est pas certain que des vitesses aient été mesurées dans le voisinage considéré. Pour éliminer cet inconvénient, on détermine la vitesse avant dégradation Vad pour un autre jour de circulation sur le même voisinage Autrement dit, on suppose que la vitesse de référence Vr est sensiblement constante d'un jour à un autre pour le même instant de la journée. A titre d'exemple, si sur un segment x donné, pour un instant de dégradation climatique t 0 égal à 12h00 pour un jour J, il n'existe pas d'instant de basculement sur le voisinage correspondant à

la fenêtre temporelle 1 1 h55-12h00, on recherche un instant de basculement sur le même voisinage à un autre jour (J-1 , J+1 , etc.). Après analyse sur un grand nombre d'échantillons, l'hypothèse est valide et la vitesse avant-dégradation Vad mesurée est sensiblement constante sur deux voisinages identiques pendant des journées différentes sans dégradation climatique M.

Ainsi, pour chaque instant de dégradation climatique t 0 pour un segment x donné, on bénéficie, d'une part, de la vitesse avant-dégradation Vad mesurée avant l'apparition de la dégradation climatique M et, d'autre part, de la vitesse dégradée Vd mesurée à l'apparition de la dégradation climatique M. Cette association est représentée par une flèche sur la figure 6.

Grâce à l'obtention d'une pluralité de valeurs de vitesse avant dégradation Vad et de vitesse dégradée Vd pour une pluralité d'instants de dégradation climatique t 0 pour un même segment x donné, on peut estimer les paramètres de modélisation P du segment x considéré. Grâce à la formule (Q5), on peut estimer des paramètres de modélisation P pour chaque segment x pour une dégradation climatique M donnée, c'est-à-dire, un couple de paramètres Dans cet exemple, l'estimation est réalisée par la méthode des moindres carrés, dite méthode RMS, connue de l'homme du métier. Grâce à cette estimation, on obtient un couple de paramètres pour un segment donné x du réseau routier à partir de l'analyse d'une pluralité de modifications de vitesses observées sur ce segment x pour le même type de dégradation M. On applique la même méthode à chaque segment x du segment routier pour obtenir une pluralité de couples de paramètres pour l'ensemble des segments x du réseau routier pour le même type de dégradation M. Autrement dit, on obtient une pluralité de solutions sur le plan microscopique. A titre d'exemple, la valeur des couples de paramètres pour le même type

de dégradation M (pluie forte) est représentée sur le diagramme de la figure 7. On itère ces étapes de manière à obtenir une pluralité de couples de paramètres pour l'ensemble des segments x et pour tout type de dégradation climatique M.

Selon un premier aspect de l'invention, les paramètres de modélisation P se présentent sous la forme d'un couple de paramètres défini pour chaque segment x et pour chaque type de dégradation M.

Ainsi, en référence à la figure 3, grâce à de tels paramètres de modélisation P, on peut déterminer la vitesse dégradée Vd (c'est à dire une vitesse climatique Vc) en fonction d'une vitesse avant dégradation Vad (c'est à dire une vitesse non-climatique Va) et de prévisions de dégradations climatiques M. Grâce à cette vitesse climatique Vc, définie « sur mesure » pour le segment x considéré, on peut estimer de manière précise le temps de traversée tt d'un véhicule sur le segment x et donc déterminer avec précision un temps de parcours tp.

Selon un deuxième aspect de l'invention, les couples de paramètres sont regroupés en fonction de la classe FRC des segments x considérés. Dans cet exemple, seuls des segments de classe FRC égale à 0, 1 ou 2 ont été considérés mais il va de soi que l'invention s'applique à toute classe FRC. De manière incidente, en référence à la figure 7, les couples de paramètres obtenus pour des segments x de classe FRC égale à 0 appartiennent à un premier groupe G1 de couples qui est centré sur un couple de paramètres de modélisation moyens De manière similaire, les couples de paramètres obtenus pour des segments x de classe FRC égale à 1 ou 2 appartiennent à un deuxième groupe G2 de couples qui est centré sur un couple de paramètres de modélisation moyens

Autrement dit, grâce au calcul d'une pluralité de couples de paramètres de modélisation au niveau microscopique pour chaque segment x pris individuellement, des paramètres de modélisations moyens peuvent être définis pour chaque classe FRC.

