Modélisation de l’accessibilitépour la Communauté Métropolitaine de Québec (CMQ)

Nicolas Lachance-Bernard(nicolas.lachance-bernard.1@ulaval.ca) Étudiant à la maîtrise en aménagement du territoire et développement régionalFaculté d’aménagement, d’architecture et des arts visuels (FAAAV)École Supérieure d’Aménagement du territoire et de Développement régional (ÉSAD)Université Laval

Directeur : Prof. Marius ThériaultÉcole Supérieure d’Aménagement du territoire et de Développement régionalUniversité Laval

Codirecteur : Prof. François Des Rosiers Faculté des Sciences de l’Administration, section Gestion urbaine et immobilièreUniversité Laval

12e colloque étudiant pluridisciplinaire du CRAD : 23 février 2007Université Laval, Pavillon Gene-H.-Kruger, salle 2320 / 2330

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Plan

• Contexte et problématique

• L’accessibilité

• Objectifs et hypothèses

• Méthodologie et résultats

• Les 5 étapes

• Aménagement et développement

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Contexte« Renforcer la place du transport collectif en développant l’achalandage de

façon à accroître la part modale du transport collectif. »(Plan stratégique de développement des services 2005-2014 – RTC 2005)

Socio-démographie : La société• Restructuration rapide des caractéristiques sociales et économiques de la

région (Thériault et Des Rosiers 2003)Exemples : Augmentation des ménages d’un seul individu, vieillissement de la population.

Habitat : L’environnement et l’urbanisme• Relocalisation des processus urbains selon des tendances généralisées

(Coffey et Shearmur 2001)Exemples : Nouveaux types d’agglomération commerciale, expansion de la ville en périphérie, restructuration des quartiers centraux.

Mobilité : Les transports• Contrôle des coûts sociaux et individuels liés aux transports (Levinson 1998)

Exemples : pollution, congestion, temps de navette.

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Problématique

Les besoins immédiats en modélisation des transports1. Représenter fidèlement l’accessibilité individuelle en fonction des activités2. Permettre des analyses comparatives entre les modes de transport3. Automatiser l’évolution des modèles de réseaux de transport en commun4. Gérer adéquatement les données afin d’effectuer des simulations et de

comparer des scénarios d’intervention

Pourquoi modéliser et simuler le transport1. Répondre aux modifications des besoins et des caractéristiques des clients

(demande)2. Optimiser l’usage des ressources des organismes de transport (offre)

Les défis propres à la modélisation des transports 1. L’évolution rapide et la complexité des réseaux2. L’intégration de plusieurs domaines de recherche3. Les sources de données multiples et leur volume imposant lors des traitements

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L’accessibilitéLa facilité spatio-temporelle (distance et durée) avec laquelle les citoyens effectuent des déplacements entre divers lieux d’activité afin de vaquer à leurs occupations (Thériault et Des Rosiers 2004).

Le degré de mobilité des individus• Couples origine-destination• Modes de transport• Trajets

La distribution spatiale des lieux d’activités• Lieux d’ancrage et opportunités potentielles• Patrons d’utilisation du sol et disponibilité des modes de transport

L’impédance spatio-temporelle : friction réduisant la facilité de déplacement • Liens et nœuds du réseau de transport• Horaire de déplacement et de configuration des réseaux

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Objectif 1

Développer une procédure basée sur un SIG spécialisé en transport, afin de simuler les déplacements et évaluer l’accessibilité aux services Urbains, en utilisant les réseaux de transport public. 1. À partir de :

• Données opérationnelles faiblement structurées (RTC et STL)

2. Pour construire :• Système de trajets topologiques (Réseau routier, Localisation des arrêts,

Modalités d’opération)

3. Avec des contraintes d’impédance sur les réseaux :• Fréquence des autobus et vitesse moyenne• Distances de marche appropriées• Coûts et durées d’accès, de sortie, de transfert et de trajet

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Objectif 2

Mesurer et comparer les patrons d’accessibilité des lieux de résidence vers les agglomérations commerciales de la Communauté Métropolitaine de Québec en 2001, en utilisant les réseaux de transport 2004.

