16 janvier 2025
Système de Transport intelligent
Adobestock
Les systèmes de transports intelligents coopératifs (C-ITS) exploitent les technologies de télécommunication pour renforcer la sécurité, l'efficacité et la durabilité des transports. L’enjeu du déploiement des C-ITS est de créer des services centrés sur l'usager grâce à un écosystème d'acteurs collaborant étroitement.
Dans cet article, le Cerema présente des cas d'usage et technologies déployés dans le cadre de projets de recherches.

Les systèmes de transports intelligents coopératifs (C-ITS) ont plusieurs intérêts :

  • Améliorer la sécurité routière : En utilisant des technologies de communication avancées, les C-ITS permettent de réduire les accidents de la route en fournissant des informations en temps réel aux conducteurs et aux infrastructures.
  • Augmenter l'efficacité des transports : Les C-ITS optimisent la gestion du trafic et réduisent la congestion en permettant une meilleure coordination entre les véhicules et les infrastructures.
  • Promouvoir la durabilité : En réduisant les émissions de gaz à effet de serre et en favorisant l'utilisation de modes de transport plus écologiques (information sur les aires de covoiturage, pôle multimodaux…), les C-ITS contribuent à un environnement plus durable.
  • Créer des services centrés sur l'usager : Les C-ITS visent à offrir des services personnalisés et adaptés aux besoins des usagers, en intégrant divers acteurs du secteur des transports pour une meilleure expérience utilisateur.
  • Faciliter la coopération entre acteurs publics et privés : Les C-ITS encouragent la collaboration entre les gouvernements, les collectivités locales, les entreprises privées et les institutions académiques pour développer et déployer des solutions innovantes.

En d’autres termes, les C-ITS visent à créer un écosystème de transport plus sûr, plus efficace et plus respectueux de l'environnement. 

La directive 2010/40/UE du parlement européen et du conseil du 7 juillet 2010 avait identifié la définition des mesures pour le développement et la mise en œuvres des systèmes coopératifs comme étant un domaine prioritaire (Domaine prioritaire IV: lien entre le véhicule et l’infrastructure de transport[1]). Aussitôt, le Ministère de la Transition Écologique et de la Cohésion des Territoires a commencé à porter plusieurs projets autour des C-ITS cofinancés par l'Union européenne et le programme Connecting Europe Facility (CEF), tels que les projets :

 

SCOOP@France (2014-2019) : 

  • Spécifications du système et des composants,
  • Lancement des développements,
  • Validation et lancement de la production des véhicules et de l’équipement des routes (Technologie Hybride ITS-G5 / cellulaire).

C-Roads (2016-2021) :

  • Développement des cas d’usage : Gestion des routes et voies urbaines, gestion ferroviaire et passage à niveau et sécurité des agents d’exploitation.
  • Harmonisation européenne
  • Déploiement de l’application smartphone et des balises piéton.

IterCor (2016-2020) : 

  • Ajout de nouveau cas d’usage : logistique et gestion transfrontalière
  • Continuité de l’harmonisation européenne
 
 
Le projet InDiD a fait évoluer le catalogue français des cas d’usage :

 

 

 

Catalogue des cas d'usage

 

 

  • Cas d’usage d’alertes au niveau des zones de chantier :
    • Alerte pour véhicule automatisé
    • Véhicule dangereux approchant un chantier (alerte au véhicule dangereux et au gestionnaire)
  • Cas d’usage d’aide au franchissement de zones de péage
    • Approche d’un péage (orientation des conducteurs et/ou véhicule automatisé)
    • Franchissement d’une barrière de péage pour les véhicules automatisés
  • Cas d’usage d’information parking et co-voiturage
    • Information sur les localisations des parkings en urbain et leurs disponibilités
    • Information P+R pour le transfert modal
  • Cas d’usage demande de priorité aux feux tricolores
    • Temps au vert
    • Priorité au feu pour les véhicules prioritaires
    • Priorité au feu pour les véhicules sur la bretelle au niveau d’une insertion
    • Signalisation embarquée pour les véhicules sur la route principale au niveau d’une insertion
    • Services étendus de cartographie HD
  • Cas d’usage d’alertes aux intersections
  • Cas d’usage de cartographie HD
  • Cas d’usage usagers vulnérables en milieu urbain
    • Usagers vulnérables à un arrêt tc
    • Piéton traversant la voie en dehors d’une intersection à feu
    • Voies cyclables à contresens
  • Evènement inopinés et dangereux :
    • Alerte fermeture route col de montagne
  • Passage à niveau
    • Véhicule automatisé à un passage à niveau
    • Restriction de trafic à un passage à niveau

