|
Nota : Dans HCM 2000, ce type de régulation est décrit au chapitre 17, dans HCM 2010 au chapitre 20 et dans HCM 6e édition au chapitre 21. Le calcul dans HCM 2010 se déroule de manière pratiquement identique que dans HCM 2000. Dans HCM 2010, une prescription de calcul pour les longueurs de congestion manquante dans HCM 2000 est indiquée (HCM 2010, page 20-17). En outre, le calcul du niveau de service tient compte de l’occupation. En cas de surcharge de capacité, le niveau de service est automatiquement F. Le calcul dans HCM 6e édition correspond au calcul de HCM 2010. |
La méthode d’analyse de capacité du HCM 2000 pour une régulation de type all-way stop (arrêt toutes directions) est une méthode itérative (All-way stop controlled, AWSC). Le modèle observe tous les scénarios possibles d’un véhicule situé sur une voie d’accès ou non. La probabilité d’occurrence de chaque scénario et le temps d’attente moyen sont calculés sur la base des charges spécifiées. L’occupation v/c est calculée pour chaque scénario, qui influe rétroactivement sur les autres. C’est la raison pour laquelle une méthode itérative est requise pour le calcul de la capacité de chaque voie d’accès.
À la différence de la méthode à régulation par feux, qui repose sur des lignes de feux, ou de la méthode à régulation par signalisation statique, qui a recours aux relations, le modèle de régulation de type all-way stop (arrêt toutes directions) utilise des voies par voie d’accès.
Le calcul fondamental est représenté dans le diagramme prévisionnel dans l’Illustration 71. Vous spécifiez la géométrie du carrefour et les charges en plus d’autres attributs tels que le coefficient d’heure de pointe PHF et le pourcentage de poids lourds. Les charges sont ajustées et assignées aux voies. La prochaine étape est le calcul des coefficients d’ajustement pour les cadences de saturation (de capacité). Les cadences de départs (c.-à-d. le temps moyen entre deux départs sur une voie d’une voie d’accès) sont alors calculées sur la base de toutes les combinaisons de probabilités. Ces cadences de départ de chaque voie de chaque voie d’accès dépendent des autres voies d’accès et sont donc calculées de manière itérative. Lorsqu’une valeur convergée est déterminée, on peut calculer le temps de service, le temps d’attente moyen et le niveau de service (LOS).
Illustration 71 : Déroulement du calcul pour un nœud de type all-way stop (arrêt toutes directions)
Lorsque vous utilisez le modèle d’opération HCM pour les nœuds de type all-way stop (arrêt toutes directions), les attributs Visum contenus dans la Table 107 ont un impact. Vérifiez que des valeurs réalistes sont définies avant le début de l’analyse.
Les résultats sont enregistrés dans les mêmes attributs que pour les nœuds régulés par feux (Table 98).
La première étape est l’ajustement des charges par voie par relation par voie d’accès à la valeur d’heure de pointe. On spécifie également la part de poids lourds par voie par relation par voie d’accès, si celle-ci est disponible. Dans la mesure où les charges sont spécifiées par relation dans Visum et non par voie par relation, celles-ci sont d’abord désagrégées pour les différentes voies conformément à une méthode par défaut.
La prochaine étape est le calcul des coefficients d’ajustement des cadences pour chaque voie. Le calcul se déroule de la manière suivante :
hadj = hLTadj • pLT + hRTadj • pRT + hHVadj • pHV
où
|
hadj |
Ajustement de la cadence |
|
hLTadj |
Ajustement de la cadence pour les tourne-à-gauche |
|
hRTadj |
Ajustement de la cadence pour les tourne-à-droite |
|
hHVadj |
Ajustement de la cadence pour les poids lourds |
|
pLT |
Part de tourne-à-gauche sur la voie d’accès |
|
pRT |
Part de tourne-à-droite sur la voie d’accès |
|
pHV |
Part de poids lourds sur la voie d’accès |
Les coefficients d’ajustement sont contenus dans la Table 108.
|
Nombre de voies de la voie d’accès observée |
Coefficient d’ajustement |
Saturation |
Cadence |
|
|
LT |
RT |
HV |
|
1 |
0,2 |
-0,6 |
1,7 |
|
2+ |
0,5 |
-0,7 |
1,7 |
Après le calcul du coefficient d’ajustement de la cadence, la cadence de départs est calculée. Le calcul est effectué en cinq étapes.
