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Appropriation et développement par ThéMA

1. Dans cette derni re partie nous abordons divers points qui concernent les aspects organisationnels du projet MobiSim Ces derniers ne font pas directement partie du projet de d veloppement de la plateforme en tant que tel mais concerne la gestion et la communication du projet Ils apparaissent donc fondamentaux pour la prise en main structur e de MobiSim par Th MA Ces aspects organisationnels concernent notamment la constitution d un comit de pilotage et d experts l h bergement d un site Internet d di au projet le calendrier des rencontres et des publications etc 5 1 Comit de pilotage Pour r pondre au caract re complexe et interdisciplinaire de la mod lisation des mobilit s urbaines et de leurs cons quences l quipe de d veloppement MobiSim associe des chercheurs des ing nieurs et des experts sp cialistes dans des domaines de comp tences divers associ s des champs disciplinaires compl mentaires L quipe se compose d un groupe de travail propre au laboratoire Th MA qui constitue le noyau de d veloppement du programme MobiSim Cette quipe est entour e d un comit de pilotage local et d un comit de pilotage national consult s r guli rement pour d finir les grandes orientations des d veloppements venir Enfin plusieurs experts interviennent ponctuellement pour valider ou fournir un savoir faire particulier sur certains des aspects techniques requis par la mod lisation a Groupe de
2. home gwidel MobiSim energy reseaucagb_propre shp home gvuidel MobiSim energy iris_logement_cagb shp E Logement INB_LOGEMEN lw Emploi EMPLOI aa Taille de la cellule 100 Cr er Annuler Le module 132 d velopp en collaboration avec Yann Fl ty est class parmi les modules d valuation d impacts au sein de l architecture g n rale MobiSim Th MA Son objectif vise la d finition d indicateurs environnementaux li s aux consommations nerg tiques S il ne s agit pas ici de d tailler l ensemble des hypoth ses et de la m thodologie sous jacente une introduction l application d velopp e est propos e en trois tapes reprenant les choix du menu de l application que sont successivement la pr paration rAObISIM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 46 63 des donn es d entr e Figure 4 2 1 les choix relatifs aux modalit s de simulation Figure 4 2 2 et les aspects li s la g ovisualisation Enfin et en guise d illustration deux cartes de r sultats sont propos es Figure 4 2 3 et 4 2 4 Figure 4 2 2 Boite de dialogue MobiSim param trage du module 132 Mode de simulation Choix modal _ Normal Th orique Dist max 1000 6 10000 0 u 0 012 Prospective Empirique Rayon 200 0 Commerce et service w Emploi Nombre de services des Exp distance 1 0 Fr q de recours N1 0 8 Fr q de recours 0 71 Fr q de recours N2 O L
3. 1994 Limites politiques et barri res migratoires l exemple de lex Tch coslovaquie de 1961 1990 In Gallusser W 1994 Political Boundaries and Coexistence UGI Gu rois M 2003 Les formes de villes vues du ciel Th se de g ographie Sous la direction de D Pumain Universit de Paris 338 p Gusbin D 2003 Approche conomique de la consommation d nergie par le m nages S minaire Energie de l Institut pour un D veloppement Durable IDD 26 mai 2003 Gembloux Belgique users skynet be idd documents energie SE2P4 ppt Haas R Auer H Biermayr P 1998 The impact of consumer behavior on residential energy demand for space heating in Energy and Buildings 27 pp 195 205 Hagen Zanker A Straatman B Uljee 1l 2005 Further developments of a fuzzy set map comparison approach International Journal of Geographical Information Science volume 19 issue 7 p 769 785 He C Okada N Zhang Q Shi P Zhang Q 2006 Modelling urban expansion scenarios by coupling cellular automata model and system dynamic model in Beijing China In Applied Geography 26 pp 323 345 Holm E Holme K M kil K Mattson Kauppi M Mortvik G The microsimulation model SVERIGE content validation and applications SMC Kiruna Sweden 2004 www sms kiruna se Humpert K Brenner K amp H Bohm 1991 Grofstadtische Agglomerationen ein globales Problem In Sonderforschungsbereich 230 Nat rliche Konstruktione
4. 2003 Mod lisation de la dynamique de l talement urbain Aspects conceptuels et gestionnaires Th se de doctorat Universit Louis Pasteur Strasbourg 535 p Antoni J P 2006 Calibrer un mod le d volution de l occupation du sol urbain L exemple de Belfort Cybergeo revue europ enne de g ographie n 347 19 p Antoni J P Tannier C 2006 Evaluation des simulations spatiales Sageo 06 Colloque International de G omatique et d Analyse Spatiale Strasbourg 11 13 septembre 2006 4p Ascher F 2001 Les nouveaux principes de l urbanisme Ed de l Aube 84 pages Barredo J I Kasanko M McCormick N Lavalle C 2003 Modelling dynamic spatial processes simulation of urban future scenarios through cellular automata Landscape and Urban Planning 64 pp 145 160 Batty M 2005 Cities and Complexity Understanding Cities with Cellular Automata Agent Based Models and Fractals MIT Press 584 pages Batty M Torrens P M 2001 Modeling Complexity The Limits to Prediction In Cybergeo European Journal of Geography 201 Ben Akiva M Lerman S R 1991 Discrete Choice Analysis Theory and Application to Travel Demand The MIT Press Cambridge 390 p Berchtold A 1998 Cha nes de Markov et mod les de transition Application aux sciences sociales Hermes 284 p Bonnel P 1995 An application of activity based travel analysis to simulation of change in behaviour In Transportation vol 22 n 1
5. 4 Les d veloppements de modules Cette partie vise pr senter les innovations et les avanc es r centes impl ment es dans MobiSim Parmi les six pistes identifi es comme des d veloppements possibles dans la convention de d part cf la proposition de recherche associ e a la convention 07 MT S 032 qui fait l objet du pr sent rapport deux ont finalement t explor es de mani re approfondie la premi re porte sur une typologie des mobilit s urbaines la seconde sur une valuation des impacts nerg tiques de l urbanisation Comme l annoncent les objectifs de MobiSim ces deux d veloppements tentent de s adapter aux demandes initi es par les acteurs du territoire pour lesquels MobiSim peut appara tre comme un outil de recherche appliqu e La recherche portant sur les mobilit s mane ainsi du Pays graylois en Franche Comt alors que la question des consommations nerg tiques fait partie des recherches sur les tiquettes nerg tiques actuellement lanc es par ADEME 4 1 Typologie des mobilit s Le territoire du Pays Graylois n est pas a priori un territoire dont le fonctionnement s associe une m tropole importante Gra appara t certes comme le point nodal du secteur mais repr sente peine plus de 6000 habitants en 2006 L int r t de cette r gion ne r side donc pas tant dans la polarisation que Gray peut exercer sur ses environs mais surtout dans la complexit des mobilit s observ es dans
6. A partir de ce niveau il n y a par contre pas de limite la d sagr gation du moins en th orie on peut d composer l espace jusqu une infinit de cellules plus petites ce qui n est pas le cas des agents pour lesquels les individus constituent une limite inf rieure c Un exemple les logements Pour mieux visualiser ce que signifie ce principe d agr gation sur le plan th matique et pour t moigner de son impl mentation compl te au sein du programme MobiSim nous illustrons par un exemple concret portant sur le nombre de logements de la Communaut d agglom ration du Grand Besancon CAGB A partir des fichiers BD Topo de l IGN import s dans PostGreSQL cf 1 1 nous effectuons les op rations suivantes D finition de la grille La grille est d finie partir de l tendue rectangulaire enveloppant la zone d tude CAGB et des diff rentes r solutions choisies 25m 50m 200m 1000m 4000m Ces r solutions sont pour l instant propos es titre de test Cr ation de la couche occupation du sol l occupation du sol est g n r e a partir des couches de la BD Topo de l IGN suivantes batiment zone _arboree gt x surface eau surface activite Avant de faire la d composition proprement dite un pr traitement est effectu pour d finir le plus finement possible la typologie des b timents En effet la typologie fournie par la couche lt b timent gt de l IGN est tr
7. Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 37 63 Figure 2 5 2 La sph re d alimentation des mod les une illustration Nom Zone Communes Iris a Superficie 8D_Carto Unit s adm BD_Adresse BD_Carto r seau routier BD_route Corine Land Cover BD_Topo Ortho Carto Horas stations EM BD Standard M BD Locales C Molherat Janvier 2009 Quels types de donn es et o les acqu rir Au del de l op rateur en transports publics il se peut que celui ci soit un simple exploitant du r seau et qu il faille r aliser une convention avec la communaut de communes ou d agglom rations organisatrice des transports afin d obtenir ces donn es Nous pouvons citer en exemple la Communaut d Agglom ration du Grand Besan on dans laquelle l exploitation du r seau urbain GINKO est assur e par Keolis Besan on filiale du groupe Keolis tandis que l exploitation du r seau p riurbain est assur e par des autocaristes priv s affr t s Num riser un TC II s agit de rendre exploitable le r seau TC sous un SIG en num risant le r seau et les donn es qui le caract risent stations temps de parcours horaires la station Il est important d indiquer que le R seau TC est caract ris par des donn es en points stations horaires la station et en lignes arcs entre stations formant bout bout la continuit des lignes de bus temps entre stations Si le r seau
8. Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 18 63 le cadre de MobiSim il apparait n cessaire de combiner ces deux approches puisqu elles se compl tent en formant les deux volets d un m me probl me la mani re avec laquelle les choses s organisent sur un plan conceptuel et avec lesquelles elles peuvent tre impl ment es informatiquement Dans ce contexte l ontologie de MobiSim ne peut pas tre d velopp e ind pendamment du cadre th orique des SIG et de l intelligence artificielle notamment des Syst mes multi agents et des Automates cellulaires Au sein des SIG il est d sormais commun de consid rer une hi rarchie en trois niveaux pour les concepts de mod lisation spatiale selon une distinction comparable celle qui s pare la connaissance des donn es en intelligence artificielle des concepts spatiaux associ s une th orie ou une conception propre au mod lisateur sur ce qu est l espace g ographique des mod les spatiaux associ une d finition formelle ou math matique de ces concepts spatiaux une structure spatiale permettant d impl menter et de coder ces mod les dans un langage informatique Toutefois de nombreux auteurs notent que malgr cette dimension th orique et malgr plusieurs ann es de recherche dans ce domaine aucun concept unique n a encore t mis au point pour d crire l espace g ographique sans controverse il n existe pas de formalisation permettant d
9. L mergence forte de ce type de d marche soul ve en effet deux probl mes pr liminaires li s la nature m me des travaux collaboratifs envisag s D une part il importe que l ensemble des acteurs s accorde sur une d finition de l espace sur lequel ils travaillent et sur la mani re avec laquelle cet espace fonctionne afin de pouvoir exprimer clairement les modalit s qu ils voudraient y voir simul es D autre part il importe que la compatibilit des diff rentes simulations possiblement mises en uvre par diff rents mod les soit respect e afin que les r sultats des premiers puissent enrichir les donn es des seconds et que l ensemble des recherches qui naissent souvent de champs disciplinaires diff rents trouve in fine une compl mentarit autour de questions concr tes Selon Gruber 1992 une ontologie appara t en effet comme une sp cification et une conceptualisation explicite gt Gaurino 1998 ajoute qu elle doit s associer une th orie et une logique faisant intervenir un vocabulaire formel capable de d crire cette conceptualisation du monde Dans notre cas nous pouvons donc consid rer que l ontologie doit conduire la d finition de chaque objet prenant place au sein du syst me spatial mod lis int grant les attributs de ces objets et les relations qu ils entretiennent entre eux De ce fait et comme le notent Fonseca et al 2000 une ontologie spatiale et plus sp cifiquement encore une
10. avant d en proposer une formalisation math matique et une impl mentation informatique compl tes Figure 2 1 1 Les trois niveaux de prise en compte de l espace g ographique dans MobiSim Configuration spatiale des agents Espace dans Mobisim Niveau global JP Antoni d apr s ATN Secteur de l aire urbaine Sc narios d mographiques globaux et macro conomiques Op rateur H de ventilation Niveau zonal lots statistiques et administratif Choix r sidentiels des m nages Strat gie de localisation des entreprises E Op rateur d agr gation Niveau cellulaire Mailles de l occupation du sol Dynamique de l occupation du sol Couplage Syst me multi agents Automates cellulaires J P Antoni d apr s ATN Septembre 2008 Si le principe qui vise consid rer l espace d une aire urbaine selon diff rentes chelles peut para tre trivial sa mise en uvre concr te n est pas simple car d une part les processus simul s n interviennent pas tous la m me chelle la politique de la ville n est pas celle du eee Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 14 63 quartier et d autre part ils peuvent faire l objet de ruptures qui demandent de passer d un espace discret un autre espace discret voire un espace continu c est le cas par exemple de certaines barri res fonci res mat rialis es par une fronti re nationale ou par une politique fi
11. d un code sp cifique associ au module D2 cf partie suivante A partir de cette base des d veloppements plus innovants sont aujourd hui en cours de r alisation a travers la notion d mergence notamment qui devrait permettre de d velopper un g n rateur d mergence 2 3 Un couplage de deux familles de mod les L originalit du projet MobiSim ne r side pas uniquement dans la consid ration multiscalaire a la fois spatiale et temporelle des processus qui y sont mod lis s Elle se mat rialise galement dans le couplage de deux types de mod les associ s a des objectifs de simulation PAIOBISIM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 28 63 relevant de probl matiques diff rentes Ici deux mod les aux propri t s sp cifiques permettent simultan ment de consid rer les m nages et leurs activit s les mobilit s quotidiennes et les d placements et enfin les mobilit s r sidentielles et la dynamique de l occupation du sol au sein de l aire urbaine tudi e les Syst mes multi agents et les Automates cellulaires Ils r pondent aux deux mod les pr c demment impl ment s par ATN dans MobiSim mod le individus centr type Destinie et mod le agr g type quatre tapes cf 1 2 Figure 2 3 1 Principe des Syst mes multi agents appliqu la probl matique MobiSim Emmissions de polluants Consommation d nergie Nuisances sonores Choi
