Moyens de virage:[ Les virages à droite et à gauche réduisent la capacité par rapport aux mouvements parce que les véhicules tournant à des vitesses plus faibles et peuvent être en conflit avec les piétons ou la circulation adverse. Les virages à droite ont généralement des équivalents de 1.18 à 1.23, ce qui signifie que chaque véhicule tournant à droite affecte la capacité comme 1.18 à 1.23 à travers les véhicules.

Gestion de l'accès et facteurs de friction

Densité de la voie et de l'intersection:[ Le nombre et l'espacement des allées et des rues latérales affectent la capacité en créant des points de conflit et des turbulences dans le flux de circulation. Chaque point d'accès introduit des mouvements de virage qui perturbent le flux de circulation. Les routes avec des points d'accès fréquents peuvent connaître des réductions de capacité de 10 à 20 % par rapport aux installations contrôlées par l'accès.

Parking sur rue:[ Le stationnement sur rue réduit la capacité par de multiples mécanismes. Les manœuvres de stationnement perturbent le flux de circulation, les véhicules garés réduisent la largeur de voie et la largeur latérale efficaces, et la voie de stationnement peut être utilisée de façon intermittente pour les déplacements, ce qui crée de l'incertitude.

Activités des piétons: Les passages piétons aux intersections signalées réduisent la capacité du véhicule en exigeant un temps de dégagement et en prolongeant potentiellement le temps vert pour les phases piétonnes.Dans les endroits non balisés, les volumes de piétons lourds peuvent réduire considérablement la capacité de virage droit et peuvent affecter les mouvements si les piétons traversent le quartier intermédiaire.

Opérations de transit: Les arrêts d'autobus et les opérations de transit affectent la capacité selon l'emplacement et la fréquence des arrêts. Les arrêts d'autobus à proximité (avant l'intersection) ont généralement plus d'impacts que les arrêts à l'extrême car les autobus bloquent la voie pendant la phase verte.

Facteurs environnementaux et temporels

Conditions météorologiques :[ Les intempéries réduisent la capacité par de multiples mécanismes, notamment la visibilité réduite, la friction sur les chaussées et le comportement plus prudent des conducteurs. Les pluies légères réduisent généralement la capacité de 5 % à 10 %, tandis que les pluies abondantes peuvent réduire la capacité de 15 % à 20 %. La neige et la glace ont des impacts encore plus graves, ce qui peut réduire la capacité de 30 % à 50 % ou plus.

L'éclairage et la visibilité:[ Les conditions nocturnes et la mauvaise visibilité réduisent la capacité, bien que l'effet soit moins prononcé sur les routes urbaines bien éclairées que sur les routes rurales non éclairées. L'éclairage adéquat contribue à maintenir la capacité pendant les heures de nuit et les intempéries.

Incidents et zones de travail: Les incidents de circulation et les zones de travail de construction réduisent considérablement la capacité en bloquant les voies et en créant des goulots d'étranglement.Une seule voie bloquée sur une voie libre à trois voies réduit généralement la capacité de 40 % à 50 %, et non seulement les 33 % qui pourraient être attendus de la simple réduction des voies.

Techniques et outils d'analyse de la capacité avancée

Bien que les méthodes de calcul de la capacité fondamentale décrites ci-dessus soient appropriées pour de nombreuses applications, des situations complexes peuvent nécessiter des techniques analytiques avancées.

Modélisation de la microsimulation

Les modèles de microsimulation du trafic simulent les mouvements individuels des véhicules à travers un réseau routier, en tenant compte du comportement du conducteur, des interactions avec le véhicule, du moment du signal et des contraintes géométriques. Les plateformes de microsimulation populaires comprennent VISSIM, Aimsun et SimTraffic. Ces outils excellent à analyser des situations complexes telles que des intersections très espacées, des conceptions non conventionnelles et des scénarios où les interactions avec le véhicule sont critiques.

La microsimulation fournit des indications difficiles ou impossibles à obtenir à partir de méthodes d'analyse, y compris des prédictions détaillées de la longueur de la file d'attente, des distributions de temps de déplacement et de la visualisation des opérations de trafic. Cependant, la microsimulation nécessite une expertise importante pour étalonner correctement et interpréter les résultats correctement.

Logiciel de capacité routière

Le logiciel de capacité routière (SCS), conçu pour mettre en oeuvre les méthodes du manuel de capacité routière, fournit des outils normalisés pour l'analyse de la capacité et du niveau de service. Le logiciel comprend des modules pour les autoroutes, les autoroutes à voies multiples, les autoroutes à deux voies, les intersections signalisées, les intersections non balisées et d'autres types d'installations.

