Gouvernement du Québec

GÉOInfo - Chroniques du Québec géographique

Mars 2011

Viabilité hivernale et intelligence géospatiale : une approche technologique et décisionnelle de pointe

Par Serge Hamel, Ministère des Transports du Québec
Claude Caron, Université de Sherbrooke
Guillaume Marion, nXstream Technologies inc.

 

 

La Direction de l’Estrie du ministère des Transports du Québec mène depuis plusieurs années des travaux en vue de relever les défis majeurs liés à la gestion de la viabilité hivernale. Cette gestion s’avère en pratique de plus en plus complexe à cause des multiples enjeux devant être pris en compte par le décideur. En période hivernale, le gestionnaire doit :

  • maximiser la sécurité du réseau routier;
  • optimiser la fluidité des transports;
  • tirer le maximum du monitoring en temps réel;
  • minimiser les contraintes de congestion et de fermeture de la route;
  • optimiser les investissements et dépenses.

La problématique est fortement accentuée par le réchauffement et l’instabilité climatique, une constante augmentation du trafic sur le réseau routier, sans oublier un nombre important de départs à la retraite des gestionnaires d’expérience. C’est dans ce contexte que les technologies de monitoring et de télémétrie véhiculaires, ainsi que l’intelligence géospatiale et la géomatique d’affaires, viennent jouer un rôle crucial dans la prise de décision. Cet article présente le fruit des travaux menés par la Direction de l’Estrie, de concert avec la firme de service-conseil nXstream Technologies, dans le but d’élaborer une approche novatrice où les technologies géospatiale et de télémétrie se conjuguent pour améliorer la gestion de la viabilité hivernale au Québec.

Quelques enjeux clés

Dans ce contexte, il importe de se concentrer sur certains enjeux clés et de privilégier des actions concrètes telles que :

  • une diminution importante des coûts par un partage optimal des responsabilités et du risque avec ses fournisseurs de service (ex. : entrepreneurs en déneigement);
  • une meilleure synchronisation des opérations de déneigement et de déglaçage;
  • une optimisation des circuits en fonction des conditions historiques d’intervention;
  • une concentration des interventions aux endroits stratégiques et au moment opportun (concept juste à temps, juste assez);
  • des pratiques plus respectueuses de l’environnement grâce à une utilisation plus efficace des sels de voirie et à la mise en place de nouvelles pratiques (sel préhumidifié, antigivrage).

Répondre adéquatement à de tels enjeux implique de prendre les meilleures décisions possibles sur une base régulière. Que ce soit sur le plan opérationnel, tactique voire stratégique, les personnes concernées doivent être alimentées efficacement en information de première qualité.

Les connaissances de l’état du réseau routier, jumelées aux efforts consentis pour assurer la sécurité et la fluidité, offrent une précieuse source d’information aux gestionnaires responsables de l’exploitation du réseau routier. Cela leur permet de consolider, d’optimiser et de moderniser les modes de gestion dans une perspective de développement durable.

Approche de mise en œuvre

Afin de concrétiser ces enjeux, trois perspectives complémentaires ont été explorées jusqu’à maintenant :

  • une collecte de données plus riche et pertinente;
  • une intelligence géospatiale;
  • une capacité prescriptive.

Vers une collecte de données plus riche et pertinente. La télémétrie véhiculaire permet de recueillir une foule de données géospatiales et de données sur le comportement d’un véhicule (ex. : camion de déneigement), dans le but de favoriser un déploiement optimal du parc de véhicules et des opérations requises pour atteindre les niveaux de services prescrits par les normes en vigueur. La communication véhiculaire de données intègre de plus en plus une architecture technologique conforme au concept de systèmes de transport intelligents (STI). En aucun moment la concentration du conducteur n’est sollicitée pour l’utilisation de ce genre de technologie. La technologie ainsi déployée détecte et positionne en temps réel le début et la fin de chacune des activités de grattage, d’épandage, y compris le surdosage (« blasts ») ainsi que le taux de pose des matériaux réellement appliqués sur la route. Ces données, y compris la position du véhicule, sont transmises directement à un centre intégré de monitoring (CIM) en temps réel.