12. pages Fonseca F T Egenhofer M J Davis C A Borges K A V 2000 Ontologies and knowledge sharing in urban GIS Computers Environment and Urban Systems 24 251 271 Frankhauser P Moine A Bruch H Tannier C Josselin D 1998 Simulating settlement dynamics by modelling subjective attractivity evaluation of agents Actes du colloque de la Western Regional Science Association Monterey USA Frankhauser P 2000 La fragmentation des espaces urbains et p riurbains une approche fractale In P H Derycke Structures des villes entreprise et march s urbains L Harmattan collection Emploi Industrie et Territoire Paris 25 54 Fusco G 2001 Conceptual modelling of the interaction between transportation land use and the environment as a tool for selecting sustainability indicators of urban mobility in Cybergeo 12th European Colloquium on Quantitative and Theoretical Geography St Valery en Caux France 7 11 Septembre 2001 20p Gilbert N Troitszch K G 1999 2005 Simulation for the social scientist Open University Press 295 pages Giuliano G and Small K A 1999 The determinants of growth of employment subcenters Journal of Transport Geography 7 189 201 gmobisim Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 59 63 Golledge R G 2002 The nature of geographical Knowledge Annals of the Association of American Geographers 92 1 pp 1 14 Grasland C
13. t alors comme l chelle laquelle se localisent les m nages et les entreprises agents dynamiques o s effectuent les d placements quotidiens intrazones ou interzones Chaque zone correspond une entit g ographique pour laquelle on poss de des donn es statistiques coh rentes avec le degr de finesse de description du mod le Dans le cadre d applications des agglom rations fran aises la zone est le plus souvent quivalente une zone IRIS ou un regroupement de zones IRIS Les m nages et les entreprises analysent leur choix de localisation en fonction des caract ristiques de ces zones et de leurs pr f rences c Le niveau cellulaire Le niveau dit cellulaire celui des cellules g ographiques correspond enfin au d coupage g ographique le plus fin du territoire et contiennent les informations d sagr g es concernant les m nages et les entreprises mais galement l occupation x du sol qui procure un certain nombre d am nit s a ces m nages et entreprises cgmobisim Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 15 63 Toutefois cette d sagr gation effectu e a partir du niveau sup rieur niveau zonal reste lt anonyme y l objectif n est pas de conna tre les localisations des m nages individuels mais de quantifier le nombre de m nages par maille afin entre autres d valuer combien sont expos s directement la pollution automobile par
14. 1 sens unique Repasser en mode Edition avec le crayon puis s lectionner le bouton capturer la ligne Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 40 63 ATTENTION Avant de commencer la saisie n oublier pas de v rifier l option d accrochage Celui ci permettra l accrochage des arcs aux points Pour ce faire se rendre dans le menu Pr f rence puis propri t s du projet gt et enfin lt option d accrochage gt Cocher couche station Mode sur le sommet Tol rance de 30 Se positionner sur une station v rifier l accrochage puis cr er un arc de la station A la station B tout en respectant BIEN le sens ou la direction de circulation de la ligne de bus Pour concevoir cet arc faire un clic sur la station de d part suivi d un seul clic droit une fois positionn sur la station d arriv e afin de valider la saisie Une petite fen tre s affiche automatiquement permettant ainsi de renseigner les divers attributs de l objet venant d tre cr s Veiller sauvegarder la couche en recliquant sur le crayon mettant fin l dition Figure 2 5 5 Un exemple partir du SIG QuantumGIS Quantum GIS 1 0 1 Kore Fichier diter Vue Couche Pr f rences Plugins Aide Je ease ee e paqaq 21 uu nesSx gt URW VL EARBBOSRR vv L gende BIX do a rot icole ES cot dgy di a I J os Luter hekere Ra B w Station
15. 2 pp 73 93 PAIOBISIM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 58 63 Bruckner J K 1983 The economics of Urban Yard Space An Implicit Market Model for Housing Attributes Journal of Urban Economics 13 216 234 Cantillo V Heydecker B De Dios Ortuzar J 2006 A discrete choice model incorporating thresholds for perception in attribute values In Transportation Research part B Methodological vol 40 Issue 9 pp 807 825 Caruso G 2006 A cellular automata modelling of suburban area including individual preferences for green and social amenities Workshop MODUS On the emergence of complex forms and multi scale patterns Paris 26 04 2006 DGEMP 2003 Les consommations d nergie du secteur r sidentiel et tertiaire par usage Pages statistiques Direction G n rale de l Energie et des Mati res Premi res en ligne le 29 07 2008 http www industrie gouv fr energie statisti rt_energies_usage htm DGEMP 2008 Bilan nerg tique de la France pour 2007 Rapport annuel de l Observatoire de l Energie MEEDDAT Direction G n rale de l Energie et des Mati res Premi res 30p Dubois Fresney L 2006 Atlas des Fran ais aujourd hui Dynamiques modes de vie et valeurs Ed Autrement 184 pages Dubois Taine G Chalas Y edts 1997 La ville mergente Paris Ferber J 1995 2007 Les syst mes multi agents vers une intelligence collective Dunod 522
16. 5 plus proches en m Limite communale PP BE 2 4214 MN 2215 6482 Discr tisation septiles 6483 8591 8592 9975 Sources Fond de carte IGN 9976 11590 Donn es INSEE RGP 1999 11591 13659 J P Antoni G Vuidel Y Fl ty 2009 D 13660 22436 OB 0 km La couche IRIS au sens INSEE doit pr senter deux champs qu il convient de s lectionner proposant respectivement les donn es relatives au nombre de logements par IRIS lien avec le module D13 et ceux de l emploi module D15 Si l ensemble du projet MobiSim repose sur la consid ration d un espace cellulaire c est ici un avantage pour l int gration de donn es h t rog nes Il convient en ce sens de sp cifier une taille de cellule de Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 48 63 travail autrement appel e maille contrainte par le module D21 relatif a la d composition fractale Outre les donn es pr c demment voqu es cette premi re tape s inscrit dans l approche r solument multiscalaire de MobiSim Th MA et fait en ce sens intervenir le module D23 relatif aux op rateurs de ventilation notamment pour la r partition du nombre de logements par b timent puis par cellule Figure 4 2 4 R sultat illustratif du module 132 d placements moyens aux am nit s Distances r seau moyennes Navettage am nit s de recours quotidien et hebdomadaire C
17. Antoni J P Frankhauser P 2008 Mod liser diff rentes dynamiques a diff rentes chelles pour simuler la complexit des mobilit s urbaines L exemple de MobiSim Colloque de l Association de sciences r gionales de langue francaise ASRDLF Rimouski Canada Ao t 2008 Antoni J P Frankhauser P Le projet MobiSim vers une compl mentarit des mod les de simulation Journ es Recherche et Innovation Commissariat G n ral du d veloppement durable Paris France Septembre 2008 Antoni J P Vuidel G Fl ty Y de S de Marceau M H 2009 Vers des indicateurs locaux de performance nerg tique les tiquettes nerg tiques zonales Neuvi me rencontres Th oQuant Besan on France Mars 2008 A venir Territorial cohesion of Europe and integrative planning 49th European Congress of the Regional Science Association International Lodz Poland August 2009 A venir European colloquium on theoretical and quatitative geography National University of Ireland Maynooth Ireland September 2009 miObiSiM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 54 63 b R unions du comit de pilotage 13 d cembre 2007 R union de lancement du projet MobiSim Th MA Besancon 20 juin 2008 Premi re r union du comit de pilotage Besancon 23 janvier 2009 Deuxi me r union du comit de pilotage Paris 12 juin 2009 venir Troisi me r union du comit de pilotag
18. TC est d j num ris sous un format MapInfo ou Shapefile il faudra l aide d un identifiant commun donn aux stations ou aux arcs cr er une jointure sur ArcGis par exemple avec un fichier Excel comportant des donn es horaires Et pour finir diter ou affecter chaque tron on un temps de parcours entre stations dans la table attributaire Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 38 63 Si le r seau TC n est pas num ris il s agira de recr er sous un SIG le r seau de transport d fini par des objets en points et en lignes Figure 2 5 3 Principes de num risation du r seau TC Stations Lignes Fichier Excel A Identifiant station 2 Num ro de ligne Pr sentation du logiciel QuantumGis QuantumGis est un syst me d information g ographique libre disposant d une interface graphique accessible Il g re les formats d image de type matriciel Arc Info ASCII Grid GRASS Rasters TIFF GeoTIFF USGS SDTS DEM et vectoriel Arc Info ESRI Shapefile Mapinfo File ODBC PostgreSQL ainsi que les bases de donn es Outre la cartographie et la visualisation de donn es QGIS permet actuellement de modifier cr er et ajouter des m tadonn es aux couches vectorielles Il est aussi possible de g o r f rencer des rasters gr ce a un plugin Dans QuantumGis M thodologie pour num riser un r seau TC 1 Afin de g o lo
19. ce faire qu il soit connect Internet et qu une liaison s curis e avec le centre de calcul soit cr e Pr cisons que ce sch ma est un sch ma th orique qui doit servir de base la programmation de MobiSim de mani re ce que la structure du logiciel soit capable de g rer une telle configuration Cette derni re semble optimale compte tenu de la masse de calculs et de donn es g rer dans le programme Cette proposition n oblige pas ce qu une telle configuration soit effectivement mise en place le logiciel fonctionne galement sur un poste informatique unique et sans connexion Internet Parall lement dans la version ATN les fonctions du programme g rant la masse importante de donn es ont t confi es un programme ext rieur Ce programme est un SGBDR rAObISIM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 8 63 propri taire MS Access d velopp par Microsoft II propose une solution standard la gestion des donn es qui n est en aucun cas optimis e pour la probl matique trait e par MobiSim De surcro t en tant que SGBDR standard MS Access ne g re pas les donn es g om triques et spatiales Il a donc du tre compl t par un second logiciel propri taire li a MobiSim par une liaison du m me type que la pr c dente le SIG MapInfo d velopp par la soci t am ricaine Pitney Bowes Or l inverse de MS Access qui est couramme
20. d sormais dans un premier point nous approfondissons la lecture a plusieurs chelles de l espace g ographique qui avait t initi e dans le dernier rapport produit par ATN en montrant l int r t d une prise en compte en trois niveaux au minimum int grant notamment un niveau cellulaire permettant de mieux prendre en compte l occupation du sol et la probl matique de l talement urbain dans un deuxi me point nous g n ralisons ce principe multiscalaire pour proposer une formalisation th orique de l espace g ographique et des agents qui y interagissent qui prend la forme d une v ritable ontologie pour MobiSim orient e autant vers une utilisation et un d veloppement interdisciplinaire et multiscalaire fractal du programme que vers son impl mentation informatique dans un troisi me point nous voyons comment cette ontologie permet de focaliser sur deux familles de mod les les Systemes multi agents et les Automates cellulaires qu il s agit de combiner pour l ensemble des d veloppements effectuer les premiers sont int ressants pour l approche individus centr e des agents qu ils proposent alors que les second apportent un int r t pour une prise en compte cellulaire et possiblement multiscalaire de l espace g ographique dans un quatri me point nous proposons un sch ma qui organise l ensemble des points pr c dents en diff rents modules permettant de mod liser les donn es le
21. et la consommation d nergie associ e et d y r pondre par l interm diaire de tests de sc narios De la m me mani re MobiSim doit aussi permettre d identifier les leviers qui peuvent influencer les politiques urbaines notamment en mati re de transport et de planification et de qualifier les interactions possibles entre ces diff rentes politiques d autre part il s agit galement de continuer utiliser MobiSim comme une plateforme appliqu e i e un outil d aide la d cision au contact des probl matiques locales permettant de tester des sc narios d am nagement du territoire Dans ce cadre MobiSim appara t v ritablement comme un outil d accompagnement et de discussion autour des hypoth ses et des options possibles du d veloppement urbain qui demande tre appropri par les principaux acteurs du territoire Sur le plan des r sultats escompt s et actuellement en cours de d veloppement MobiSim doit permettre et permet d j en partie d valuer les cons quences associ es chaque sc nario de mobilit sur chacune des trois sph res g n ralement associ es au d veloppement durable miObiISiM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 4 63 Figure 0 1 Des indicateurs sur les trois sph res du d veloppement durable Environnement Consommation nergie espace Emission pollution bruit Transport et urbanisme Soci t Economie
22. int grer toutes les questions concernant la mani re avec laquelle les habitants d une ville voient et consid rent leur environnement comment ils raisonnent spatialement dans cet environnement comment ils s y d placent et y habitent etc Une ontologie unique ne permet pas de capturer tous les aspects de la r alit plusieurs ontologies doivent au contraire tre mises au point sur cette base pour r pondre des probl matiques plus sp cifiques Dans ce contexte nous proposons de construire une ontologie propre MobiSim relevant d une conception sp cifique de l espace g ographique bas e sur des choix justifi s par la th matique des mobilit s et du transport mais qui peuvent mener des incompatibilit s possibles avec d autres mani re de concevoir le monde et l espace L objectif rel ve alors d un double enjeu d finir un cadre ontologique qui soit le plus proche possible des objectifs de MobiSim et qui conduise un minimum d incompatibilit s et de contradictions a priori b formalisation pratique de l ontologie spatiale Pour formaliser l ensemble des entit s prendre en compte au sein du syst me spatial tudi commen ons par d finir les plus petits l ments de chacun des deux groupes EFIAdDISIM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 19 63 pris en compte savoir la cellule pour le groupe lt espace gt et individu