1. Combinaison des : • Enquêtes origine-destination (OD) – 2001• Réseaux routier et marche – 2004• Réseaux de transport en commun - 2004 • Système de routage transport en commun – 2004• Localisation des agglomérations commerciales - 2001

2. Les préférences floues : Les fonctions d’appartenance utilisent des seuils observés lors des enquêtesOD afin de refléter diverses contraintes individuelles :

• La capacité de déplacement (mobilité);• Les interrelations de l’individu avec ses pairs (ménage, société);• Les obligations spatio-temporelles (autorité socio-économique).

(Hägerstrand 1970)

     

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Hypothèses

La localisation des nouvelles agglomérations commerciales (Magasins-entrepôts et méga centres d’affaire) et leurs effets sur les temps de déplacement pour fins de consommation modifient l’accessibilité aux agglomérations commerciales à l’avantage de l’auto et au détriment du transport en commun.

L’évolution spatio-temporelle rapide (journalière et hebdomadaire) de la structure des patrons d’accessibilité est distincte selon les modes de transport motorisés (automobile et autobus), à l’intérieur de la CMQ. L’accessibilité en automobile est stable, l’accessibilité en transport collectif est polymorphe.

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Méthodologie et résultats

Réseaux de TC (Parcours , Desser tes ,

Routes) CRAD2004

F ich ie rs TransCAD

Cartes de synthèse des

temps de déplacement

Réseau Rout ier CRAD2004

F ich ie rs TransCAD

Enquête OD MTQ-RTC-CRAD

2001F ich ie rs TransCAD

- 3 - Simu la t ion des

dép lacements aux agg loméra t ions commerc ia les

(Processus GISDK e t T ransCAD)

Arrêts AutobusRTC/STL CRAD

2004F ich ie rs TransCAD

- 1 -Traduc t ion des données

opéra t ionne l les(Processus MapBas ic e t

MapIn fo )

- 4 -Réa l i sa t ion de l ’ana lyse s ta t i s t ique des seu i l s e t temps de par t i c ipa t ion

(Processus SPSS )

Parcours e t Desser tes RTC /STL

2004F ich ie rs compat ib les

T ransCAD

- 2 -Créa t ion des réseaux

(Processus TransCAD )

Seui ls de préférence pour l ’évaluat ion de l ’accessib i l i té

de l ’échant i l lon

- 5 -Éva lua t ion de l ’access ib i l i té

aux agg loméra t ions commerc ia les en t ranspor t

en commun(Processus MapSta t e t

MapIn fo ) Réseau P iétonier CRAD2004

F ich ie rs TransCAD

Cartes de synthèse de

l ’accessib i l i té

ODTra jetsCRAD 2004

F ich ie rs TransCAD

Réseau VéloCRAD2004

F ich ie rs TransCAD

Données RTC 2004

Serveur Orac le (Sys tème Has tus )

Traduc t ion en fo rmat ASCI I

Véhicu les RTC 2004

F ich ie r ASCI I

Sa is ie en fo rmat Exce l

Véhicu les STL 2004

F ich ie r ASCI I

Hora i res STL 2004

Pap ie r

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Méthodologie et résultats

Étape 1 : Traduction des données opérationnellesCRADVoyagesTC

Étape 2 : Création des réseauxCRADNetwork

Étape 3 : Simulation des déplacementsCRADRoutes PrivateCRADRoutes Transit

Étape 4 : Évaluation des seuils d’acceptabilitéLogique floue + CRADRoutes + Enquêtes OD

Étape 5 : Évaluation de l’accessibilité Compilation : nombre d’opportunités versus seuilsComparaison : Accessibilité de la grille 250m

hexagonale

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Étape 1 : CRADVoyagesTC

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Étape 1 : CRADVoyagesTC

6,7 heures de traitements

Microsoft Windows XP Pro SP2

Pentium 4 3.20GHz 1,00Go RAM

5265 arrêts / 15 883 lignes d’itinéraires

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Étape 1 : CRADVoyagesTC

Arrets

Desserte

Points de services

Services

Horaires

Voyages

Itinéraires TransCAD

Routes TransCAD

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Étape 2 : CRADNetwork

CRADVoyagesTC Système de trajets Réseau de transport en commun

12 étapes dans TransCAD 2-3 étapes dans CRADNetwork• Ouverture/Sauvegarde de fichiers standardisés• Détection d’erreurs automatisée et correction assistée