Vers une intelligence géospatiale. Le ministère des Transports met actuellement l’accent sur l’acquisition de données en viabilité hivernale, notamment avec des projets de mise en œuvre de nouvelles capacités en télémétrie véhiculaire. Mais cette nouvelle puissance en termes de collecte de données doit être doublée d’efforts relativement à « l’intégrabilité » des données résultantes. Ainsi, l’idée n’est pas de constituer un seul système unique, mais plutôt de viser la cohérence globale. Cette cohérence des données ouvre la porte à ce que celles-ci ne constituent pas un « cimetière de données », mais un réel « patrimoine informationnel » utile pour la prise de décision. Dans cette perspective, les approches utilisées en intelligence d’affaires (business Intelligence) et en intelligence géospatiale mènent à toute une panoplie de capacités d’analyse possibles (ex. : seuils, règles, indicateurs clés de performance ou « KPI », tendances, exceptions, patterns, etc.). Cela est rendu possible par l’utilisation d’entrepôts de données, de structures multidimensionnelles, de logiciels orchestrateurs, de la géostatistique, du forage statistique, etc.

Vers une capacité prescriptive. Sur la base des données de télémétrie, des STI et des capacités d’analyse en intelligence d’affaires et géospatiale, il nous est maintenant possible de constituer des modèles prescriptifs et décisionnels en viabilité hivernale. Cela peut se faire autour de seuils d’alerte météoroutière (ex. : accumulation rapide de congères), de niveaux de service à atteindre selon différents tronçons, de la progression des conditions météorologiques courantes et prévues, etc. Il devient alors possible de proposer aux gestionnaires et opérateurs les meilleurs scénarios d’intervention sur le réseau, et ce, en temps réel. Idéalement, cette capacité de prescrire les interventions les plus appropriées doit se concrétiser par un système intégrant les modèles statistiques, les niveaux de service ainsi que des données en temps réel sur l’état de la chaussée et les conditions météorologiques.

Solution pratiques

En Estrie, le Centre intégré de monitoring (CIM) est le centre nerveux vers lequel converge l’ensemble des informations sur le plan régional. Ce centre a été créé pour répondre aux besoins exprimés en matière de veille météorologique, de surveillance météoroutière et de coordination des situations d’urgence. Deux postes de travail y sont disponibles et chacun dispose de plusieurs écrans pour l’optimisation de la gestion de l’information.

Un grand écran panoramique permet d’y placer les fenêtres les plus pertinentes telles que celles des radars météorologiques, de l’interface des stations météoroutières du ministère des Transports, de l’interface de communication véhiculaire de données, ou encore des caméras de surveillance du réseau routier. L’apport du CIM est stratégique et crucial tout au long du processus décisionnel et de gestion des événements météoroutiers, quelle que soit leur importance, particulièrement dans le contexte de la viabilité hivernale. Son intervention se situe à plusieurs niveaux :

  • la veille météoroutière
  • la mobilisation des ressources
  • l’élaboration de stratégies
  • la veille des opérations et les ajustements
  • la gestion des communications
  • l’appréciation de l’atteinte des objectifs

Le CIM actuel tire profit de plusieurs sources complémentaires de données liées à la viabilité hivernale. Toutefois, les gestionnaires en poste se doivent d’assimiler et d’intégrer constamment une grande quantité de données provenant de sources complémentaires et parfois incompatibles sur le plan spatial (ex. : données d’une station météo par rapport à l’état de tout un circuit routier) ou sur le plan temporel (prévisions météo par rapport à l’état observé de la chaussée).

Dans ce contexte, la volonté de la Direction de l’Estrie est de faire évoluer le CIM dans sa version actuelle vers un système encore plus intégré, où les alertes et seuils décisionnels sont déjà présents dans le système, permettant ainsi non seulement d’alerter le responsable au centre de monitoring, mais également de lui proposer les meilleures interventions à mettre en œuvre dans le contexte météoroutier du moment.

Suivant cet objectif, la firme nXstream Technologies a été mandatée pour collaborer avec le ministère des Transports pour constituer un prototype fonctionnel du futur système qui sera mis en place au CIM. Le système proposé est de type « tableau de bord » et intègre de multiples capacités de visualisation graphique complémentaires, fondamentalement articulées autour d’une cartographie efficace et intuitive pour le décideur.

 

Perspectives

La Direction de l’Estrie s’oriente fortement vers la mise en place des meilleures approches, pratiques et technologies pour appuyer ses activités en viabilité hivernale. L’ajout de capacités de pointe en matière de collecte de données relatives au réseau routier en témoigne de manière éloquente, que ce soit en termes de télémétrie véhiculaire, de systèmes de transport intelligent ou de déploiement de capacités uniques en matière d’analyse géospatiale des données. Ces travaux d’expérimentation se poursuivront en collaboration avec le Laboratoire de GéoBusiness et le futur centre d’expertise CESTI de l’Université de Sherbrooke. Le Ministère se positionne ainsi de belle façon sur la route en tirant parti au mieux des multiples ressources devant être déployées en viabilité hivernale au Québec.

 



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