Des logiciels similaires, développés par des entreprises commerciales ou des organismes, mettent en œuvre des procédures de MCH avec diverses interfaces utilisateurs et des fonctionnalités supplémentaires. Synchro, par exemple, combine l'analyse de la capacité et l'optimisation du chronométrage des signaux, permettant aux utilisateurs d'élaborer et d'évaluer des plans de chronométrage des signaux tout en évaluant simultanément la capacité et le niveau de service.

Apprentissage automatique et approches fondées sur les données

Les nouvelles approches appliquent l'apprentissage automatique et l'analyse des mégadonnées à l'analyse des capacités.Ces méthodes utilisent de grands ensembles de données provenant de capteurs de trafic, de véhicules connectés et d'autres sources pour identifier les valeurs de capacité et prédire les performances de trafic dans diverses conditions.

Les méthodes traditionnelles fournissent des données théoriques et des travaux dans des situations où il n'existe pas de données exhaustives, comme l'analyse des installations proposées ou l'évaluation des solutions de rechange. L'approche la plus efficace combine souvent l'analyse technique traditionnelle et les connaissances fondées sur les données.

Applications pratiques de l'analyse des capacités

Les calculs de la capacité de trafic servent à de nombreuses applications pratiques dans la planification, la conception et les opérations des transports.

Conception des routes et décisions géométriques

L'analyse de la capacité permet de déterminer le nombre de voies nécessaires, la configuration des intersections et la nécessité de voies auxiliaires. En comparant les volumes projetés de trafic à la capacité calculée, les concepteurs peuvent déterminer si une conception proposée offrira des opérations acceptables.

Les considérations relatives à la capacité influent sur les décisions concernant la largeur des voies, la largeur des épaules et l'alignement horizontal et vertical. Bien que les voies plus larges et les courbes plus douces améliorent la capacité, elles augmentent également les coûts de construction et les exigences en matière d'emprise.

Optimisation du temps de transmission des signaux

L'analyse de la capacité fait partie intégrante de la conception et de l'optimisation du temps de transmission des signaux. En calculant la capacité requise pour chaque approche d'intersection et en la comparant aux volumes de demande, les ingénieurs en circulation peuvent allouer le temps vert de façon appropriée et déterminer la longueur optimale du cycle.

Pour les systèmes de signalisation coordonnés, l'analyse de la capacité aide à identifier les endroits où les goulots d'étranglement peuvent limiter le débit des corridors. L'atténuation de ces goulots d'étranglement par des ajustements de la chronologie, des ajouts de voie de virage ou d'autres améliorations peut améliorer considérablement la capacité des corridors et réduire les temps de déplacement.

Analyse de l'impact sur le développement

Lorsque de nouveaux développements sont proposés, l'analyse de la capacité évalue si les routes existantes peuvent accueillir le trafic supplémentaire ou si des améliorations sont nécessaires.

Cette analyse permet de déterminer les endroits où le trafic de développement causera des lacunes en matière de capacité et de déterminer les mesures d'atténuation appropriées. L'atténuation pourrait comprendre l'élargissement de la voie, l'amélioration des intersections, les modifications du calendrier des signaux ou la contribution des promoteurs aux améliorations des transports régionaux.

Gestion et opérations des congestions

En comparant les volumes actuels et prévus de trafic par rapport à la capacité, les organismes peuvent établir des priorités en matière d'améliorations opérationnelles et d'investissements en capital. Cette approche fondée sur les données permet de s'assurer que les ressources limitées sont affectées à des endroits qui ont les plus grands besoins et le plus grand potentiel d'amélioration.

L'analyse des capacités appuie également l'évaluation de stratégies opérationnelles telles que le mesurage au sol, les limites de vitesse variables et les voies gérées, qui visent à maximiser le débit et à maintenir des conditions de débit stables, et leur efficacité dépend de la compréhension des contraintes de capacité et de la dynamique du débit de la circulation.

Erreurs courantes et comment les éviter

Même les professionnels expérimentés peuvent faire des erreurs dans l'analyse de la capacité.

Utilisation de valeurs de base inappropriées

Une erreur fréquente est l'utilisation de valeurs de capacité de base qui ne correspondent pas au type d'installation analysé. Les valeurs de capacité de l'autoroute ne doivent pas être appliquées aux artériels signalisés, et vice versa. Vérifiez toujours que les valeurs de base sont appropriées pour le type d'installation spécifique et que vous comprenez les conditions qu'elles représentent.

Facteurs d'ajustement négligés

Si l'on ne tient pas compte des facteurs d'ajustement appropriés dans les conditions actuelles, on surestime la capacité. Chaque écart par rapport aux conditions idéales – voies étroites, poids lourds, grades, obstacles latéraux – réduit la capacité dans une certaine mesure.