(omission de tronçons, positionnement d’arrêts,

réseau routier non-topologique, réseau de transport en commun)

• Configuration par défaut

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Étape 3 : CRADRoutes Private

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Étape 3 : CRADRoutes Private

Charges

sur le

réseau Sommaire

des

déplacementsTrajets des déplacements

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Étape 3 : CRADRoutes Public

Table détaillée des déplacements

Tables des statistiques :

Segments, Modes, Trajets, Arrêts

Configuration « Others »

Trajets/Modes/Système

(25 champs)

Configuration « Skims »

Réseau vs Déplacements

(40 champs)

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Étape 4 : Seuils d’acceptabilité

Magasin-entrepôtCentre régional / supra-régional

Enquêtes Origine-Destination (2001)

• 174 243 déplacements tous modes confondus• 16 839 déplacements en transport en commun• Déplacements consommation

Auto : 85,5% Autobus : 4,2% Piéton : 9,1%

• Auto (consommation) : 3 249 grands magasins2 271 petits magasins2 967 motif = épicerie3 204 motif = loisirs

(Thériault et al. 2004 )

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Étape 4 : Seuils d’acceptabilité

Les seuils sont calculés dans SPSS (durées des déplacements de l’enquête OD)

• Méthode HAVERAGE (moyenne pondérée de quatre estimateurs de probabilité maximale)

M-estimateur de Huber, Estimateur wave d’Andrews, M-estimateur de Hampel, Estimateur biweight de Tukey.

Préférences floues : Le postulat suivant a été assumé (Thériault et al. 2004)

• Une durée de déplacement < médiane (C50) est totalement acceptable (1),

• Une durée de déplacement > C90 sera probablement insatisfaisant (0),

• Une valeur pour un cas intermédiaire : interpolation linéaire entre 1 et 0.

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Étape 5 : Accessibilité

Les indices d’accessibilité (transport collectif / automobile) sont calculés pour les types de personnes et les activités de consommation en utilisant :

oùAi : Convenance globale de l’endroit résidentiel i (sommation des activités convenables)

Sij : Indice de convenabilité de déplacement de l’endroit résidentiel i à l’endroit d’activité j

: Nombre total d’activités potentielles à l’endroit j

oùAi* : Indice d’accessibilité de l’endroit résidentiel i relativement avec l’endroit ayant la localisation la plus avantageuse.

mjniPSAm

jjiji ,...,1,...,1,

1

niAAAAA

n

ii ,...,1,),...,,max(100

21

*

jP

21

Étape 5 : Accessibilité

0 5 10

kilometres

Groceries

3 000

1 500

300

Accessibility Index (%)90 to 10080 to 9070 to 8060 to 7050 to 6040 to 5030 to 4020 to 3010 to 20

0 to 10

Index d’accessibilité aux épiceries pour les familles avec l’automobile (2001)

(Source : Thériault et al., 2003.)

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Aménagement et développementUtilité immédiate pour le CRAD

1. Walid Chaker : Géosimulation multi-agents et multi-échelles

2. Gjin Biba : Analyse des comportements de magasinage

3. Marion Voisin : Impact de l’accessibilité pour la formation des prix immobiliers

4. Travaux des professeurs Thériault, Des Rosiers et Vandersmissen

Utilité à court et moyen termes1. Comparer divers scénarios de développement en transport et aménagement du

territoire (densification du cadre bâti, axes de développement à fort potentiel);

2. Analyser la situation actuelle vécue et perçue en transport en commun (contribution aux modèles hédoniques en immobilier).

Utilité à moyen et long termes1. Environnement : Émissions de GES

2. Transport : Implantation d’un tramway, nouveaux axes métrobus

3. Social : Accès aux activités et services (modes, ménages, sexes)

4. Économie : Impacts des désastres naturels et d’origine humaine (préparation, adaptation, reconstruction)

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Nicolas Lachance-Bernard(nicolas.lachance-bernard.1@ulaval.ca)Étudiant à la maîtrise en aménagement du territoire et développement régional,Faculté d’aménagement, d’architecture et des arts visuels (FAAAV)École Supérieure d’Aménagement du territoire et de Développement régional (ÉSAD)Université Laval