Méthode d'analyse et de classification des segments du réseau routier supérieur de la région de Montréal

Urban congestion is a general phenomenon, regarded as an extremely costly externality (Prud'homme, 1999). Indeed, congestion has adverse effects on the economy, society and the environment. The urban transportation authorities must understand the congestion phenomenon in order to provide adequate solutions to this problem. This report presents the method of analysis and classification of road segments of the Greater Montreal Region highway system based on their physical characteristics. It then compares this classification to the traffic condition of road sections according to the frequency distribution of travel times observed on these various road sections during the morning rush hour (AM). Following a definition of road congestion and of the indicators to measure it, this paper puts forward the proposed methodology to reach the main objective of this work. The approach is proposed in 5 different steps: to built the relational database, to make a global description of the sampled road system, to summarize and aggregate the data relating to physical factors, to cluster the different sections based on their physical characteristics, to compare the methods with which the sections were grouped together and to predict the TP group of section road. Several tools have been used to create the physical factors database, such as Google Maps, Street View and ArcGIS. The choice of physical characteristics is based on a number of studies carried out by various authors on the subject of urban congestion. Using database management software, the physical factors table has been combined with two other tables taken directly from work done by Loustau and al. (2009), i.e. the TP groups table and the traffic conditions table. These studies consisted in grouping the road sections of the Greater Montreal Region according to travel times during the morning rush hour (AM). A descriptive analysis of the relational database was carried out with the objective of drawing a global picture of the Greater Montreal Region road system. Thus a classification of traffic conditions on the Montreal road network was first made. Then, a descriptive analysis of the physical factors of the sampled road sections was made. Some characteristics turned out to prevail over others: the "highway" type of lanes, the maximum speed authorized, which varies between 70km/h and 100km/h, the very small number of intersections and the number of lanes, which varies between 2 and 3.

Résumé

La congestion routière est un phénomène général, considérée comme une externalité extrêmement coûteuse (Prud'homme, 1999). Elle a des effets néfastes sur la prospérité économique d'un pays, le bien-être des individus et la stabilité de l'écosystème. La compréhension de ce phénomène est fondamentale afin que les autorités du transport routier soient en mesure d'apporter des solutions appropriées à ce problème. Ce mémoire présente la méthode d'analyse et de classification des segments du réseau routier supérieur de la grande région montréalaise à partir de leurs caractéristiques physiques, puis étudie la similarité entre cette nouvelle classification et celle obtenue à partir des relevés de temps de parcours observés sur ces différents segments routiers durant la période de pointe du matin (AM). Après avoir recensé, à l'issue d'une revue de littérature, les caractéristiques physiques des routes ayant un lien avec l'état de la circulation, ce document met en avant la méthodologie proposée afin d'atteindre l'objectif maître de ce mémoire. L'approche proposée comporte 5 étapes : faire le montage de la base de données relationnelle, dresser le portrait global du réseau routier échantillonné, synthétiser et agréger les données de facteurs physiques, grouper les tronçons selon leurs caractéristiques physiques, confronter les méthodes de groupement de tronçons et prédire l'appartenance d'un tronçon à un groupe TP à partir des facteurs physiques. Plusieurs outils ont été utilisés pour créer la base de données des facteurs physiques, tels que Google Maps, Street View et ArcGis. Le choix de caractéristiques physiques est fondé sur de multiples études effectuées par divers auteurs sur la thématique de la congestion routière. Au moyen d'un logiciel de traitement de base de données, la table des facteurs physiques a été intégrée avec deux autres tables qui proviennent directement des travaux de Loustau et al.(2009), soit la table des groupes TP et la table d'état de la circulation. Ces travaux consistent à grouper les segments routiers de la grande région de Montréal selon les temps de parcours durant la période de pointe du matin (AM). Une analyse descriptive de la base de données relationnelle qui vise à dresser le portait du réseau routier de la grande région de Montréal, a été menée. En effet, une qualification de l'état de la circulation du réseau routier montréalais a été, au premier lieu, effectué. En second lieu, une analyse descriptive des facteurs physiques des tronçons routiers échantillonnés a été réalisée.