Facteur de l'heure de pointe mal compris

Le facteur de pointe est parfois mal appliqué ou mal compris. Rappelez-vous que PHF convertit les volumes horaires en débits de pointe de 15 minutes, qui sont utilisés dans l'analyse de la capacité parce que les contraintes de capacité sont les plus critiques pendant le pic de 15 minutes.

Ignorer les impacts du mouvement tournant

Le fait de traiter tous les véhicules de la même façon, qu'ils tournent ou qu'ils traversent, est une erreur importante. Les mouvements de virage, surtout à gauche, ont des répercussions disproportionnées sur la capacité.

Validation de la vue

Si l'on analyse une installation existante, on compare la capacité calculée par rapport aux débits maximaux observés. Des écarts importants justifient une enquête. Pour les installations proposées, on compare les résultats par rapport à des installations semblables existantes pour assurer le caractère raisonnable.

Tendances futures de l'analyse des capacités de trafic

L'analyse de la capacité de trafic continue d'évoluer avec les progrès technologiques et les changements de paradigmes de transport. Plusieurs nouvelles tendances façonneront la façon dont la capacité est analysée et gérée au cours des prochaines années.

Véhicules connectés et autonomes

Certains chercheurs suggèrent que les taux élevés de pénétration des véhicules autonomes pourraient augmenter la capacité d'autoroute de 50 % à 100 % ou plus. Cependant, pour réaliser ces avantages, il faut des taux élevés de pénétration du VAC et il se peut qu'ils soient à l'écart de plusieurs décennies.

À court terme, les flux mixtes de trafic contenant des véhicules conventionnels et autonomes peuvent en fait connaître une capacité réduite en raison de différences de comportement et de capacités des véhicules. Les méthodes d'analyse des capacités devront évoluer pour tenir compte des taux de pénétration du VAC et de leurs incidences sur le flux de trafic.

Estimation de la capacité en temps réel

Les technologies de pointe et l'analyse des données permettent d'estimer en temps réel la capacité de la voie dans les conditions actuelles. Plutôt que de se fier uniquement aux valeurs de conception, les organismes peuvent surveiller la capacité réelle et ajuster les opérations en conséquence.

L'estimation en temps réel de la capacité appuie des stratégies dynamiques de gestion du trafic, comme les limites de vitesse variables, l'attribution de voies dynamiques et le mesurage adaptatif des rampes.

Analyse de la capacité multimodale

L'analyse de la capacité multimodale tient compte de la capacité de transport de personnes des routes utilisées par différents modes, à savoir les véhicules privés, les autobus, les bicyclettes et les piétons. Une voie transportant des autobus ou des bicyclettes peut déplacer plus de personnes que la même voie transportant des véhicules à usage unique.

Cette perspective appuie l'évaluation de stratégies comme le transport rapide en autobus, les voies cyclables protégées et l'amélioration des piétons. Bien que ces stratégies puissent réduire la capacité des véhicules, elles peuvent accroître la capacité des personnes et offrir d'autres avantages, comme une meilleure sécurité, une réduction des émissions et une accessibilité accrue.

Intégration avec la mobilité comme service

La mobilité en tant que service (MaaS) et les services de mobilité partagée modifient les habitudes de déplacement et peuvent affecter les besoins en capacité de la route. Les services de transport routier, le partage d'automobiles et la microtransit peuvent réduire la propriété des véhicules et modifier les habitudes de déplacement.

Les organismes de transport commencent à recueillir des données auprès des fournisseurs de services de mobilité et à intégrer ces services dans les modèles de demande de voyages et les analyses de capacité. À mesure que la mobilité partagée évolue, l'analyse de la capacité devra tenir compte de ses répercussions sur la demande et les opérations routières.

Exemples d'études de cas : Application de l'analyse de la capacité dans les scénarios réels

L'examen des applications réelles aide à illustrer comment les principes d'analyse des capacités sont appliqués dans la pratique et les idées qu'ils donnent.

Analyse de l'intersection articulaire urbaine

Considérez une intersection à quatre jambes sur un artère urbain avec deux voies de passage et une voie de virage à gauche sur chaque approche. Les chiffres de trafic révèlent des volumes d'heures de pointe de 1 200 véhicules sur la rue principale et de 600 véhicules sur la rue mineure, avec 15 % des véhicules tournant à gauche et 10 % tournant à droite de chaque approche. Le signal fonctionne sur un cycle de 90 secondes avec 50 secondes de vert pour la rue principale et 30 secondes pour la rue mineure (compte tenu du temps jaune et tout rouge).