Architecture

L’écosystème C-ITS regroupe un ensemble de projets et applications dans différents domaines de mobilité connectée dans le but d’améliorer les services de sécurité routière, gestion de trafic, information des usagers, etc. 
 

Architecture C-ITS

Communication

Les échanges entre les différents composants de l’écosystème C-ITS se font via des communications avec l’infrastructure ou de véhicule à véhicule : 

  • V2I : Les véhicules équipés communiquent vers le centre de gestion à travers des équipements de l’infrastructure ou directement via des applis mobiles.
  • I2V : Le gestionnaire diffuse des informations aux véhicules passant dans la zone concernée grâce aux équipements de l’infrastructure ou par des dispositifs embarqués.
  • V2V : Des capteurs embarqués dans le véhicule recueillent des informations et les transmettent en amont aux véhicules alentour concernés.
  • V2X : Concerne la communication du véhicule vers d’autres objets connectés (par exp. Smartcity, éclairage intelligent, gestion des feux, protection des usagers vulnérables, mobilité multimodale). 

 

Architecture du cas d'usage information trafic

Technologies

Le principe des C-ITS repose sur les communications sans fil à courte et longue portée : 

  • L’ITS-G5 est une technologie dérivée du WiFi qui permet de diffuser (par geobroadcast*) sur un rayon à courte portée (500m-1km) des messages prioritaires avec une faible latence (temps réel < 10ms), en mode sécurisé ;
  • Le cellulaire permet de communiquer en longue portée au-delà du réseau du gestionnaire et compléter les services non critiques en termes de latence (car le cellulaire dépend des performances du réseau en terme de couverture, débits, besoin d’abonnements…)

* Le geobroadcast est un mode de routage géographique ad-hoc pour relayer les communications ITS-G5 par multi-hop, qui permet l’envoi de certains messages d’alerte de proche en proche (V2V). 

 

Communication longue et courte portée

 

Equipements

L’architecture C-ITS comprend des éléments matériels et logiciels pour communiquer entre les équipements connectés (fixes ou mobiles) : 

Equipement C-ITS

Les Unités bord de route (UBR, en anglais RSU Roadside Unit) sont des stations ITS fixes déployées au bord des infrastructures routières, permettant la communication entre les véhicules connectés et les gestionnaires. 

Les Unité embarquée véhicule (UEV, en anglais OBU Onboard Unit) sont des stations ITS mobiles déployées dans un véhicule gestionnaire ou usager. 

Unité Bord de route (gauche) et Unité embarquée véhicule (droite)

 

La Plateforme (PFro, en anglais Platform road-operator) sert d’intermédiaire entre le gestionnaire et les UBR dans la remontée/descente des informations et relaie les informations vers le Nfr. 

Le Nœud National (Nfr) "Super UBR" qui assure la connectivité à l’échelle nationale entre les éléments de l’écosystème C-ITS (équipements, applications) et vers les autres nœuds nationaux, ainsi que vers l’appli smartphone CoopITS. 

Plateforme nationale
Plateforme nationale

Les différents types de messages

Les messages sont les données échangées entre les différents éléments du système C-ITS permettant la diffusion des éléments constituant un cas d’usage. Ils peuvent être échangés entre les véhicules (V2V), entre l’infrastructure et les véhicules (I2V) ou encore entre les véhicules et l’infrastructure (V2I) principalement.

Le message, qu’il soit un message d’alerte, un message d’information ou tout autre message, est soumis à différentes normes européennes. Par exemple un message d’information sera envoyé par un gestionnaire en Datex II avant d’être transformé en un format lisible dans le véhicule, ici IVI (InVéhicle Information)

L’intérêt d’utiliser des formats européens est d’assurer l’interopérabilité entre les systèmes et les équipements, tant en France qu’au niveau européen.