23. le Pays En effet les activit s y apparaissent fortement multipolaris es les habitants du pays ne se tournent pas seulement vers Gray pour leurs activit s professionnelles ou pour leurs achats mais galement vers Vesoul ou Besan on qui apparaissent comme des l ments structurant dans la g ographie des mobilit s locales Cette complexit dans les d placements cr e galement une complexit dans l organisation des transports En effet la superficie du territoire couvrir et sa densit relativement faible ne permettent pas de mettre en place un syst me de transport en commun rentable et condamne souvent les habitants l utilisation de la voiture comme mode de d placement privil gi Pour une part de la population cette situation entraine une certaine fragilit les populations vieillissantes des communes rurales rencontrent des difficult s se d placer Une solution de transport la demande pourrait alors appara tre comme une solution pour mettre en place une offre publique de transport en commun Celle ci existe d ailleurs d j en partie mais fonctionne mal aux dires de l association du Pays Graylois les autobus mis disposition ne circulent que dans des horaires tr s contraignants et apparaissent souvent sous utilis s le syst me est loin d tre optimis Pour am liorer la question des d placements il convient de mieux identifier la demande i e de qualifier les populations en demande de
24. les uns aux autres et que les r sultats des uns apparaissent comme les donn es d entr e des autres L ensemble se construit de mani re hi rarchique a partir de trois modules de base d compos s en sous modules S Modules associ s chacun un type de mod lisation sp cifique Figure 2 4 1 Le Grand Sch ma MobiSim version simplifi e Une version complete figure en annexe Caract risation Caractenzation Approche multi scalaire Multi scalar approach Evolutions d mographiques Demographic evolutions Processus Processes g N Mobilit s quotidiennes Daily mobilities Transport et fret urbain Urban freight transportation Mobilit s r sidentielles Residential mobilities Indicateurs conomiques Economic indicators Impacts Impacts Indicateurs sociaux Social indicators Indicateurs environnementaux Environmental indicators re i ae Visualisation Visualisation J P Antoni f vrier 2009 Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 33 63 Module D mod lisation des donn es A partir de l ontologie MobiSim ce module permet de cr er une base de donn es incluant les caract ristiques g ographiques et sociod mographiques du terrain d tude consid r selon une approche multiscalaire Module P mod lisation des processus Ce module permet de simuler les mobilit s urbaines et l volution de la population en tenant compte de l volution de l
25. mobilit afin de tourner plus sp cifiquement AiObISIM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 44 63 vers elles les offres qui pourront tre propos es Ceci revient a construire une typologie des mobilit s La constitution d une telle typologie est aujourd hui en cours de r alisation au sein du laboratoire Th MA o outre l quipe de mod lisation MobiSim elle mobilise galement une quipe de trois tudiants de Master qui on fait de cette probl matique le th me de leur Travail d tude et de recherche TER Les r sultats de cette tude qui fait l objet de rencontres r guli res avec l association du Pays Graylois devraient rapidement fournir des l ments pour le param trage du module D1 4 2 Consommations nerg tiques Le second d veloppement de MobiSim concerne l valuation des impacts environnementaux des transports et de l urbanisation Il s inscrit dans le cadre d un contrat r alis avec l Ademe qui vise tudier la question des Etiquettes nerg tiques territoriales Ce projet part du constat que le changement climatique global est aujourd hui l origine d un objectif tr s concret de r duction des missions de gaz effets de serre lui m me n cessairement corr l une r duction de la consommation nerg tique globale Facteur 4 Cette perspective se traduit par la d finition d objectifs en mati re de ma trise et d am l
26. niveau zonal qu au niveau cellulaire en tenant compte avec une pr cision relative de l occupation du sol qui pourrait influencer les diff rents facteurs qui en sont l origine 2 4 Une organisation en modules De mani re a clarifier le fonctionnement de MobiSim et l imbrication des deux mod les d crits plus haut associ s la d finition ontologique des entit s agents et espace il est apparu n cessaire d organiser le programme en le structurant en modules Chacun de ces modules effectue alors une t che unique et r pond en quelque sorte une probl matique qui gt Parmi les indicateurs d finis par diff rents organismes internationaux Global Reporting Initiative Commission europ enne OCDE et ceux utilis s dans le projet europ en Propolis les indicateurs suivant permettent d valuer l efficacit de la mobilit urbaine Sur le plan conomique satisfaction des besoins de mobilit temps de parcours efficacit des d placements Sur le plan environnemental mission de gaz effet de serre pollutions nuisances sonores qualit environnementale Sur le plan social impact sur la sant degr de mixit sociale accessibilit du centre ville des services et des espaces verts AmiobiIsiIM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 32 63 lui est sp cifique La complexit de MobiSim vient alors du fait que tous les modules sont combin s
27. p suonnioA3 S ss oo d snss o o q rd L d a Ecd L d 4ojesauab aouabiewz eoueBieuue p uneyesoueg ZZ S10 218d0 umopyeaig uonelnu A ap sinayesedo FX uoneBe6e p sinayesedo ZZ uolisdwosap 22214 ajeyey uonisoduuoosq TA yoeraidde 1e 22s yny a aulejeos njnw ayosoiddy saniayoe pue juawAojdwz souanoe je lou EM Seniueu y s lu uv 4 Buisnoy sjuewe607 k2 sylomjeu pue sydes xneosoi je soydeig 45 uonejndog Lb oa Q a soouuog Appropriation par Th MA 63 63 Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009
28. partir d une fonction faisant intervenir le nombre d actifs d l ves et d tudiants de chaque commune ventuellement aussi leur PCS d une zone et le nombre d emploi et la capacit d accueil des coles et des universit s d une autre zone Nous sommes ici dans une logique agr g e Etape 2 Distribution du trafic La distribution du trafic consiste relier les zones deux deux entre celles dont les individus partent et celles dans lesquelles ils arrivent De mani re tr s classique ce calcul est effectu par l interm diaire d un mod le gravitaire qui prend globalement en compte le nombre de d parts de chaque zone son nombre d arriv es et la distance qui les s pare Ici les lieux de destination ne prennent donc pas en compte les individus et leurs caract ristiques ils sont d termin s par la configuration de l espace g ographique dans la zone d tude ind pendamment d un choix ventuel li aux acteurs A cette tape la mod lisation Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 11 63 requiert un mod le gravitaire qui pr suppose une logique agr g e mais qui peut tre am lior e par d marche individus centr e de type lt programme d activit gt Etape 3 lt Choix modal gt x L tape du choix modal consiste a savoir si les individus se d placeront en VP ou en TC sur le parcours d termin a l tape 2 Ce calcul qui s
29. projet Ces projets font videmment partie des d veloppements venir dans MobiSim plus ou moins long terme 2 5 Les quatre sph res de donn es MobiSim Dans cette troisi me partie nous voquons la question de la validation des r sultats de MobiSim En effet compte tenu des mod les th oriques impl ment s dans le programme la production de simulations et de r sultats est relativement ais e Cette production est toutefois soumise un certain nombre de param trages et de calibrages intrins ques chaque mod les parfois propos s en libre choix l utilisateur qui peut les utiliser comme autant de leviers pour simuler diff rents sc narios Ind pendamment de ces choix sp cifiques qui correspondent en fait l introduction d un sc nario simuler dans le programme il est n cessaire que ces r sultats soient valid s i e de savoir dans quelle mesure il correspondent ou reproduisent une r alit connue Il va donc de soi qu il est n cessaire de conna tre la r alit pour la simuler ce qui passe par l acquisition d un certain nombre de donn es L acquisition de donn es ad quates est un probl me complexe et constitue souvent un cueil de la mod lisation en sciences humaines En effet de nombreuses donn es indispensables au calibrage des mod les ne sont souvent que tr s difficilement disponibles parfois abordables uniquement par l interm diaire d enqu tes sp cifiques et donc ch res
30. 007 Pour rem dier cet cueil une des mesures propos es par le Grenelle Environnement vise d sormais mieux int grer les pr occupations nerg tiques dans les documents d urbanisme MEDADD 2008 miObiSsiM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 45 63 De ce fait l int gration de sp cificit s territoriales tenant compte des pratiques spatiales des habitants a travers une typologie relevant d aspects spatiaux comme socio conomiques semble incontournable pour valuer la consommation nerg tique diff renci e de chaque territoire notamment dans les secteurs de l habitat r sidentiel et ou tertiaire et des mobilit s quotidiennes Aussi l ambition de ce projet consiste valuer ces comportements nerg tiques territoriaux associ s chaque zone de l espace g ographique en mettant en place un indicateur normatif appel lt Etiquette nerg tique territoriale gt Il a donn lieu la programmation du S module 132 MobiSim cf Le Grand Sch ma MobiSim en annexe et est introduit ci dessous Figure 4 2 1 Boite de dialogue MobiSim les donn es d entr e du module 132 A Nom du projet CAGE R pertoire home gvuidel MobiSim energy G amp G Zone home gvwuidel MobiSim energy BesacCAGB shp Gs Services home gvuidel MobiSim energy NiveauService_BesacAU shp z Bati home gvuidel MobiSim ene rgy bati_categorie_cagb shp gs R seau
31. 01 Choice set generation within the generalized extreme value family of discrete choice models In Transportation Research Part B vol 35 pp 643 666 PAIOBISIM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 61 63 Tannier C Franckhauser P 2001 From the observations to the construction of an urban dynamics simulation model an inductive approach Cybergeo European Journal of Geography n 191 Tannier C Frankhauser P Houot H Vuidel G 2006 Optimisation de l accessibilit aux am nit s urbaines et rurales a travers le d veloppement de mod les fractals d urbanisation XLIleme Colloque de ASRDLF XII me Colloque du GRERBAM Sfax 4 6 Septembre 2006 29 p Vancheri A Giordano P Andrey D and Albeverio S 2004 A Model for Urban Growth Processes with Continuum State Cellular Automata and Related Differential Equations July 2004 Weber C Hirsch J 1997 Potential model applications in planning issues Proceedings of the 11th European Colloquium on Quantitative and Theoretical Geography Durham Castle City of Durham UK September 3 7 White R Engelen G 1994 Urban Systems Dynamics and Cellular Automata Fractal Structures between Order and Chaos Chaos Solitons and Fractals 4 4 563 583 White R Engelen G and Uljee 1997 The use of constrained cellular automata for high resolution modelling of urban land use dynamics Environment and
32. APAIODISIM Appropriation et developpement par TheMA Vers une mod lisation multiscalaire fractale du d veloppement urbain par syst me multi agents Jean Philippe Antoni Gilles Vuidel Pierre Frankhauser Avec la participation de Yann Fl ty et Caroline Molherat Avril 2009 gmobisim Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 2 63 Pr ambule Le pr sent rapport MobiSim cl ture la convention 07 MT S 032 tablie entre le Minist re de l Ecologie de l Energie du D veloppement durable et de l Am nagement du territoire et le laboratoire de g ographie th orique et quantitative Th MA ainsi que la subvention qui lui a t associ e L objet de cette convention n tait pas de proposer des d veloppements sp cifiques pour la plateforme de simulation MobiSim mais essentiellement de r aliser le transfert du programme de ATN vers Th MA suite la cessation d activit de l entreprise ATN en 2008 Cette appropriation par une nouvelle quipe de d veloppement cf l quipe Th MA pr sent e dans le point 5 1 a n cessit une expertise logicielle importante assist e et conseill e par P Casanova de ATN Sur la base des codes sources fournis elle a donn lieu une r criture quasiment int grale du programme dont l int r t est justifi dans les pages suivantes Cette r criture propose dor navant une nouvelle base th orique et informatique pour
33. Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 25 63 cin ma des beaux arts la citadelle Il reste n anmoins certains b timents mal affect s en centre ville car un polygone b ti correspond parfois un ensemble de b timents de diff rentes natures une erreur due aux donn es sources qui semble plus ou moins incompressible Figure 2 2 2 Ventilation des logements au sein de la CAGB Ventilation des logements Sources Fond de carte IGN G Vuidel J P Antoni 2009 Tests pour une approche multiscalaire Communaut d agglom ration du Grand Besan on Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 26 63 Cr ation de la couche Occupation du sol On peut maintenant cr er la couche occupation du sol comme suit dans chaque cellule a chaque chelle si on a du bati enseignement 5 bati enseignement sinon si on a du bati activit 4 bati activit sinon si on a du bati logement 3 bati r sidentiel sinon si on a de l eau 2 eau sinon si on a de la for t 1 for t sinon gt 0 espace vide Le r sultat peut tre repr sent cartographiquement par l occupation du sol sur la grille d finie pr c demment diff rentes r solutions 25m 50m 200m Figure 2 2 1 Cette premi re tape tant r alis e il est possible de ventiler les logements de la CAGB dont le nombre est connu au niveau des IRIS ou des com
34. MobiSim qui permet d envisager concr tement et rapidement l impl mentation de modules compl mentaires au sein du programme De ce fait le pr sent rapport ne peut tre dissoci de l historique du programme MobiSim et des choix et propositions de mod lisations effectu es par ATN Ces derniers peuvent tre consult s dans l un des derniers rapports de recherche produits par ATN dans le cadre du PREDIT dont une version num rique est t l chargeable l adresse suivante http www mobisim org doc MobiSim Rapport ATN pdf 1 ATN Application des techniques nouvelles est l entreprise dirig e par Philippe Casanova qui a initi les recherches sur la plateforme MobiSim et qui en a assur le d veloppement de 2000 2007 Le laboratoire Th MA Th oriser et Mod liser pour Am nager est une unit mixte de recherche UMR 6049 qui associe le CNRS les universit s de Franche Comt et de Bourgogne Au sein du laboratoire l objectif g n ral poursuivi par l quipe Mobilit s ville et transports qui d veloppe d sormais la plateforme MobiSim est de participer une meilleure connaissance de la structure et de la dynamique spatiale des villes et des territoires environnants dans lesquels elles s ins rent et avec lesquels elles fonctionnent gmobisim Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 3 63 Introduction En introduction nous rappelons bri vement c