Afin d'améliorer la précision des paramètres de modélisation tout en permettant une définition indépendante de la classe FRC des segments, les paramètres de modélisation P sont normalisés en fonction de la vitesse de trafic fluide FFS qui est propre à chaque segment x et fortement corrélée à la classe FRC. Dans cet exemple, le paramètre ¾ est normalisé en fonction de la vitesse de trafic fluide FFS dudit segment x pour lequel le paramètre ¾> a été obtenu.

En référence à la figure 7, après normalisation, les paramètres de modélisation sont regroupés en un unique groupe G 3 qui est centré sur un couple de paramètres de modélisation normalisés moyens pour lesquels De manière avantageuse, on obtient un

couple de paramètres de modélisation normalisés P* qui est valable pour tout segment x du réseau routier et, ce, même en l'absence de données mesurées sur chaque segment x du réseau routier. Ainsi, si on ajoute un nouveau segment x au réseau routier, la seule connaissance de sa vitesse FFS et des paramètres de modélisation normalisés permet de calculer les paramètres de modélisation propres sans avoir recours à une nouvelle estimation individuelle, c'est- à-dire, à une nouvelle analyse microscopique dudit segment x.

De tels paramètres de modélisation normalisés P* sont généraux et plus simples à mettre en œuvre sur l'ensemble du réseau routier par comparaison aux paramètres de modélisation P. Ainsi, la base de vitesses climatiques Vc est obtenue de manière rapide à partir de la base de vitesses non-climatiques Va. De manière classique, les paramètres de modélisation P, P* sont actualisés au cours du temps pour permettre une estimation précise au fur et à mesure des évolutions du réseau routier.

Pour calculer un temps de parcours sur un réseau routier, en référence à la figure 3, on procède tout d'abord à une transformation de la base de vitesses non-climatiques Va obtenue de manière classique, i.e. vitesses avant-dégradation Vad, en fonction des dégradations météorologiques M pour former une base de vitesses climatiques Vc obtenue grâce aux paramètres de modélisation P, P*. Ensuite, de manière classique, on estime le temps de traversée tt d'un segment x au moyen des algorithmes de l'art antérieur en remplaçant la vitesse non-climatique Va par une vitesse climatique Vc. Enfin, on calcule le temps de parcours tp à partir du calcul des temps de traversée tt des segments x du parcours. De manière préférée, cette méthode est mise en œuvre par un calculateur du type serveur ou ordinateur personnel.

De manière classique, la modélisation linéaire de (Q5) est transformée de manière à définir l'impact de la dégradation donné M comme une baisse de vitesse Δ de la vitesse avant- dégradation Vad. La vitesse dégradée Vd est ainsi exprimée comme suit :

Par combinaison avec la formule (Q5), on obtient l'équation suivante :

qui peut s'écrire avec les paramètres de modélisation normalisés P* comme suit

De préférence, la vitesse seuil Vs d'un segment x peut également être définie en fonction des paramètres de modélisation normalisés et de la vitesse de trafic fluide dite vitesse FFS qui sont propres à un segment donné x du réseau routier. La vitesse seuil Vs est définie comme suit avec les paramètres de modélisation P :

Avec les paramètres de modélisation normalisés la vitesse seuil Vs peut été définie comme suit :

Grâce à la formule (Q1 1 ), on obtient une base de vitesses moyennes climatiques Vc pertinente pour un coût calculatoire faible ce qui permet d'estimer un temps de parcours en temps réel.