 
 
Les principaux types de messages échangés par les systèmes C-ITS français :
 
  1. CAM (Cooperative Awareness Message) : Ces messages sont envoyés par les véhicules pour transmettre des informations d’état et de position à l’infrastructure. On peut trouver dans ces messages des information de vitesse, de direction, etc
  2. DENM (Decentralized Environmental Notification Message) : Ces messages sont employés pour envoyer des alertes sur les conditions que l’on va trouver sur notre parcours : alertes sur les travaux routiers, les accidents, etc.
  3. IVIM (In-Vehicle Information Message) : Les messages IVIM fournissent des informations en temps réel aux conducteurs à bord des véhicules. Ils donnent des informations que l’on pourrait trouver sur un panneau à variable.
  4. POIM (Point Of Interest Message) : Les messages POIM transmettent des informations sur des points d'intérêt spécifiques le long d'un itinéraire. On trouvera dans cette catégorie les informations sur parking, leurs commodités, leurs disponibilités ou encore leurs couts, etc.
  5. SPaTEM (Signal Phase and Timing Message) : Ces messages fournissent des informations sur l'état actuel des feux de signalisation, notamment la phase actuelle (vert, jaune, rouge) et les temps restants pour chaque phase. Ce sont ces messages utilisés pour le GLOSA
  6. MAPEM (Message Access Profile Message) : Associés au SPATEM, ces messages décrivent la topologie du réseau routier, comme  les voies, les intersections, les limitations de vitesse, les panneaux de signalisation, etc.

Cas développés (exemple ville d’Aix)

Crédits : Ce paragraphe est une transcription de la présentation réalisée par la ville d’Aix-en-Provence et de la Métropole Aix Marseille Provence au séminaire de clôture du projet InDiD à Valenciennes en 2024. 

L’insertion dans le projet InDiD est le fruit d’une collaboration entre la Métropole Aix-Marseille Provence (création en 2016 : 92 communes), compétente sur les thématiques de Mobilité durable, d’infrastructures et de voirie, de transports publics, de mobilités actives et de circulation générale et la ville d’Aix, compétente sur la voirie, la gestion des voies et du trafic et la gestion des feux tricolores et la priorité aux feux des TC.

On trouve au cœur des problématiques pour les 2 entités l’amélioration des mobilités (fluidité / sécurité). L’un des objectifs d’entrer ensemble (MAMP et Aix) dans le projet était le partage des bénéfices d’une expérimentation commune (acculturation des services, connaissance des fournisseurs V2X, déploiement selon les compétences, approche de la compatibilité des systèmes, résolution des difficultés, REX)

 
Objectifs :
  • Tester les C-ITS au regard des équipements déjà en place pour en valoriser les aspects positifs
  • Mettre à niveau une partie du système d’information existant vers des capacités C-ITS pour évaluer l’intérêt et la capacité financière à migrer progressivement vers ces nouveaux équipements
  • Relever le défi de l’innovation pour la mobilité urbaine dense, en participant aux transitions écologiques et numériques, avec une reconnaissance de nos institutions à l’échelle européenne
  • Créer du lien avec les autres acteurs autour du sujet.

 

Ce projet a aussi permis d’identifier les défis et freins à dépasser pour permettre une adoption des systèmes de transports intelligents coopératifs, tels que :
 

  • Les verrous technologiques (différents types de technologies dont certaines concurrentes (its G5 vs 5G)).
  • L’identification d’un modèle économique viable (qui finance le déploiement ? l’état, les constructeurs, les collectivités...)
  • Le faible niveau d'adoption des services par les usagers et certains gestionnaires (inquiétude sur le rythme de pénétration des véhicules connectés C-ITS, etc.)
  • Le peu de clarté sur l'impact environnemental (est-ce que les C-ITS réduisent les GES ? contradiction avec la sobriété numérique)
  • Quels sont les réels Bénéfices/risques sur la sécurité routière (Distraction VS réduction des risques routiers)
  • La problématique de la confiance dans les sources de données, les émetteurs, la sécurité des données, la fiabilité, la confidentialité et la cybersécurité.