35. Planning B Planning and Design 24 323 343 gmobisim Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 62 63 ABojoydiow uequn ajgeurejsns qeunp ulequn 104 uonnyjod asion jouos SoUBSINN uondwnsuos n6leuz enbneBieue uoneuutuosuoo SUOISSILUB SJUBIN Od s uenjjod ap uoissiuu3 SIOJEIIPU EJUWUOIIAUZ XNEJUSULISUUOIIAUS SINSJEIIPU uonezyerseds uoyebaibag uonesijeioads uone6 6 s Anbe Ieneds oioos ajeneds o1o0s linb3 UOHIEJSHES 2120S leloos uonoejsies SUO EOIPU JEDOS xneloos sunayeoipuy SJS09 Buluoyouny 1u uu uuonouoj ap sinoo uonjezyenzinoa uoye9yue Hodsuei uonesijensin0eg LA Suoduse sep uoneouue r soiydes6 pue sde EUIGISS899Y s nbiude 6 ye see E lliqiss eo ov asig UONS BUOI SYIOMJEN Er cA uons 6uoo uoneshg19sIQ uone sen LA uogesyensi S10 E9pUI DIWIOUOIZ s nbiuiouoo sin je 1pu sjoedui UONESI ENSIA sy2edul Annexes vel eel CE Lel l Le zi g g g El bl Buping uononisuoo UOHEIO JO 33049 I nu pis xtouO Suolen eA pue s 5u J J g SUONENJEAS Je s 52u 1 j q Ss nmqou jenuapisay Ss ll nu pis 1 s liliqoW uol uodsueJ jYyBiay uequn uyequn CNE CE uodsue1l juewubisse syed yes ap uoneljo jiV ayjds jepow ayes lepow xloyd UOHNGIRSIP DELL uye np uonnqusiq seyIqou Aeg souualpyonb s liqolNN Suonjone ayde1Bouaq s nbiudeiBouui
36. Pour pallier ce probl me la version SMA de MobiSim tait ouvertement gourmande en donn es il tait impossible de faire tourner gt le mod le sans une batterie de donn es pr alablement recueillies souvent difficile obtenir ce qui a pu entraver la conduite de certaines tudes Nous avons d ailleurs ajout un module de lt Fret urbain gt qui permettra terme d int grer la programme FretUrb la probl matique trait e par MobiSim rgmobisim Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 35 63 Figure 2 5 1 Les quatre sph res de donn es MobiSim Validation des mod les Calibrage des mod BD locales Enqu tes ad hoc Comptages routiers Pr f rence des m nage Alimentation des mod les BD standard RGP Insee Sc nariosation des mod les Entretiens locaux P age urbain I Jeu de donn es de base obligatoire J P Antoni f vrier 2009 Donn es compl mentaires Pour pallier une partie de ce probl me de donn es nous faisons ici une proposition qui peut paraitre audacieuse d un certain point de vue mais qui se justifie par le caract re exploratoire et exp rimentale de MobiSim dans sa version Th MA L id e consiste a diff rencier des 7 Cette proposition a d ailleurs t vivement d battue lors de la r union du Comit de pilotage du 23 janvier 2009 opposant les partisans d une approche universaliste ceux d une approc
37. Sant Efficacit Risques Co ts Equit B n fices J P Antoni d apr s ATN F vrier 2009 Sur la base des travaux du projet Propolis ces valuations prennent alors la forme d indicateurs relativement simples Sur le plan conomique d abord MobiSim devrait ainsi offrir un certain nombre d indicateurs d crivant le niveau de satisfaction des besoins en mobilit au niveau de chaque cellule par exemple les temps de parcours dans l agglom ration tudi s au niveau de chaque zone et l efficacit globale des d placements consid r e au niveau global pour l ensemble de l aire urbaine tudi e Sur le plan environnemental une seconde s rie d indicateurs devrait permettre de calculer la quantit Propolis Planning and Research of Policies for Land Use and Transport for Increasing Urban Sustainability est un projet de recherche europ en financ par la Commission europ enne dans le cadre du 5 PCRD qui vise tester des solutions int gr es liant la probl matique des transports celle de l occupation du sol et de l urbanisation Il fournit un certain nombre d outils et de m thodologies d velopp es dans ce cadre Cf http www1 wspgroup fi It propolis Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 5 63 des missions de gaz a effet de serre au niveau global mais galement au niveau zonal afin de d terminer quels sont les quartiers les plus soumis aux ri
38. a population Module mod lisation des impacts Ce module propose un ensemble d indicateurs permettant d valuer les impacts des simulations effectu es sur les trois spheres du d veloppement durable conomique sociale et environnementale Module G mod lisation graphique Ce module permet de visualiser les r sultats sous la forme de cartes et de graphiques il int gre un sous module de g ovisualisation et de les exporter dans diff rents formats L organisation des quatre modules de base et des sous modules qui les composent peut tre visualis e sur le Grand Sch ma MobiSim GSM Plus qu un simple plan du programme le GSM permet galement d organiser le travail et de r partir les t ches au sein de l quipe de travail et d expertise de MobiSim Il appara t donc comme un document nouveau et important pour le d veloppement de MobiSim Th MA Chaque question pos e au programme peut alors faire intervenir une combinaison sp cifique de modules tous n tant pas toujours n cessaires De m me il n y a pas v ritablement d orientation dans la lecture et l utilisation des modules de MobiSim le GSM ne se lit pas n cessairement de gauche droite bien que la lecture se fasse dans ce sens dans la grande majorit des cas le programme peut tre mobilis en lt zigzag gt pour accomplir des t ches sp cifiques L exemple des tiquettes nerg tiques que nous d velopperons dans le point 4 2 illu
39. act d un p age urbain il est n cessaire de conna tre les modalit s exactes de la mise en place de ce p age s agira t il d un p age en entr e et en sortie Sera t il permanent ou uniquement les jours de semaine Uniquement aux heures de pointe etc Parall lement la seconde sph re contenant les donn es li es au calibrage des mod les peut galement tre modifi e par un sc nario que se passerait il si la moiti des employ s de tel secteur taient contraints de se d placer en transport en commun plut t qu en automobiles individuelles Et si leurs budgets de d placement taient subventionn s par les collectivit s territoriales etc L ensemble des informations de la quatri me sph re touche donc la teneur des sc narios qui n est pas d nu e de dimensions politiques En effet si la mod lisation concerne avant tout les mod lisateurs la mise en place des sc narios simuler est souvent pr par e par les diles dans un contexte plus ou moins politique et dans le cadre d un programme affich ou non Ainsi on peut penser que ce sont des entretiens avec ces diles qui peuvent conduire la constitution d une base de sc narios Chacun des ces sc narios devra ensuite tre impl ment dans le programme de simulation ce qui peut n cessiter un exercice de traduction parfois d licat miObiISiM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 43 63
40. aine validit la mod lisation envisag e Toutefois mis part le cas particulier des enqu tes m nages gt x il n y pas d uniformisation pour ce genre de donn es qui apparaissent quasiment toujours relev es de mani re ad hoc De ce fait il n y a pas non plus de possibilit de d crire un protocole a priori permettant d int grer et d utiliser ces donn es dans MobiSim De m me l existence m me de ce genre de donn es de calibrage n est absolument pas certaine les enqu tes ad quates n existent pas n cessairement elles peuvent tre dat es ou ne recouvrir qu une partie de l aire urbaine tudi e La question qui se pose est alors de savoir dans quelle mesure des donn es ne correspondant que partiellement la th matique mod lis e et ou au terrain tudi peuvent tre utilis es pour calibrer MobiSim Les pratiques de mobilit ou les choix r sidentiels connus gr ce une enqu te r alis e sur l espace bordelais peuvent ils tre utilis s pour une simulation sur l aire urbaine de Besan on La r ponse cette question d pend videmment des donn es pr cises dont il faudrait tudier la qualit d invariabilit d une ville l autre On sait par exemple que le population active d une commune population qui est donc amen e se d placer pour aller travailler chaque jour est globalement gale 40 de sa population totale quelle que soit la commune consid r e Cet exemple n
41. aire urbaine en entier Evidemment chacun de ces changements d chelle conserve l ensemble des informations pr sentes dans les vecteurs statique et dynamique et les r percute au niveau sup rieur Plusieurs fonctions d agr gation peuvent alors coexister pour effectuer cette op ration Le choix de l une d entre elles d pend de la probl matique trait e et des implications th matiques li es a ce choix A titre d exemple on peut ici donner quelques exemples de fonctions d agr gation parmi les plus simples AmiobiIsiIM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 20 63 3 Agr gation On d finit l ensemble des entit s D de l chelle s contenues par l entit es 1 Pour l espace D est d finissable facilement par contre pour les agents il n y a encore rien de clair Les attributs d une entit peuvent tre d finies comme Vager gation des attributs des entit s correspondantes l chelle sup rieure ele DE 1 3 1 Exemples d op rateur d agr gation Moyenne arithm tique o 1 Dh ean D ID gt dm k dm D 2 m Moyenne arithm tique pond r e 1 PEP an D dm k diia dm D 3 kali En dm p gt Maximum Dh ar D mazx dm k dm D 4 Etc Dans le sens inverse des op rateurs de d sagr gation peuvent aussi tre mis au point selon un principe identique ils permettent de passer de l aire urbaine a la cellu
42. ancer Annuler b La production des donn es de base Dans les bo tes de dialogue du programme l ouverture d un nouveau projet n cessite la d finition des donn es d entr e A partir de fichiers contenant des donn es g om triques et attributaires fichier SIG au format ESRI Shapefile relatives la zone d tude aux services r seau routier b ti logement et emploi cette premi re tape vise la constitution d une s rie d images en mode matriciel couches sources et supports de la simulation Il s agit tout d abord de consid rer une zone plus large que la seule zone d tude afin de se pr munir d ind sirables lt effets de bords gt Il convient ensuite d indiquer le fichier contenant les services pr alablement g or f renc s l adresse et class s selon leur niveau de fr quence de recours N1 fr quence de recours quotidienne N2 hebdomadaire Le r seau routier digitalis en mode vecteur et le b ti contenant les polygones individualis s du seul b ti r sidentiel sont galement requis m bisimn Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 47 63 Figure 4 2 3 R sultat illustratif du module 132 distances quotidiennes aux am nit s Distances r seau moyennes Navettage am nit s de recours quotidien et hebdomadaire Communaut d Agglom ration du Grand Besan on Distance aux am nit s Limite CAGB Distance moyenne aller aux
43. caliser les stations puis les lignes sur le r seau routier ajouter comme base de fond de carte la couche vectorielle de la BD Carto tron on route 2 Le r seau se d termine par des n uds stations une couche en points puis par des arcs temps entre stations une couche en lignes La premi re tape va tre la cr ation de la couche station permettant par la suite de concevoir des arcs entre ces points la couche temps qui mis bout bout forment les lignes de bus et de ce fait le r seau TC 1 tape Edition de la couche stations Sur QuantumGis dans le menu couche faire nouvelle couche vecteur afin de cr er les champs de cette nouvelle couche S lectionner lt points gt Donner un nom au champ attributaire Station Type String gt puis ajouter un attribut Pour diter une couche passer en mode Edition avec le petit crayon se trouvant dans la barre de menu puis s lectionner le bouton capturer le point Une fois la station g o localis e une fen tre va s ouvrir nous permettant de renseigner l attributs de l objet que nous avons cr le Nom de la station Le point est alors cr R sultat apr s la saisie de toutes les stations du r seau avec en fond de carte la BD Carto seas Obisim amp A UE Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 39 63 Lorsque la saisie de toutes les s
44. cts techniques li es aux possibilit s de simulation informatique a Cadre th orique de l ontologie spatiale La th matique de l urbanisation et des mobilit s urbaines pose en effet un certain nombre de questions fondamentales li es la mani re avec laquelle les habitants d une ville voient et consid rent leur environnement comment ils raisonnent spatialement dans cet environnement comment ils s y d placent et y habitent etc Une r ponse compl te et s rieuse ce sujet repose n cessairement sur une approche interdisciplinaire liant les domaines explor s par les g ographes les urbanistes les conomistes les psychologues notamment la psychologie environnementale les sciences de l information etc A cela s ajoutent encore les statistiques et les math matiques qui permettent une approche plus formelle et ouvrent le champ la mod lisation ainsi que les sciences de l information g ographique SIG analyse spatiale g ostatistiques etc qui proposent une approche plus fondamentale sur ces questions Cette interdisciplinarit pourrait conduire des simulations prospectives bas es sur une mod lisation des comportements des agents qui reposerait alors sur les acquis le vocabulaire et les m thodes plus ou moins sp cifiques de diff rentes disciplines Une telle situation introduit possiblement des incompr hensions entre les acteurs les utilisateurs et les mod lisateurs au sein du projet MobiSim incompr hens
45. d urbanisme et d am nagement du territoire Dans ce contexte il importe de faire conna tre le projet MobiSim c est l objectif du site internet et de la lettre d information envoy e r guli rement pr s de 80 personnes impliqu es dans les probl matiques d am nagement et d attirer les collectivit s territoriales usage qui peut en tre fait afin de multiplier les interlocuteurs qui permettront de d velopper des sc narios et de simulations tant en fournissant des donn es sur des territoires diff rents qu en pr sentant des probl matiques territoriales originales et complexes sur le plan de la probl matique urbanisation transport AiObIsIM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 57 63 Bibliographie ADEME 2008 Le poids des d penses nerg tiques dans le budget des m nages en France Lettre Etude et Strat gie n 11 du 3 avril 2008 Agence De l Environnement et de la Maitrise de l Energie en ligne le 29 07 2008 http www2 ademe fr servlet list catid 17390 Agostinho J 2005 Cellular Automata and Urban Planning Strategies Using a Cellular Automata Land Use Model to establish different Scenarios of Growth Abstracts of the 14th European Colloquium on Theoretical and Quantitative Geography September 9 13 Tomar Portugal Antoni J P 2007 Jeux de simulation et repr sentation cartographique In Territoires du futur n 7 pp 49 59 Antoni J P
