Les systèmes de transport intelligents (STI) (en anglais : ITS) sont les applications des nouvelles technologies de l'information et de la communication au domaine des transports et de sa logistique. On les dit « intelligents » parce que leur développement repose sur des fonctions généralement associées à l'intelligence : capacités sensorielles et de choix, mémoire, communication, traitement de l'information et comportement adaptatif. On trouve les STI dans plusieurs champs d'activité : dans l'optimisation de l'utilisation des infrastructures de transport, dans l'amélioration de la sécurité (notamment de la sécurité routière) et de la sûreté ainsi que dans le développement des services. Le recours aux STI s'intègre aussi dans un contexte de développement durable : ces nouveaux systèmes concourent à la maîtrise de la mobilité en favorisant entre autres l'intermodalité.
Ils font l'objet d'une compétition économique serrée au niveau mondial.
Contexte Les systèmes de transport intelligents interviennent dans un contexte mondial de congestion du trafic routier (et parfois ferroviaire, métro ou aérien) d'une part et de développement des nouvelles technologies de l'information d'autre part, en particulier dans les domaines de la simulation, du contrôle en temps-réel et des réseaux de télécommunication.
Le monde de la recherche a commencé à se mobiliser autour des années 1960 pour lutter contre les effets néfastes des congestions. En effet, la congestion globale des infrastructures de transport représente un coût socio-économique important en termes de pollution de l'air, de consommation de carburant ainsi que de temps perdu par les usagers dans les transports. Elle a été en constante augmentation dans le monde, résultat de l'accroissement de l'urbanisation, de la croissance démographique et du nombre d'automobiles qui a permis le phénomène dit de rurbanisation, principalement dans les pays développés. On peut distinguer 4 grandes périodes dans le développement des STI : Années 1960-1970 : prémices ; Années 1980-1995 : investissement dans l'information routière embarquée ; Années 1995-2000 : interopérabilité, billettique et autoroute automatisée ; Années 2000-2005 : mobilité durable, multimodalité et sécurité routière.
Dans les pays en développement, les migrations des personnes des habitats ruraux vers les habitats urbains ont progressé assez différemment en comparaison de celles des pays développés. Bon nombre de zones se sont urbanisées sans augmentation significative du parc automobile et sans formation de banlieues. Dans des zones comme Santiago du Chili dotées d'une forte densité de population, recourent à un système multimodal de transport combinant la marche à pied, la bicyclette, la moto, l'autobus et le train. Seule une frange réduite de la population peut se permettre de posséder une voiture. Les STI peuvent aider à une meilleure organisation de la multimodalité et de l'intermodalité.
D'autres parties du monde en voie de développement, comme la Chine, restent largement rurales mais s'urbanisent et s'industrialisent rapidement. Dans ces zones, les infrastructures routières sont développées en parallèle avec la motorisation de la population. De grandes disparités de ressources impliquent que seule une partie de la population peut se motoriser et c'est pourquoi le système de transport multimodal très dense s'entrecroise avec le système de transport motorisé. Dans ces zones, l'infrastructure urbaine se développe moins rapidement que la demande de mobilité, les systèmes STI apparaissent comme un recours pour maintenir un fonctionnement régulier des réseaux de transport urbain.
De récentes actions gouvernementales dans le domaine des STI — spécifiquement aux États-Unis — sont davantage motivées par le besoin ressenti de sécurité du territoire. Bon nombre de STI se focalisent sur la surveillance des routes. Les STI peuvent aussi jouer un rôle important dans une évacuation de masse rapide des centres d'affaires urbains en cas d'évènements causant un nombre important de victimes comme des catastrophes naturelles ou d'autres menaces. Ainsi, une grande partie des infrastructures et des planifications impliquées par les STI sont à mettre en parallèle avec les besoins en matière de sécurité du territoire.
thumb|150px|Un embouteillage à Pékin. thumb|150px|Une rue de Shanghai.
Politique des STI dans l'Union européenne
Politique des STI en France Le ministère de l’Environnement, de l’Énergie et de la Mer (MEEM) porte la politique française des STI, avec le concours des autres départements ministériels concernés (le Ministère de l’économie pour les aspects industriels, l’innovation et l’économie numérique ; le ministère de l’Intérieur pour les aspects de sécurité routière ; le ministère de l’Éducation nationale, de l’enseignement supérieur et de la Recherche pour la recherche ; etc.).
Au sein du MEEM, la direction générale des infrastructures, des transports et de la mer (DGITM) est dotée de longue date d’une Mission des transports intelligents (MTI) chargée de promouvoir et de coordonner le développement des STI et de concourir au rayonnement à l’international des solutions de transport intelligents portées par l’industrie et les opérateurs français. De plus une Agence pour l’information multimodale et la billettique (AFIMB) a été créée et intégrée à la DGITM en 2011.
La stratégie « Mobilité 2.0 » dévoilée en par le Ministre des transports faisait du développement des STI l’un de ses axes essentiels et annonçait un effort de structuration des acteurs de la filière française des STI (au sens large) en vue d’établir des visions stratégiques partagées.