Étape 1 : Calculer la probabilité de probabilités combinées
où
|
P(i) |
Probabilité de la combinaison i |
|
P(aj) |
Probabilité du degré de conflit (degree-of-conflicts, DOC) pour la combinaison i du type de voie j |
|
aj |
1 ou 0 en fonction du type de voie j (voir la Table 109) |
Ce calcul de la probabilité se compose de plusieurs éléments. La P(aj) est déterminée pour chaque type de voie j. P(aj) est calculée sur la base d’une table de recherche (Table 109).
|
aj |
Vj (charge de la voie d’accès conflictuelle) |
P(aj) |
|
1 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
|
1 |
>0 |
Xj |
|
0 |
>0 |
1 - Xj |
|
Nota :
|
La valeur aj provient de la table de recherche de DOC (Table 110). Cette table contient toutes les combinaisons de 0 à 1 par voie pro pour chaque voie d’accès. Pour deux voies par voie d’accès, la représentation est telle que dans la Table 110 (voir annexe 17-30 dans HCM 2000 pour la table entière).
La probabilité de probabilités combinées P(i) est ensuite calculée pour chaque ligne (i) et pour chaque colonne (type de voie) (j). Pour le calcul de P(i), on calcule le produit de toutes les probabilités des voies en sens inverse et des voies conflictuelles P(aj). Le résultat P(i) = ∏P(aj) est la probabilité pour la ligne (i).
Étape 2 : Calculer les coefficients d’ajustement pour les probabilités
Après le calcul de P(i) pour chaque cas (i), il faut calculer un ajustement pour chaque cas DOC. L’ajustement tient compte d’une corrélation en série dans le calcul précédent en raison des cas conflictuels apparentés. Les équations d’ajustement par cas DOC (Ck) sont les suivantes :
où
|
a |
0,01 (ou 0,00, si aucune corrélation en série) |
|
n |
Nombre de cas non nuls (i) pour chaque cas DOC (au maximum n = 1 pour C1, 3 pour C2, 6 pour C3, 27 pour C4 et C5) |
Étape 3 : Calculer les probabilités ajustées
P‘(i) = P(i) + adjP(i)
où
|
P‘(i) |
Probabilité ajustée pour le cas i |
|
P(i) |
Probabilité du DOC pour le cas i |
|
adjP(i) |
Coefficient d’ajustement de la probabilité pour le cas i |
Étape 4 : Calculer la cadence de saturation
hsi = hadj + hbase
où
|
hsi |
Cadence de saturation par cas DOC i |
|
hadj |
Ajustement de la cadence pour chaque voie |
|
hbase |
Cadence de base par cas DOC i |
La cadence de base hbase pour chaque cas DOC i provient d’une table de recherche reposant sur le cas DOC respectif (1–5) et sur le groupe de géométrie (Table 111).
|
Nombre de voies |
||||
|
Voie d’accès observée |
Voie d’accès en sens inverse |
Vois d’accès conflictuelle |
Type de carrefour |
Groupe de géométrie |
|
1 |
1 |
1 |
à 4 branches ou T |
1 |
|
1 |
1 |
2 |
à 4 branches ou T |
2 |
|
1 |
2 |
1 |
à 4 branches ou T |
3a / 4a |
|
1 |
2 |
2 |
T |
3b |
|
1 |
2 |
2 |
à 4 branches |
4b |
|
2 |
1 - 2 |
1 - 2 |
à 4 branches ou T |
5 |
|
3 |
1* |
1* |
à 4 branches ou T |
5 |
|
3 |
3 |
3 |
à 4 branches ou T |
6 |
|
Nota : * Lorsque la voie d’accès observée comporte trois voies et la voie d’accès en sens inverse ou une voie d’accès conflictuelle comporte une voie, le groupe de géométrie 5 est appliqué, sinon le groupe de géométrie 6. |
Le modèle est généralisé pour trois voies ou plus afin de l’appliquer pour des carrefours à plus de quatre branches. On étend le modèle pour intégrer les cas à plus de quatre branches réunis dans le groupe de géométrie 6.