46. der des ressources propres tre capable de percevoir de mani re limit e son environnement tenter de satisfaire ses objectifs en tenant compte des ressources et des comp tences dont il dispose et en fonction de sa perception de ses repr sentations et des communications qu il re oit Ferber 1995 Les SMA constituent une avanc e importante dans l univers de la complexit et apportent ainsi une r ponse particuli rement bien adapt e l analyse et la r solution de probl mes impliquant plusieurs dimensions spatiale sociale politique organisationnelle conomique financi re Cette approche permet de les appr hender la fois dans leur globalit et dans le d tail des interactions locales entre les agents impliqu s Dans ces syst mes la solution n est pas programm e explicitement mais merge des interactions locales entre les agents simul s et leur environnement L int r t des SMA est donc non seulement caract re op rationnel mais aussi m thodologique nous donnant comprendre les situations partir des comportements des agents qui construisent les dynamiques du syst me Appliqu e la probl matique de la mobilit urbaine la formalisation multi agent permet ainsi de couvrir plusieurs domaines et champs d application possibles parmi lesquelles on peut citer la morphologie urbaine urbanisme et d veloppement urbain les dynamiques spatiales mobilit quotidienne choix r sidentiels pol
47. dont l acc s est r serv l quipe de travail et aux membres du comit de pilotage Cette plateforme s appuie notamment sur un syst me de gestion lt wiki gt L ensemble est int gralement g r au laboratoire Th MA AmiobiIsiIM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 53 63 Parall lement le nom de domaine mobisim org offre galement l opportunit de cr er un certain nombre d adresse emails utilis s pour diffuser des informations collectivement Ceci permet notamment de diffuser une lettre d information MobiSim qui parvient aux personnes inscrites quatre fois par an soit une lettre tous les trois mois environ Cette lettre pr sente l actualit imm diate du projet MobiSim tant pour les d veloppements effectu s que pour les projets et les contrats a venir ou les communications et les colloques dans lesquels la plateforme MobiSim est pr sent e 5 3 R unions et publications Le temps de la convention qui fait l objet du pr sent rapport a fait l objet d un certain nombre de r unions et de communications publiques que nous recensons dans ce dernier point a Communications et conf rences Antoni J P Frankhauser P Tannier C Youssoufi S 2008 Simulating and assessing prospective scenarios A comparative approach in urban planning 8th Conference on Design and Decision Support Systems in urban planning Eindhoven Pays Bas Juillet 2008
48. e Lyon gmobisim Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 55 63 Conclusion Pour conclure et la lecture des arguments avanc s dans ce rapport de recherche on peut dire que l appropriation de MobiSim par l quipe de d veloppement du laboratoire Th MA est aujourd hui effective les principes de la mod lisation sont acquis la programmation effectu e par ATN a t analys e et des modifications ont t propos es aboutissant a des d veloppements nouveaux et originaux Parmi les modifications effectu es pour aboutir a ces d veloppements trois pistes ont guid les choix effectu s une modification de la structure du programme permettant d int grer les calculs en parall le et d am liorer les performances du programme en temps de calculs cueil qui constituait l un des probl mes majeurs de la version ATN Dans ce cadre les nouvelles performances autoris es par ces changements n ont pas encore t compl tement mesur es et constitueront l objet d une future recherche une modification des concepts de la mod lisation qui devrait permettre d aboutir rapidement une prise en compte totalement individus centr e type Syst me muti agents de la probl matique de l urbanisation et des mobilit s urbaines ce d veloppement passe par une formalisation compl tement finalis e de l ontologie de MobiSim aujourd hui en cours de d veloppement en
49. e r v le complexe sur le plan th orique comme sur le plan pratique c est certainement l tape la plus d licate du M4E dans l tat actuel de nos connaissances n est globalement pas impl ment e dans MobiSim On consid re pour faire simple que tout le monde se d place en VP Il est d licat d envisager cette tape un niveau agr g Etape 4 lt Affectation du trafic gt Cette tape consiste d terminer les flux routiers c est dire affecter le trafic sur le r seau de routes connaissant le nombre de personnes se d pla ant d un lieu un autre tape 1 et 2 et leur mode de d placement tape 3 L affectation se fait par tranches ce qui permet de tenir compte de la congestion certains usagers voyant que la circulation est dense sur certains tron ons prennent un autre itin raire La logique se situe ici un niveau interm diaire entre une d marche agr g e et une d marche individus centr e La succession de ces quatre tapes montre que le programme oscille plus ou moins syst matiquement entre une d marche agr g e et une d marche plus centr e sur les individus Cette oscillation ne permet pas de saisir avec pr cision la place qu occupent les agents dans MobiSim situation qui bloque les d veloppements futurs du moins sur un plan conceptuel En effet quel type de mod le faut il continuer d velopper dans MobiSim et quel s type s de donn es faut il collecter pour l a
50. e d conomie des transports LET AmiobiIsiIM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 52 63 Anne Grenier Urbaniste D partement Batiment et Urbanisme Agence de l Environnement et de la Ma trise de l Energie ADEME Christian Lebondidier Damien Verry Aurore Cambien Groupe Planification et Ma trise des d placements Centre d tudes sur les r seaux les transports l urbanisme et les constructions publiques CERTU Dominique Mignot Directeur adjoint de la recherche Institut National de Recherche sur les Transports et leur S curit INRETS d Groupe d expertise Freddy Audard Ma tre de conf rences en g ographie Universit d Aix Marseille UMR Espace Expertise Mod lisation transports et mobilit s mod le 4 tapes 5 2 Site internet La prise en main de MobiSim par le laboratoire Th MA a permis l achat du nom de domaine mobisim org et la mise en place cons cutive cette adresse d un site Internet d di ce projet Modifi au rythme de deux mises jour majeures chaque ann e ce site vise un double but d une part il s agit d afficher une lt vitrine gt de MobiSim Cette derni re pr sente le programme ses objectifs et ses ambitions en m me temps qu il offre quelques images de r sultats produits l aide de MobiSim d autre part le site est galement d di au stockage et l change d informations internes
51. e et originale Le probl me de l approche agr g e individuelle soulev dans le point 1 2 et la question de l approche multiscalaire d velopp e dans le point 2 1 apparaissent d un certain point de vue comme une seule et m me question qui se pose sur deux types d objets diff rents D une part en effet il s agit de passer de l individu au groupe d individus puis la population totale et inversement et d autre part de la cellule l ilot ou au quartier puis l aire urbaine compl te et inversement Sur ces deux types d objets que constituent les individus et les espaces il convient d s lors d op rer un certain nombre d agr gations et de ventilations permettant de passer d une chelle l autre Le d veloppement plus sp cifique d une ontologie permet ici de pr ciser et de formaliser les modalit s de ces changements d chelle et ainsi de d velopper la base d une formalisation multiscalaire de l espace et des individus propre a MobiSim mais largement g n ralisable d autres types de mod lisations Cette formalisation qui s associe une ontologie doit tre d velopp e dans un cadre EFIODISIM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 16 63 interdisciplinaire et assurer une forte coh rence conceptuelle entre les aspects th matiques de la probl matique trait e ici la mobilit et l urbanisation et les aspe
52. e qu est MobiSim en repositionnant ses objectifs et ses ambitions Le projet MobiSim simulation des mobilit s consiste a d velopper une plateforme de simulation pour l tude prospective des mobilit s quotidiennes et r sidentielles dans les agglom rations fran aises et europ ennes et leur lien avec le d veloppement l talement et l am nagement urbains Cette plateforme se base sur plusieurs mod les notamment un Syst me multi agents coupl un Automate cellulaire Les diff rents champs de d veloppements identifi s aujourd hui concernent les probl matiques de la gestion du trafic et des d placements des nuisances et des pollutions engendr es de la consommation nerg tique urbaine des strat gies des acteurs et des choix modaux de d placements etc Au regard de ces objectifs le projet peut paraitre ambitieux L approche individus centr e envisag e l chelle d une aire urbaine m me de taille moyenne ou modeste entra ne n cessairement la simulation des choix de mobilit de plusieurs dizaines de milliers d agents et un temps de calcul souvent exponentiel Elle permet toutefois de positionner le projet MobiSim sur deux versants compl mentaires d une part il s agit d utiliser la plateforme comme un outil de r flexion th orique permettant de poser un certain nombre d hypoth ses sur les liens existant entre les mobilit s la morphog n se urbaine talement urbain hi rarchie d chelle fractalit
53. e signifie videmment pas que toutes les donn es relev es un endroit sont utilisables ailleurs et dans un contexte mais il montre que des invariants existent L identification de ces invariants constitue d s lors un enjeu important pour les simulations en g n ral et pour le calibrage de MobiSim en particulier qui permettrait de limiter l acquisition lourde de donn es par enqu tes et de g n raliser un certain nombre de constats quant aux pratiques de mobilit et aux choix r sidentiels c La sph re de validation des mod les La troisi me sph re contient les donn es li es la validation des mod les Ces donn es doivent en quelque sorte permettre de mesurer les carts entre les r sultats produits par les mod les et la r alit observ e le mod le est il capable de reproduire une situation connue Dans quelle mesure s en carte t il Des carts minimes ou acceptables gt permettent ainsi de valider le mod le montrant qu il est la fois pertinent et efficace AiObIsiIM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 42 63 Cela tant toutes les donn es utiles a la validation ne sont pas n cessairement inscrites dans un intervalle diachronique Les donn es de comptage routier par exemple indiquent le nombre de v hicules qui passent chaque jour sur certains troncons de route Elles peuvent d s lors servir valider les r sultats du mod le a quat
54. es caract ristiques sociod mographiques ainsi que des informations simples sur le r seau de routes et les transports en commun TC Ces donn es de base sont absolument indispensables pour d buter une s rie de simulations elles doivent pouvoir tre mobilis es sur n importe quel terrain d tude et donc tre disponibles de mani re identique peu pr s partout En France les donn es relev es et commercialis es par l IGN BD Carto et ou BD Topo et par l INSEE Recensement g n ral de la population base SIRENE r pondent globalement ces crit res livr es selon un format standard et uniformis elles peuvent rapidement entre trait es de mani re presque compl te par le module D de MobiSim afin de constituer l tat initial de n importe quelle portion de territoire fran ais Seule une inconnue demeure les syst mes de transport en commun g n ralement la charge des EPCI locaux ne sont pas relev s ni par l INSEE ni par l IGN Pour pallier ce probl me et sur la base des travaux effectu s par ATN nous proposons ci dessous un protocole permettant de relever les informations des r seaux de transport en commun bus et tram afin de les int grer dans le module D Ce protocole est disponible en d tail en annexe La figure 2 5 2 r alis e partir des travaux de Caroline Molherat illustre la composition de la sph re d alimentation des mod les EFIOdbISIM Appropriation par Th MA Rapport de recherche
55. exemple ou combien se localisent proximit d un parc ou d un jardin leur procurant un cadre de vie sp cifique L objectif de l introduction d un maillage cellulaire fin est triple 1 Simuler la dynamique de l occupation du sol dans le but notamment de tester l impact des diff rents sc narios sur le processus d talement urbain une cellule lt non bati gt pouvant devenir b ti si certains m nages d cidaient de s y installer 2 Estimer l offre de logements au niveau de la zone en fonction de l occupation du sol d finie dans chaque maille 3 Estimer les impacts sociaux et environnementaux de la mobilit urbaine La dynamique d occupation du sol est ainsi simul e par un mod le qui s assimile aux automates cellulaires et plus g n ralement aux mod les LUCC Land Use and Cover Changes Ces trois niveaux global zonal cellulaire ne fonctionnent videmment pas de mani re ind pendante mais sont li s par diff rents op rateurs op rateurs de ventilation pour passer par exemple des donn es connues l chelle de la zone vers chaque cellule avec une pond ration en fonction de l occupation du sol et op rateurs d agr gation sommant par exemple l offre immobili re de chaque cellule pour quantifier l offre l chelle de la zone Ces op rateurs participent d une formalisation g n rale de l espace g ographique que nous d veloppons dans le point 2 2 2 2 Vers une ontologie renouvel
56. formatique crit par les informaticiens de ATN afin de comprendre pr cis ment l ensemble des algorithmes utilis s pour faire lt tourner gt le programme ainsi que la mani re avec laquelle ces algorithmes ont t formalis s et impl ment s en Java Cette op ration essentiellement r alis e par Gilles Vuidel a permis de d velopper un point de vue mod lisateur d veloppeur Le r sultat de cette phase d appropriation est ici livr en deux parties une expertise du logiciel et du code source qui met l accent sur des modifications souhaitables une expertise du mod le conceptuel de MobiSim qui pointe une tape inachev e vers le d veloppement d une version individus centr e du programme type Syst me multi agents pour laquelle une modification conceptuelle sera propos e dans la partie suivante 1 1 Expertise du logiciel code source L un des principaux cueils de le derni re version de MobiSim identifi dans le rapport MobiSim SMA Plateforme de simulation pour l tude prospective de la mobilit urbaine des agglom rations fran aises et europ ennes livr par ATN en juillet 2005 se situe dans les temps de calcul importants qui sont n cessaires pour ex cuter les simulations L expertise du logiciel montre que la masse de donn es manipuler et de calcul r aliser pour chaque it ration du programme conduit effectivement des lourdeurs incompressibles en termes de volume de calculs N anmoi