Cette action a abouti à la production en du Livre Vert « Mobilité 3.0 : ensemble pour la mobilité intelligente »,. Sur la base des propositions de ce document, une démarche collective dite « Mobilité 3.0 », soutenue par les différents acteurs institutionnels impliqués ,s’est engagée en 2016, avec un horizon de 5 années. Elle vise à mobiliser le potentiel d’innovation des STI au service des territoires et du climat, tant sur le plan national que dans une perspective internationale.
Technologies des transports intelligents Les technologies utilisées dans les systèmes de transport intelligents varient, allant de systèmes de gestion basiques comme les systèmes de gestion des carrefours à feux, les systèmes de gestion des conteneurs, les panneaux à messages variables (PMV), les radars automatiques ou la vidéo-surveillance aux applications plus avancées qui intègrent des données en temps-réel avec retours d'informations de nombreuses sources, comme les informations météorologiques, les systèmes de dégivrage des ponts, les systèmes de navigation embarqués informant des temps de parcours en temps réel etc. De plus, les techniques prédictives sont développées pour permettre une modélisation avancée et une comparaison avec une base regroupant des données historiques de référence.
Quelques technologies typiquement implantées dans les STI sont décrites dans les sections qui suivent.
Communications sans fil Diverses technologies de communication sans fil sont proposées pour les systèmes de transport intelligent : des communications à courte portée (moins de 350 mètres) comme le Wi-Fi, des communications à plus longue portée comme le WiMAX, le GSM ou les technologies 3G, 4G et la 5G.
Technologies de calcul De récentes avancées dans l'électronique embarquée ont conduit à disposer dans les véhicules de processeurs informatiques plus performants. Un véhicule type du début des années 2000 aurait entre 20 et 100 modules individuels à base de microcontrôleurs ou de contrôleurs à logique programmable inter-connectés en réseau avec des systèmes d'exploitation non temps réel. La tendance actuelle est d'aller vers quelques modules à base de microprocesseurs un peu plus chers avec une gestion de mémoire hardware et des systèmes d'exploitation en temps-réel. Les nouvelles plates-formes informatiques embarquées permettent l'implantation d'applications logicielles plus sophistiquées, incluant du contrôle de process informatique à base de modélisation, de l'intelligence artificielle et de l'informatique omniprésente. L'intelligence artificielle est probablement la plus importante de ces approches pour les systèmes de transport intelligents.
Technologies de localisation Géolocalisation par système de positionnement par satellites Le principe du positionnement par satellites est très proche du principe de triangulation. La distance entre l'utilisateur du terminal GNSS et un certain nombre de satellites de positions connues est mesurée pour permettre une localisation de l'utilisateur à une dizaine de mètres près. La vitesse de déplacement est aussi disponible.
Cette technologie est née avec le GPS américain. Depuis lors, les constellations satellitaires commandant des systèmes de GNSS se sont multipliées (GLONASS russe, Beidou chinois et prochainement Galileo européen). Dans un même temps les performances des systèmes s’améliorent significativement. Le recours à des technologies complémentaires (reconstitution du déplacement par des accéléromètres, notamment) permet de résoudre le problème de la perte temporaire du signal GNSS dans les tunnels ou les environnements encaissés (canyons urbains, etc.).
De très nombreux STI s'appuient donc sur cette technologie qui permet le traçage en temps réel et à bas coût des mobiles (à savoir : les personnes en déplacement, les marchandises et leurs conteneurs ou les véhicules) . C’est l’un des déterminants essentiels de l’essor des STI.
Téléphonie mobile En admettant que les voitures contiennent au moins un ou plusieurs téléphones mobiles ou cellulaires (Ce qui est largement vérifié dans les pays développés où le taux d'équipement de la population en téléphones mobiles dépasse les 75 %), les téléphones transmettent leur position de façon régulière au réseau - même s'il n'y a pas de communication vocale établie. Ils peuvent alors être utilisés dans les voitures comme des sondes anonymes du trafic. Quand la voiture bouge, le signal du téléphone mobile bouge également. Il est alors possible de mesurer et d'analyser par triangulation les données fournies par le réseau cellulaire - de manière anonyme - puis de convertir ces données en une information précise sur la circulation automobile. Plus il y a de congestion, plus il y a de voitures, de téléphones et donc de sondes. En centre ville, la distance entre les antennes est plus courte (de l'ordre de 300m), la précision est ainsi augmentée. Il n'y a pas d'infrastructure spécifique construite le long des routes - seul le réseau de téléphonie mobile est mis en œuvre. Cette technologie FCD, floating car data (données cellulaires flottantes) offre de grands avantages sur les méthodes classiques de mesure du trafic : des coûts moindres par rapport aux capteurs et aux caméras une meilleure couverture une plus grande facilité de mise en œuvre : pas de zones de chantier, moins de maintenance des installations une utilisation dans toutes les conditions météorologiques, même en cas de fortes pluies Le gros inconvénient consiste en la précision de la localisation.
Technologies de capteurs Les progrès des capteurs ont permis de développer les systèmes de transport intelligent sur la base de données fiables, fréquentes et en grande quantité. Ils permettent des mesures des caractéristiques de véhicules (longueur, silhouette, poids...), de la circulation (débit, taux d'occupation, vitesse...) ou d'évènements (incidents, files d'attente, franchissement de feux rouges...) pour notamment optimiser et améliorer de la sécurité routière. En général, les systèmes tendent à combiner généralement :