La Table 112 montre les valeurs de base pour la cadence de saturation.
|
Cas DOC |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
|
# véhicules (total des [0,1] pour le cas) |
0 |
1 2 >=3 |
1 2 >=3 |
2 3 4 >=5 |
3 4 5 >=6 |
|
Groupe de géométrie |
1 |
3,9 |
4,7 |
5,8 |
7,0 |
9,6 |
|
2 |
3,9 |
4,7 |
5,8 |
7,0 |
9,6 |
|
|
3a |
4,0 |
4,8 |
5,9 |
7,1 |
9,7 |
|
|
3b |
4,3 |
5,1 |
6,2 |
7,4 |
10,0 |
|
|
4a |
4,0 |
4,8 |
5,9 |
7,1 |
9,7 |
|
|
4b |
4,5 |
5,3 |
6,4 |
7,6 |
10,2 |
|
|
5 |
4,5 |
5,0 6,2 |
6,4 7,2 |
7,6 7,8 9,0 |
9,7 9,7 10,0 11,5 |
|
|
6 |
4,5 |
6,0 6,8 7,4 |
6,6 7,3 7,8 |
8,1 8,7 9,6 12,3 |
10,0 11,1 11,4 13,3 |
|
Le cas DOC dépend des 64 types d’un carrefour à quatre branches. Les nœuds à plus de quatre branches sont dans un premier temps réduits à quatre branches.
Étape 5 : Calculer la cadence de départs
où
|
hd |
Cadence de départs pour la voie |
|
hsi |
Cadence de saturation pour chaque i dans I |
|
P‘(i) |
Probabilité ajustée pour chaque i dans I |
|
I |
Ligne de la table Table 107 |
Les cinq étapes sont répétées jusqu’à ce que les valeurs de la cadence de départs convergent (différence < 0,1). La cadence de départs calculée hd se distingue dorénavant de la valeur initiale. Le résultat de l’itération suivante est donc différent.
La cadence de départs ayant été calculée pour chaque voie, on peut calculer le temps de service et la capacité. Le temps de service est calculé de la manière suivante.
t = hd - m
où
|
t |
Temps de service |
|
hd |
Cadence de départs |
|
m |
Temps d’avancement (2,0 s pour les groupes de géométrie 1-4, 2,3 s pour les groupes 5-6) |
Pour le calcul de la capacité, on augmente la charge sur la voie observée jusqu’à ce que le taux d’utilisation (vjhd) / 3 600 sur la voie observée soit ≥ 1,0. La charge sur les autres voies d’accès reste constante. À ce stade, la valeur de la charge du tronçon observé est appliquée en tant que capacité. La capacité dépend donc des charges spécifiées de chaque voie d’accès.
Avec une implémentation linéaire, la recherche de la capacité est lente. Une recherche binaire avec une limite supérieure de 1 800 vphpv est donc effectuée.
Le temps d’attente de régulation par voie est calculé à l’aide de l’équation ci-dessous. Le temps d’attente moyen pondéré d’une voie d’accès est calculé sur la base de la pondération des charges de voies, le temps d’attente moyen au carrefour est calculé sur la base de la moyenne pondérée par charge de voies. Les équations sont les mêmes que pour les carrefours régulés par feux.
où
|
dx |
Temps d’attente moyen de régulation par véhicule pour la voie x |
|
t |
Temps de service |
|
T |
Durée du laps de temps d’analyse (h) (valeur par défaut 0,25 pour 15 min.) |
|
x |
Taux d’utilisation |
|
hd |
Cadence de départs |
Le niveau de service peut être consulté à l’aide du temps d’attente au carrefour (Table 113).
L’extension proposée pour les carrefours à plus de quatre branches revient à combiner plusieurs tourne-à-gauche ou tourne-à-droite en un tourne-à-gauche ou un tourne-à-droite en additionnant le nombre des voies lors du calcul des flux conflictuels. S’il existe par exemple deux tourne-à-gauche conflictuels pour une voie d’accès observée, un à une voie et un à deux voies, ils sont regroupés en un tourne-à-gauche conflictuel à trois voies. On peut alors effectuer le calcul dans le cadre existant. Le temps d’attente spécifié est probablement un peu trop faible, mais dans le cadre existant, cela fonctionne et entraîne un temps d’attente supplémentaire pour d’autres branches.