57. he plus nominaliste autour de la question de la recherche d invariants dans la pratique de l espace urbain et des mobilit s quotidiennes Nous prenons ici r solument partie pour l approche universaliste mais tenons videmment compte galement des remarques formul s par le Comit de pilotage concluant que la rigueur et la coh rence de la proposition ne peut finalement tre valu qu au cas par cas Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 36 63 donn es dites g n rales accessibles ais ment et utilisables de fa on standard quel que soit laire urbaine tudi e et des donn es dites sp cifiques dont l acquisition le format la validit et la date sont nettement plus al atoires d pendant la fois de l aire urbaine tudi e et de l organisme l origine de la collecte ou de la commercialisation des donn es Cette distinction nous conduit consid rer quatre sph res de donn es au total Chacune fait r f rence un type de donn es sp cifiques et s associe a une op ration pr cise dans MobiSim alimentation calibrage validation et sc narisation des diff rents mod les a La sph re d alimentation des mod les Cette sph re constitue le jeu de donn es de base qui permet de construire l tat initial de l aire urbaine tudi e il int gre des donn es standard concernant l espace administratif et ses d coupages la population et s
58. inon on met Autre gt Ce qui donne en SQL CREATE VIEW mobisim bati categorie tmp AS SELECT bati gid bati the geom hauteur CASE WHEN not nature like Autre THEN nature WHEN not cat gorie like Autre THEN cat gorie WHEN not activite is NULL THEN activite ELSE Autre END AS categorie FROM bdtopo25 batiment_region as bati mobisim bati_activ as activ WHERE bati gid activ gid Enfin on cr e la vue bati_categorie qui simplifie les diff rentes cat gories comme suit Autre gt 1 Logement Administratif gt 2 Activit B timent agricole gt 0 B timent commercial gt 2 Activit B timent industriel gt 2 Activit B timent religieux divers gt 0 B timent sportif gt 0 Chapelle gt 0 AmiobiIsiIM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 23 63 Chateau gt 0 Culture et loisirs gt 0 Eglise gt 0 Enseignement gt 3 Ecole Fort blockhaus casemate gt 0 Gare gt 0 Gestion des eaux gt 0 Industriel agricole ou commercial gt 2 Activit Industriel ou commercial gt 2 Activit Mairie gt 2 Activit P age gt 0 Pr fecture gt 2 Activit Sant gt 2 Activit Serre gt 0 Silo gt 0 Sport gt 0 Tour donjon moulin gt 0 Transport gt 0 Tribune gt 0 Ce qui d
59. ions qui peuvent tre d pass es par la prise en compte de deux points compl mentaires 1 Les acteurs doivent s accorder sur le mani re avec laquelle l espace g ographique est pris en compte d crit et organis dans les simulations envisag es de mani re ce que les options spatiales li es aux simulations puissent tre clairement exprim es 2 La compl mentarit et la compatibilit de chaque simulation spatiale malgr le fait qu elle fasse intervenir des champs disciplinaires diff rents doit tre assur e par une logique propre leur formalisation ce qui permet d viter les paradoxes et aide la compr hension de chacun Franck 1997 Ces deux n cessit s impliquent une d finition pr cise de l environnement de la mod lisation qu il concerne l espace ou les individus c est dire une ontologie Cette d marche ontologique n est pas sans lien avec le champ de la mod lisation i Projet ECDESUP l valuation le choix et la d cision dans l usage des espaces urbains et p riurbains une approche interdisciplinaire des mobilit s quotidiennes et r sidentielles cf www ecdesup org gmobisim Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 17 63 d accompagnement et des d marches collaboratives de partage d information et de savoir ces derni res ont fait l objet de nombreuses publications qui int ressent assez directement le projet MobiSim
60. ioration de l efficacit nerg tique Grenelle de l environnement Kyoto Plan Climat Directives europ ennes etc Parall lement la p nurie annonc e des nergies fossiles Pic de Hubbert tr s directement impliqu es dans les comportements de mobilit actuelle est pr occupante sur le plan de l efficacit nerg tique et des conomies d nergie Dans ce contexte deux secteurs nerg tiques retiennent particuli rement l attention l habitat r sidentiel ou de fonction tertiaire et la mobilit quotidienne MEDADD 2004 DGEMP 2008 Ce constat permet d identifier les domaines des transports et du r sidentiel comme des secteurs particuli rement importants de la consommation nerg tique sur lesquels il pourrait tre particuli rement int ressant de faire levier dans le cadre des objectifs de r duction cit s pr c demment a Le projet d tiquettes nerg tiques Dans ce contexte l efficacit nerg tique devient un l ment central de la planification urbaine et plus g n ralement de la planification territoriale Elle est aujourd hui prise en compte dans de nombreux documents sp cifiques Agenda 21 Sch ma des services collectifs de l nergie PLU SCoT etc Pour autant les questions nerg tiques ne sont souvent consid r es que par l interm diaire des missions qui leurs sont associ es et n apparaissent en d finitive que comme des sous produits de la question climatique globale Magnin 2
61. itique fonci re l conomie et la gestion urbaine localisations des activit s des commerces etc les transports demande de transport choix modal r seaux de transport intra urbain etc Ainsi si la dynamique des syst mes sur laquelle MobiSim tait initialement bas a pu repr senter une volution notable dans la repr sentation macroscopique des syst mes par l introduction de boucles de r troactions prenant en compte la dimension temporelle et le caract re non lin aire des relations entre les variables l approche SMA appara t quant elle comme une lecture syst mique renouvel e qui met en avant les multiples dimensions de l interaction dans un sens plus large la coop ration la comp titivit l encombrement etc ainsi que leurs cons quences On consid re alors que les actions et les interactions entre agents sont les l ments moteurs de la structuration d un syst me complexe dans son ensemble Des interactions entre agents mergent des structures organis es complexes qui en retour contraignent et modifient leurs comportements et le syst me dans son ensemble La mod lisation EFIOdbISIM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 30 63 par agents semble d s lors adapt e a l analyse d interactions complexes et permet une analyse relativement fine des comportements Figure 2 3 2 Principe des Automates cellulaires appliqu la probl matiq
62. le ou de la population totale l individu A titre d exemple on peut faire les propositions suivantes 4 D sagr gation Les attributs des entit s peuvent tre d finis comme la d saggr gation V des attributs de l entit correspondante l chelle inf rieure Di uF ets Dit avec L K k 5 4 1 Exemples d op rateur de d sagr gation Ventilation gale de l attribut k k k W equal e D on D 6 Ventilation de l attribut k pond r e par l attribut p avec p Z k 1 i qh e D tz Ek Imp dm D 7 miObiISiM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 21 63 Notons ici que le nombre d agr gations est fini on ne peut agr ger les entit s au dela de la population totale et de l aire urbaine compl te Dans le sens de la d sagr gation par contre les it rations ne sont finies que pour les entit s agents a partir de la population totale on ne peut plus constituer de groupe a une chelle inf rieure a celle de l individu De m me pour les agents lt espace la succession des chelles suit une progression g om trique ce qui n est pas le cas des individus les chelles du niveau inf rieur doivent n cessairement s emboiter dans celles du niveau sup rieur Ainsi les possibilit s de changement d chelle espace sont n cessairement fonction de la plus grande chelle niveau le plus important
63. limenter des chiffres agr g s issus d enqu tes m nages par exemple indiquant le comportement des individus visualis s travers des groupes Ou bien des informations plus fines indiquant la mani re avec laquelle les individus construisent leur raisonnement et prennent leurs d cisions dans l espace Il para t bien s r vident que ces deux jeux d informations qui se situent un niveau diff rent ont tous les deux leur importance pour le calibrage de MobiSim on veut ici passer de l individu au groupe mais comment agr ger les populations pour que partir du niveau individuel se forment des groupes sociaux de voisinage d int r t etc et que l ensemble de ces groupes corresponde la population totale de l aire g ographique tudi e Mais les relations entre les deux demandent tre clarifi es ce qui avec la n cessit identifi e au point 1 1 de r crire le code en grande partie justifie une refonte th orique du programme MobiSim Cette refonte th orique fait l objet de la partie 2 AmiobiIsiIM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 12 63 2 Une refonte th orique La refonte th orique que nous proposons ici ne remet pas fondamentalement en cause les principes sur lesquels se fondaient les pr c dents d veloppements de MobiSim Elle vise simplement a mettre en coh rence ces d veloppements avec les approches renouvel es que nous proposons
64. munes Cette ventilation se fait en plusieurs tapes Dans un premier temps on d termine quelle commune ou IRIS appartient chaque b timent r sidentiel de la couche b timent de la BD Topo IGN Pij lsi Z OQ B man Z N B 0 sinon On d termine ensuite le volume total de b timents r sidentiels dans chaque commune ou IRIS ce qui n cessite de tenir compte de la hauteur des b timents Vi gt Pij hj a B J A partir du volume dans chaque zone il est possible de calculer la densit de logements de chaque batiment PAIOBISIM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 27 63 pB gt pi pZi pZ Ui Enfin on calcule le nombre de logements dans chaque cellule No X a B N Cr hj pB 2 avec Z la surface de la zone i ni le nombre de logements dans la zone D la surface du batiment j hj la hauteur du batiment 7 Cy la surface de la cellule k a fonction d terminant l aire d une surface Le r sultat peut tre repr sent cartographiquement par le nombre de logements dans chaque cellule diff rentes r solutions 1000m 100m 50m Figure 2 2 2 En conclusion nous avons ici formalis un nouveau cadre th orique pour la prise en compte de l espace g ographique et des agents au sein de MobiSim Ce cadre formel est actuellement compl tement impl ment dans le programme et fait l objet
65. n edt Natural structures principles strategies and models in architecture and nature vol 1 Stuttgart 39 50 IWU 2003 Deutsche Geb udetypologie systematik und datens tze Dokumentation Institut Wohnen und Umwelt Darmstadt 9p King L J 1969 Statistical Analysis in Geography Prentice Hall inc Englewood Cliffs New Jersey 288 p Le Nir M 1991 Les mod les de pr vision de d placements urbains Th se de doctorat Universit Lyon II 313 p Ligtenberg A Bregt A K Lammeren van R 2001 Multi actor based land use modelling spatial planning using agents In Lanscape and Urban Planning 56 pp 21 33 PAIOBISIM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 60 63 Magnin G 2007 Perspectives nerg tiques de la France a Il horizon 2020 2050 Point de vue d Energie Cit s Point de vue Energie Cit s en ligne le 11 01 2008 http www energie cites org IMG pdf rapport_cas_opinion_energie_cites_oct_2007 pdf Markse A Havlin S Stanley H E 1995 Modelling urban growth pattern Nature 377 MEEDDAT 2008 Synthese des principales mesures de la loi d orientation Grenelle de l environnement Site minist riel Minist re de l Ecologie de l Energie du D veloppement Durable et de l Am nagement du Territoire en ligne le 2 08 08 www developpement durable gouv fr IMG pdf 3 Synthese des_mesures_cle092cd9 1 pdf Mitchell G 2005 Urba
66. n development form and energy use in buildings A review for the solutions project in EPSRC SUE SOLUTIONS consortium University of Leeds August 2005 28p Morin E 1990 Introduction a la pens e complexe Editions sociales fran aises 158 pages Pumain D Sanders L Mathian H Guerin Pace F Bura S 1995 In Fisher M M Sikos T T Bassa L Eds Simpop a Multi Agent Model for Urban Transition Geomarket Co Budapest pp 71 85 Raux C Traisnel J P Pochet P et al 2006 Analyse et mod lisation des comportements transports habitat localisations rapport de recherche R3 Projet ETHEL Action Concert e CNRS Minist re de la Recherche LET 141p Rimbert S Cauvin C 1976 La lecture num rique des cartes th matiques Editions Universitaires de Fribourg Suisse 172 p Salingros N 2003 Connecting the Fractal City Keynote speech 5th Biennal of towns and town planners in Europe Barcelona April 2003 Sanders L Objets g ographiques et simulation agent entre th matique et m thodologie Revue Internationale de G omatique Num ro sp cial Dynamiques urbaines et mobilit s a paraitre Schwanen T Dieleman F Dijst M 2004 The impact of metropolitan structure on commune behavior in the Netherlands a multilevel approach Growth and Change 35 304 333 Small K A 1982 The Scheduling of Consumer Activities Work Trips In American Economic Review n 3 pp 467 479 Swait J 20
67. ns il semble qu une optimisation soit rendue possible par la mise en place de calculs en parall le Le parall lisme permet en effet de distribuer les calculs effectuer sur plusieurs processeurs ventuellement sur plusieurs ordinateurs et donc de r duire les temps d ex cution d autant Ainsi alors que la structure du programme est aujourd hui dessin e pour fonctionner sur un ordinateur unique la Figure 1 1 1 pr sente une nouvelle organisation qui semble plus coh rente miObiISiM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 7 63 Figure 1 1 1 Structure du programme et calculs en parall le Unit s de calcul Internet R seau local Poste client Serveur de base de donn es PostGreSQL G Vuidel Janvier2009 L id e consiste ainsi a relier entre elles plusieurs unit s de calcul par l interm diaire d un r seau local type Ethernet ou fibre optique Par le m me moyen ces unit s sont galement reli es au serveur de bases de donn es qui comme son nom l indique g re le stockage et l acc s aux donn es La solution retenue pour cette gestion est actuellement PostgreSQL laquelle s ajoute PostGIS pour les donn es spatiales Gr ce a cette configuration le poste client qui permet aux utilisateurs de g rer les simulations cr ation param trage lancement et visualisation des r sultats peut physiquement se situer n importe o il suffit pour
68. nt distribu puisqu il est int gr dans le Pack Office de Microsoft MapInfo n est pas un logiciel commun c est un produit sp cifique au traitement des donn es g ographiques qui n cessite l acquisition d une licence relativement on reuse et qui demande ce que ces utilisateurs aient suivi une formation pour son utilisation L utilisation combin e d Access et de MapInfo pour faire fonctionner MobiSim pose une s rie de questions quant l autonomie du logiciel MobiSim en m me temps qu elle en complexifie l usage qui s appuie n cessairement sur une acquisition contraignante et termes de co ts et de formation Figure 1 1 2 Une nouvelle architecture logicielle pour MobiSim Donn es Donn es Donn es Donn es Donn es Donn es R seau Espace Population R seau Espace Population SE Bee Y Y MS ACCESS POSTgreSQL POSTgis Y Fichier propre MobiSim G Vuidel J P Antoni Janvier2009 Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 9 63 Des solutions libres existent pour pallier le double probleme que posent le recours a MS Access et MapInfo PostGreSQL avec l extension PostGIS pour la gestion des donn es g ographiques permet en effet d internaliser les fonctions utiles a MobiSim Int gr es dans le programme celles ci ne n cessitent plus ni l acquisition des licences ni de formation sp cifique l utilisateur peut se r f rer au se