Pour analyser la capacité, il faut d'abord déterminer le débit de saturation pour chaque groupe de voies. En supposant que les voies de 12 pieds, le niveau et les 5 % de véhicules lourds, le débit de saturation de base de 1 900 pcphpl est ajusté pour tenir compte des mouvements de virage et d'autres facteurs, ce qui donne environ 1 750 véhicules par heure par voie pour traverser les voies et 1 600 véhicules par heure pour les voies de virage à gauche.

Pour les grandes rues passant par les voies : 1 750 × (50/90) = 972 véhicules par heure par voie. Avec deux voies, la capacité totale passant par les voies est de 1 944 vph. Pour la grande rue passant par les voies de gauche : 1 600 × (50/90) = 889 vph. Des calculs similaires pour les petites rues donnent des capacités inférieures en raison de temps vert plus court.

La comparaison des volumes de demande et de la capacité révèle que le principal mouvement routier par voie de circulation fonctionne à un rapport v/c d'environ 0,62 (1 200/1 944), ce qui indique des opérations acceptables à la zone de service B ou C. Toutefois, si le trafic augmente de 30 % au cours des 10 prochaines années, le rapport v/c passerait à 0,81, la capacité approche et pourrait nécessiter des ajustements du calendrier des signaux ou des améliorations géométriques.

Analyse du goulot d'étranglement de l'autoroute

Un segment d'autoroutes connaît une congestion récurrente pendant la période de pointe du soir où la chaussée se rétrécit de quatre voies à trois voies. Les chiffres de trafic montrent des volumes d'heures de pointe de 7 200 véhicules avec un facteur de pointe d'heures de 0,92 et de 8 % de camions.

Le débit maximum de 15 minutes est de 7 200 / 0,92 = 7 826 véhicules par heure. Conversion en équivalents voitures particulières avec un PCE de 2,5 pour les camions sur les rendements de mise à niveau: 7 826 × [1 + 0,08 × (2,5 - 1)] = 8 764 pcph.

Pour la section à trois voies, la capacité de base est de 2.300 pcphpl × 3 voies = 6.900 pcph. L'application de facteurs d'ajustement pour la qualité et d'autres conditions réduit cette capacité à environ 6.200 pcph. Le rapport v/c est 8.764 / 6.200 = 1.41, ce qui indique que la demande dépasse de façon significative la capacité.

Cette analyse confirme que le goulot d'étranglement est la source de congestion et que la demande dépasse la capacité d'environ 2 500 pcph pendant la période de pointe. Les améliorations possibles comprennent l'ajout d'une quatrième voie à travers le goulot d'étranglement, la mise en oeuvre de compteurs au sol pour réguler la demande ou la gestion du trafic pour réduire les volumes de la période de pointe.

Meilleures pratiques pour la conduite d'études de capacité

En suivant les pratiques exemplaires établies, on s'assure que les analyses de capacité sont exactes, défendables et utiles pour la prise de décisions.

Utiliser les méthodes et les normes actuelles

Utilisez toujours la version la plus récente du Manuel de la capacité routière et d'autres normes applicables. Les méthodes sont périodiquement mises à jour en fonction de nouvelles recherches et l'utilisation de procédures dépassées peut entraîner des erreurs.

Hypothèses et sources de données

Documenter de façon approfondie toutes les hypothèses, les sources de données et les procédures de calcul.Cette documentation permet à d'autres d'examiner et de vérifier votre travail et fournit un document pour référence future.

Considérons plusieurs scénarios

Au lieu d'analyser un seul scénario, il faut envisager plusieurs solutions de rechange et des cas de sensibilité. Évaluer les conditions existantes, les conditions d'absence de construction et diverses solutions d'amélioration.

Coordonner avec d'autres analyses

Coordonner les analyses connexes, comme les études de sécurité, les évaluations environnementales et les évaluations économiques. Veiller à ce que les projections du volume de trafic soient conformes aux prévisions de la demande de voyages et à ce que les résultats de l'analyse de la capacité éclairent d'autres composantes de l'étude.

Communiquer efficacement les résultats

Présenter les résultats de l'analyse de la capacité de façon à ce que les publics non techniques puissent les comprendre. Utiliser des graphiques, des cartes et des visualisations pour illustrer les constatations. Expliquer ce que signifient les ratios v/c et le niveau de désignation des services en termes pratiques – comment ils influent sur les temps de déplacement, la fiabilité et l'expérience des utilisateurs.

Ressources pour l'apprentissage continu

Les professionnels du transport qui cherchent à approfondir leur compréhension de l'analyse de la capacité de trafic ont accès à de nombreuses ressources et possibilités d'apprentissage.

Le manuel de capacité de transport , publié par le Bureau de recherches sur les transports, constitue la référence définitive pour l'analyse de la capacité en Amérique du Nord. Le manuel fournit des méthodologies détaillées pour tous les types d'installations, ainsi que des exemples de recherche et d'application de base.