69. ommunaut d Agglom ration du Grand Besan on Limite communale MEE 6 9080 WI IWG 9081 14448 a Wh 14449 22465 22466 32673 Sources Fond de carte IGN 32674 46525 7 Donn es INSEE RGP 1999 D 46526 72811 kin J P Antoni G Vuidel Y Fl ty 2009 NN 72812 790581 Distance aux am nit s Distance moyenne aller aux 5 plus proches en m Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 49 63 c Le param trage de la simulation La seconde tape est relative au param trage de la simulation Figure 4 2 2 sous la forme de quatre encarts qu il convient de d tailler Les deux modes de simulation a L encart a propose deux modes de simulation li s a la consid ration du bati r sidentiel Sila premi re option mode normal ne consid re que le bati existant la seconde dite prospective propose d tendre cette valuation sur une zone tampon suppos e urbanisable dont le rayon peut tre d termin par rapport au bati r sidentiel existant Par d faut le rayon de cette zone tampon est fix a 200m Le choix modal b L int gration des choix modaux en deux alternatives est propos e par l encart b La premi re option propose une valuation th orique des choix modaux selon les distances parcourues le long d une fonction logistique d terminant une r partition modale progressive entre le recours la marche
70. onne en SQL CREATE VIEW mobisim bati categorie AS SELECT gid the geom hauteur categorie CASE categorie WHEN Autre THEN 1 WHEN Administratif THEN 2 WHEN Batiment commercial THEN 2 WHEN Batiment industriel THEN 2 WHEN Enseignement THEN 3 WHEN Industriel agricole ou commercial THEN 2 WHEN Industriel ou commercial THEN 2 WHEN Mairie THEN 2 WHEN Pr fecture THEN 2 WHEN Sant THEN 2 ELSE 0 END AS type FROM mobisim bati_categorie_tmp gmobisim Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 24 63 Figure 2 2 1 L occupation du sol de la CAGB tests pour une approche multiscalaire Occupation du sol Tests pour une approche multiscalaire Communaut d agglom ration du Grand Besan on Cat gories d occupation du sol __ Espace libre E D B ti r sidentiel HE B ti activit EY B ti enseignement Sources Fond de carte IGN G Vuidel J P Antoni 2009 Corrections manuelles Apr s ces pr traitements la typologie est dans l ensemble plut t bonne les grandes zones industrielles et commerciales sont bien affect es Il reste toutefois un probl me dans le centre ville o une bonne partie des b timents administratifs reste ind termin e Pour y rem dier une correction manuelle a t effectu e en modifiant la nature des b timents suivants la mairie les centres des imp ts la facult des lettres le mus e et le
71. ontologie urbaine doit int grer des objets des individus des quartiers des commerces des coles etc des relations un employ poss de un lieu de travail un b timent appartient un quartier etc des v nements un r seau de transport congestionn la cr ation d une nouvelle zone d activit etc des processus un flux routier des nuisances induites par le transport etc Cela tant il est important de pr ciser ici qu il existe une diff rence entre l ontologie dans le sens o le terme est employ d un point de vue philosophique et conceptuel et le sens o l entendent les informaticiens Pour les d veloppeurs l ontologie correspond en effet une sorte d artefact relevant du domaine de l ing nierie permettant de d crire une certaine r alit avec un vocabulaire sp cifique Pour les philosophes elle se caract rise par un syst me particulier de cat gories une taxologie refl tant une vision particuli re du monde C est sur la base de cette diff rence que Smith 1998 distingue les R Ontologies reality based ontologies des E Ontology epistemology based ontologies la premi re rel ve du domaine des sciences de l information et de l ing nierie informatique alors que la seconde n cessite une conception plus philosophique de la mani re avec laquelle les choses s organisent dans le monde Dans EFIOdbISIM Appropriation par Th MA Rapport de recherche
72. parall le avec les recherches effectu es dans le cadre du projet ANR Ecdesup une simplification des donn es qui alimentent les mod lisations que nous proposons d sormais de consid rer travers quatre sph res Cette modification devrait d une part permettre de simplifier la gestion des donn es au sein du programme et d autre part de rendre ce dernier moins gourmand en donn es ad hoc et ch res par leur co t d acquisition Toutes les donn es n ont toutefois pas encore t collect es dans l ensemble des quatre sph res pr sent es un travail important de constitution de bases de donn es reste faire notamment sur la Communaut d agglom ration de Besan on mais galement sur le territoire du Pays Graylois Besan on et Gray constituant d sormais deux terrains d tude privil gi s pour MobiSim et ventuellement sur la r gion parisienne si les propositions de recherche lanc es aujourd hui notamment aupr s de l ANR aboutissent dans un d lai raisonnable AmiobiIsiIM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 56 63 Enfin il importe d sormais de multiplier les exp riences de mod lisations a partir de l outil MobiSim Or si l on s en tient au fonctionnement que l quipe MobiSim souhaite conserver cf Introduction cette multiplication ne peut aboutir des r sultats exploitables que si elle s int gre dans des r flexions concr tes
73. pied et l usage d un v hicule particulier le seuil de distance maximum effectu pied est personnalisable et exprim en m tres La seconde proposition concerne l int gration de choix modaux empiriques partir d tude s par la modification d une matrice il est ainsi possible d int grer les probabilit s de recours pour chaque mode en fonction de distances parcourues Les commerces et services c L encart c s appuie sur le module D14 consid rant les am nit s de type urbain Il convient de pr ciser le nombre de services les plus proches consid r s pour chaque niveau de service N1 N2 ainsi que leur fr quence de recours L emploi d Si le nombre d emploi par IRIS fourni par le module D15 constituait une donn e d entr e l affectation d un d placement un lieu d emploi est effectu e par le recours un mod le gravitaire notamment g r par le module P21 En ce sens le param trage de l exposant de la distance pr sente au num rateur de ce mode de calcul est param trable tout comme le niveau de fr quence de recours l emploi Apr s avoir r alis la simulation des capacit s de visualisation discr tisation et d export que ce soit de cartes de couches de donn es individuelles ou d histogrammes sont offertes travers des formats autorisant l interop rabilit rgmobisim Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 50 63 5 Points divers
74. pour le groupe agents 1 Entit s Soit E l ensemble des entit s e On d finit 2 sous ensembles de E A pour l ensemble des agents a A C E pour l ensemble des cellules s S C E Les caract ristiques de chacune de ces entit s sont d finies de la m me mani re par deux jeux d informations stock s dans deux vecteurs Le premier vecteur est dynamique et comprend des informations qui peuvent changer dans le temps comme la PCS d un individu ou l occupation du sol d une cellule alors que le deuxi me vecteur est statique et comprend des informations invariables comme le sexe d un individu ou une servitude l gale appliqu e sur une parcelle ou une cellule Chaque entit est alors enti rement d finie par la concat nation des deux vecteurs et peut tre formalis e ainsi 2 Attributs les attributs dynamiques d finis par le vecteur dW les attributs statiques d finis par le vecteur sW soit dW l attribut dynamique k de l entit e au temps t soit sW l attribut statique l de l entit e on d finit l entit comme la concat nation des 2 vecteurs ef dW sW i A partir de cette base nous d finissons un certain nombre d op rateurs permettant de grouper les individus Ces groupements permettent galement de changer d chelle pour les agents on passe de l individu au groupe puis a la population totale pour l espace on passe de la cellule au quartier puis l
75. programme r p tons le l int gration d une intelligence distribu e aux individus i e aux agents qui permettrait v ritablement d associer MobiSim un SMA semble quant elle plut t incompatible La succession des tapes du M4E illustre bien ce probl me et t moigne de l incompatibilit entre une logique agr g e et une logique agents dans laquelle chaque individu est capable de faire des choix et de prendre des d cisions compte tenu de caract ristiques qui lui sont propres Ceci peut tre montr pour chacune des quatre tapes Figure 1 2 1 Le mod le quatre tapes G n ration de trafic Distribution du trafic R partition m Affectation du trafic D terminer les d parts Cr er une matrice D terminer le mode de transport D terminer les flux de v hicules et les arriv es Origine Destination choisi par les usagers VP TC P et de personnes sur les tronc ons l chelle de la comme de l ilot entre les lieux en fonction de leurs orgines des r seaux associ s ou de la zone d activit s de d part et d arriv e et destinations chaque mode de transport J P Antoni Septembre 2008 Etape 1 lt G n ration de trafic x La g n ration de trafic consiste d terminer le nombre de personnes qui quitte la zone dans laquelle ils habitent pour travailler dans une autre zone On calcule donc ici le nombre de partants de chaque zone et le nombre d lt arrivants gt dans chaque zone
76. re tapes dont l objectif est justement d valuer le trafic sur les r seaux de transport De mani re plus g n rale une telle validation peut tre mise en uvre par l interm diaire d un exercice de postdiction La postdiction est alors au pass ce que la pr diction est au futur partir d une situation ant rieure connue on tente de reproduire une situation actuelle connue elle aussi Dans ce cas il faut disposer d un jeu de donn es d crivant la situation un temps t et d un autre jeu de donn es d crivant la situation au temps t 1 Dans ce contexte toutes les donn es ant rieures une situation donn e ne doivent pas tre consid r es comme d pass es mais peuvent au contraire constituer un corpus utile la validation d La sph re de sc narisation des mod les La derni re sph re concerne la sc narisation des mod les Elle ne contient pas v ritablement de donn es mais plut t une s rie d informations li es aux sc narios simuler avec MobiSim Cette mise en sc nario peut par exemple passer par une modification de l tat initial que se passe t il si l on ajoute une rocade d autoroute pour contourner la ville C est alors premi re sph re celle qui contient les tats initiaux qui sera modifi e pour prendre en compte le nouveau contexte Mais cette modification demande ce que les nouvelles informations soient connues avec pr cision De m me si l on souhaite simuler l imp
77. ructure d une population plus ou moins long terme II n y a pas selon nous d incoh rence fondamentale entre ces deux mod les qui peuvent tre combin s avec une bonne coh rence fonctionnelle Cela tant ils n envisagent pas la question des populations de leurs choix et de leurs d placements la m me chelle le premier fonctionne un niveau agr g pour lequel les individus sont consid r s au sein de groupes leur comportement d pends alors du groupe en non d eux m mes alors que le second fonctionne un niveau d sagr g et prend en compte tous les individus du syst me simul en les distinguant par leur sexe leur ge leur PCS etc Cette diff rence pose un probl me th orique celui de l individu au sein de MobiSim et de la mani re avec laquelle il est pris en compte Si l on se r f re la volont qu a pu avoir ATN de rapprocher MobiSim d un Syst me multi agents c est ind niablement l approche centr e sur les individus fa on Destinie qui doit tre privil gi e Ce premier constat conduit galement formuler la remarque que MobiSim SMA n est pas v ritablement un SMA et ne peut pas imm diatement le devenir si l on consid re sa structure conceptuelle En effet si l utilisation successive et compl mentaire de mod les AiObISIM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 10 63 n entrave pas le fonctionnement actuel du
78. s 2 mags a ga Kori Note vai a M Pole Berti CS oy Chois mat p aja Brozi E ung Sport utique Vict ERS ains Porf pint Chardinnet Aper u HE d Canal WWragnoz iliw WEB e77187 2256188 Echene 1 1151521069 Renau Il b La sph re de calibrage des mod les La seconde sph re contient les donn es n cessaires pour calibrer les mod les elles ne d crivent plus un tat initial mais sont plut t li es la description des comportements et des pratiques des individus et des acteurs dans l aire urbaine tudi e De par leur nature elles ne sont donc pas accessibles dans des bases de donn es commercialis es dans un format standard mais d coulent de proc dures d acquisition plus complexes Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 41 63 et plus sp cifiques comme des enqu tes par exemple Pour prendre un exemple ces donn es peuvent concerner les pr f rences des m nages en termes de localisation r sidentielle une enqu te demandant aux chefs de m nages de placer par ordre d croissant d importance les diff rents l ments et les am nit s qu ils souhaitent trouver a proximit de son logement peut apparaitre comme une source d information importante pour calibrer les modules MobiSim traitant de la question du choix et des pr f rences r sidentielles apportant du coup une r elle pertinence et une cert
79. s processus et les impacts prendre en compte dans la mod lisation MobiSim et de les visualiser graphiquement ou cartographiquement Ce Grand sch ma cf annexes appara t v ritablement comme un outil de travail pour structurer organiser et planifier les d veloppements mais galement pour communiquer autour de MobiSim enfin dans la derni re partie nous faisons le point sur la question des donn es a associer a chaque module en les organisant en quatre sph res qui interviennent a diff rents niveaux dans les simulations et la production de sc narios PAIOBISIM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 13 63 2 1 Un principe multiscalaire La prise en compte de l chelle spatiale de MobiSim pose une s rie de questions d ores et d j voqu es dans le rapport lt MobiSim SMA Plateforme de simulation pour l tude prospective de la mobilit urbaine des agglom rations fran aises et europ ennes de ATN cf Pr ambule il s agissait de repr senter le territoire diff rents niveaux chacun permettant d isoler une entr e sp cifique du programme et d y simuler des processus particuliers Toutefois si cette id e tait pr sent e de mani re pertinente et coh rente par ATN elle n tait pas encore impl ment e dans le programme au moment o le code nous a t fourni Il importe donc ici d en reprendre et d en compl ter le principe
80. s incompl te Pour l am liorer nous proposons de croiser la couche surface_activite avec la couche b timent Concr tement cela revient cr er une table bati_activ qui affecte une nouvelle cat gorie un b timent quand celui ci intersecte une surface d activit avec plus de 50 de sa surface Ci dessous la requ te SQL correspondante CREATE TABLE mobisim bati_activ AS SELECT bati gid activ categorie as activit FROM batiment_region as bati LEFT JOIN surface_activite_region as activ ON ST_intersects activ the_geom bati the_geom PAIOBISIM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 22 63 AND area ST_intersection bati the_geom ST_buffer activ the_geom 0 area bati the_geom gt 0 5 Suite a cette op ration il devient possible de cr er une vue interm diaire qui agr ge les diff rents champs contenant une information sur le type de b ti nature de la couche lt b timent gt cat gorie de la couche lt b timent gt cat gorie de la couche surface activite gt renomm e en lt activit gt dans la table bati_activ L agr gation se fait de mani re hi rarchique du plus pr cis vers le moins pr cis si la valeur du champ Nature est diff rente de Autre on prend Nature sinon si cat gorie est diff rent de Autre on prend cat gorie sinon si activite est diff rent de NULL on prends activite s
81. scale diff rente d une commune a une autre Pour pallier ce probleme MobiSim propose de repr senter l espace g ographique selon trois niveaux diff rents correspondant chacun a une chelle au sein desquelles une conception cellulaire de l espace permet de simuler relativement ais ment le passage d un processus un autre processus le niveau global le niveau zonal et le niveau cellulaire a Le niveau global Le niveau dit global est le niveau du syst me d tude complet i e de l aire urbaine tudi e dans sa totalit C est cette chelle la plus grande que sont trait s les sc narios d mographiques et macro conomiques globaux en entr e et que sont calcul s les indicateurs de performance globale de la mobilit urbaine en sortie Ceci n cessite l identification des changes et des relations existants ou estim s entre l aire urbaine et le monde ext rieur qui permettent de qualifier les volutions probables de la mobilit urbaine interactions au quotidien entre les personnes qui habitent l ext rieure de l aire urbaine et qui travaillent ou transitent par l aire urbaine et de la population de l aire urbaine changes migratoires qu il faut prendre en compte dans les sc narios de simulation b Le niveau zonal Le niveau dit zonal est celui des lots ou zones constituant le centre du mod le c est sur ce d coupage que les variables d tat du mod le voluent Le niveau zonal appara
82. sques les pollutions et les nuisances sonores associ es aux mobilit s g n r es au niveaux des cellules afin d associer ces nuisances a une contrainte ou un risque possiblement ressenti par un groupe de r sidents d termin Sur le plan social enfin l impact des mobilit s sur la sant le degr de mixit sociale l accessibilit au centre ville aux services et aux espaces verts sont galement valu s tant au niveau zonal qu au niveau cellulaire en tenant compte avec une pr cision relative de l occupation du sol qui pourrait influencer les diff rents facteurs qui en sont l origine Le pr sent rapport s organise en cing parties La premi re traite de l appropriation de MobiSim en tant que telle et distingue les critiques logicielles et les critiques conceptuelles que l on peut formuler au sujet du programme Ces critiques nous am nent proposer une refonte th orique du programme que nous pr sentons dans la partie 2 en montrant comment une approche multiscalaire fractale peut y tre int gr e comment cette int gration n cessite de formaliser une ontologie sp cifique MobiSim et comment cette ontologie mobilise finalement deux familles de mod les les Syst mes multi agents et les Automates cellulaires dont les d veloppements peuvent s organiser en modules nous abordons ensuite la question des donn es dans MobiSim un point qui tel qu il tait jusqu pr sent trait posait un certain nombre de q
83. stre un tel parcours les donn es sont mises en forme par le module D1 mais les caract ristiques sociod mographiques de la population ne sont pas n cessaires le S module D11 n est donc pas utilis le S module 132 est ensuite au coeur de l analyse une boite de dialogue permet de param trer l ensemble des l ments a prendre en compte et de lancer les calculs en cons quence pour lancer ces calculs le S Module 132 fait intervenir des l ments du module P2 qui g re la question des mobilit s quotidiennes en sollicitant notamment les S modules P22 et P23 qui permettent d estimer les d placements a partir de chaque zone cgmobisim Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 34 63 l ensemble est finalement rendu dans le module de visualisation et de g ovisualisation graphique de MobiSim qui permet de visualiser les r sultats sous la forme de graphiques et de cartes Bien qu elle reste tr s th orique la mise en place de ce sch ma apparait aujourd hui comme un v ritable outil de travail il montre ce que contient le programme et permet de distribuer les t ches pour son d veloppement Ainsi si certains modules pr sent s dans le GSM en annexe sont aujourd hui finalis s et parfaitement op rationnels d autres n existent encore que sur un plan th orique et ou formel alors que d autres encore ne sont v ritablement qu l tat de
84. tations est effectu e il faut sauvegarder la couche en recliquant sur le crayon mettant fin l dition Avant de passer la cr ation de la deuxi me couche ne surtout pas oublier de lui donner un type de projection Pour ce faire se rendre dans le menu pr f rences propri t du projet gt puis lt syst me de projection et s lectionner la projection Lambert zone ll Figure 2 5 4 Un exemple partir du SIG QuantumGIS Quantum GIS 1 0 1 Kore Fichier diter Vue Couche Pr f rences Plugins Aide aaae MRAR 71itnosSko gt dher ss mamo vv L gende EK aux UNE df I f LA coll E x V troncon_route E3 Stations Pole borti Not Bro D ech Pallar po rE Canal Apercu HE i mil ik tds m C A O S 879410 2256895 Echelle 1 1151521069 w Renau 2 tape Edition de la couche Temps A travers cette couche il s agira de cr er des arcs reliant les stations les unes aux autres en affectant chacun le num ro de la ligne le temps de parcours entre ses 2 stations puis informer sur le sens de circulation des bus Sur QuantumGis dans le menu couche se rendre dans lt nouvelle couche vecteur gt afin de cr er les champs de cette nouvelle couche S lectionner ligne Donner un nom aux champs attributaires lt Num ro Tps gt lt Sens Unique gt Type Num ro Entier Tps R el Sens Unique Entier 0 double sens
85. tion de ces deux mod les a diff rentes chelles devrait rapidement permettre et permet d j en partie d valuer les cons quences li es chaque sc nario de mobilit sur chacune des trois sph res g n ralement associ es au d veloppement durable Sur la base des travaux du projet Propolis ces valuations prennent alors la forme d indicateurs relativement simples Sur le plan conomique d abord MobiSim devrait ainsi offrir un certain nombre d indicateurs d crivant le niveau de satisfaction des besoins en mobilit au niveau de chaque cellule par exemple les temps de parcours dans l agglom ration tudi s au niveau de chaque zone et l efficacit globale des d placements consid r e au niveau global pour l ensemble de l aire urbaine tudi e Sur le plan environnemental une seconde s rie d indicateurs devrait permettre de calculer la quantit des missions de gaz effet de serre au niveau global mais galement au niveau zonal afin de d terminer quels sont les quartiers les plus soumis aux risques les pollutions et les nuisances sonores associ es aux mobilit s g n r es au niveau des cellules afin d associer ces nuisances une contrainte ou un risque possiblement ressenti par un groupe de r sidents d termin Sur le plan social enfin l impact des mobilit s sur la sant le degr de mixit sociale l accessibilit au centre ville aux services et aux espaces verts sont galement valu s tant au
86. travail Th MA Jean Philippe Antoni Ma tre de conf rences en am nagement et urbanisme Responsable du projet Mobisim Pierre Frankhauser Professeur de g ographie Co responsable scientifique du projet Mobisim Pascal B rion Ma tre de conf rences en am nagement et urbanisme AmiobiIsiIM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 51 63 Mod lisation trafic et transport C cile Tannier Charg e de recherches CNRS Mod lisation spatiale et mobilit s urbaines Gilles Vuidel Ing nieur de recherche Conception d veloppement et optimisation informatiques Jean Christophe Folt te Professeur de g ographie Mod lisation des mobilit s et du paysage b Comit de pilotage local Dominique Ansel Maitre de conf rences en psychologie Laboratoire de psychologie sociale Universit de Franche Comt Bernadette Nicot Maitre de conf rences en sciences conomiques Laboratoire interdisciplinaire de recherches conomiques Universit de Franche Comt Thomas Th venin Ma tre de conf rences en g ographie Laboratoire Th MA Universit de Bourgogne c Comit de pilotage national G rard Brun Michel Julien Mission Transports de la DRAST Minist re de l cologie du d veloppement et de l am nagement durables MEDAD Philippe Casanova Ing nieur en mod lisation Ancien dirigeant de la soci t ATN Yves Crozet Professeur l universit Lyon Il Laboratoir
87. ue MobiSim Accessibilit Am nit s Densit Occupation du sol Pr f rences du m nage J P Antoni mars 2008 b Mobilit s r sidentielles et dynamique d occupation du sol les automates cellulaires Ensuite un automate cellulaire classique pour ce genre d op rations White et Engelen 1994 Barredo et al 2003 Caruso 2006 est utilis pour simuler le d veloppement urbain en termes de morphog n se rendu possible ou souhaitable par les mobilit s g n r es aux deux tapes pr c dentes Si l on se r f re aux trois niveaux d finis pr c demment dans la partie 2 1 cf Figure 2 1 1 la dynamique de l occupation du sol doit tre valu e au niveau cellulaire niveau 3 de l espace la plus petite taille des cellules pouvant correspondre globalement la taille d une parcelle urbaine L objectif de la mod lisation est alors triple 1 Simuler la dynamique de l occupation du sol dans Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 31 63 le but notamment de tester l impact des mobilit s sur le d veloppement urbain 2 Estimer l offre de logements au niveau de chaque zone niveau 2 en fonction de occupation du sol d finie dans chaque maille 3 Estimer les impacts sociaux et environnementaux de la mobilit urbaine l chelle de l aire urbaine niveau 1 Sur le plan des r sultats escompt s et actuellement en cours de d veloppement l imbrica
88. uestions et proposons de clarifier leur r le en les organisant en quatre sph res Dans la troisi me partie nous pr sentons ensuite les d veloppements en cours le projet de typologie des mobilit s appuy sur l exp rience du Pays graylois qui pose la question des transports la demande et le projet d Etiquettes nerg tiques command par Ademe Enfin la derni re partie regroupe un certain nombre d informations techniques sur les membres du groupe de travail MobiSim sur le comit de pilotage qui a t mis en place sur les r unions et les communications effectu es sur le site Internet mis en ligne pour soutenir le projet etc AiObIsIM Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 6 63 1 Appropriation de MobiSim La phase d appropriation de MobiSim a consist utiliser le programme au sein de Th MA afin d en comprendre le fonctionnement avec pr cision de mani re a pouvoir mettre un avis critique sur la mod lisation effectu e et de proposer des d veloppements compl mentaires permettant d am liorer ou de faire voluer le logiciel Cette tape a t r alis e en deux temps installation et utilisation de MobiSim sur les machines de Th MA partir des jeux de donn es fournis par ATN sur l agglom ration rennaise essentiellement Cette op ration a permis de d velopper un point de vue mod lisateur utilisateur analyse du code in
89. ul mode d emploi MobiSim pour g rer la question des donn es g om triques ou non Cette int gration est pr sent e dans la figure 1 1 2 qui montre la premi re structure MobiSim gauche et pr sente la nouvelle compte tenu du pr c dent argumentaire droite L ensemble de ces modifications n est videmment pas anodin et remet consid rablement en cause le code du programme crit et transmis par ATN Sa modification para t complexe r aliser ce d autant plus qu il est parfois mal document et peu comment inconv nient qui ne permet pas toujours d en relever les subtilit s ni d y trouver ais ment ce que l on y cherche Dans ce contexte il a paru plus rapide plus logique et plus ais de r crire l int gralit du code en s appuyant toutefois largement par endroits sur les travaux r alis s jusqu alors Le langage reste par contre Java le m me que pr c demment qui permet l utilisation de MobiSim sur les trois plateformes Windows Mac OS et Linux 1 2 Expertise du mod le conceptuel Dans la derni re version transmise par ATN deux types de mod les sont essentiellement utilis s pour faire fonctionner MobiSim un mod le de trafic et un mod le de simulation des volutions d mographiques Le premier est un mod le dit quatre tapes M4E classique dans les mod lisations li es au transport et au trafic Le second est issu du mod le Destinie d velopp par l INSEE pour simuler la st
90. x modal Y Evaluation du traffic et de la congestion J P Antoni mars 2008 a Activit s des m nages les Systemes multi agents Premi rement la description des comportements choix et d cision de localisation et de d placement des m nages et ventuellement des entreprises qui peuplent l aire urbaine tudi e est centrale au sein des processus mod lis s dans MobiSim cf 1 3 Les syst mes multi agents SMA apparaissent d s lors comme des outils de mod lisation egmobisim Appropriation par Th MA Rapport de recherche Convention DRI 07 MT S 032 Avril 2009 29 63 adapt s pour tenir compte de la dynamique de ces diff rents acteurs au coeur des processus li s la mobilit et a l am nagement urbains Pumain et al 1995 En urbanisme et en am nagement du territoire ce type de mod le se r v le en effet particuli rement bien adapt a la mod lisation comportementale au niveau des individus notamment pour les processus menant aux choix r sidentiels et aux strat gies de mobilit quotidienne Ligtenberg 2001 Entendu dans ce contexte un agent qui correspond ici un m nage ou un individu au sein du m nage est d fini comme une entit physique ou virtuelle qui d tient tout ou partie des caract ristiques suivantes tre capable d agir dans un environnement de communiquer directement avec d autres agents tre mu par un ensemble de tendances qu il cherche optimiser poss

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