Manuel des tunnels routiers
Manuel des tunnels routiers
La plupart des tunnels routiers qui disposent d'une salle de contrôle sont équipés d'un système de videosurveillance en circuit fermé (voir la page Système de vidéosurveillance) . Les images de la videosurveillance sont généralement affichées sur un mur d’image dans le poste de contrôle. Le système de videosurveillance permet aux opérateurs de surveiller le tunnel pour identifier les incidents. Il peut souvent être difficile pour l'opérateur de surveiller plus de quelques écrans simultanément en raison de la grande quantité d'images disponibles et des autres tâches qu'il doit accomplir.
Afin de garantir une détection rapide des incidents, tels que les ralentissements ou l'immobilisation du trafic, les exploitants de tunnels installent de plus en plus souvent des systèmes de détection automatique d’incidents (DAI). Dans certains pays, l'utilisation de ces équipements est obligatoire pour certains types de tunnels.
Deux principaux types de systèmes d'aide sont disponibles pour les tunnels routiers : les systèmes vidéo et les systèmes radar. Les systèmes basés sur la vidéo (V-DAI) utilisent généralement des caméras de vidéosurveillance en circuit fermé fixes pour assurer une couverture complète des routes et des passages. Le système vidéo fournit des images vidéo utiles et horodatées des incidents, ce qui peut aider à évaluer les raisons pour lesquelles les incidents se sont produits et qui ou quoi peut être responsable de l'incident. Les systèmes V-DAI à caméra fixe sont également disponibles avec des caméras infrarouges ou thermique afin que le système puisse fournir des images vidéo dans des conditions de faible luminosité et de fumée. Les systèmes basés sur le radar couvrent une plus grande surface qu'une caméra fixe, et nécessitent donc moins d'infrastructures dans le tunnel. Le résultat d'un système radar est une image à échelle de gris qui fonctionne dans toutes les conditions environnementales d'un tunnel.
Les systèmes V-DAI sont normalement basés sur l'analyse informatique des flux d'images vidéo générés par les caméras installées pour visualiser la circulation dans les tunnels. L'analyse vidéo compare chaque image de la caméra vidéo avec l'image précédente et vérifie les différences en dehors de ce qui est considéré comme un comportement "normal". Un certains nombre d'algorithmes sont disponibles dans le système V-DAI qui peut détecter toute une série d'incidents, notamment
• véhicules arrêtés
• fumer
• les véhicules en contre-sens
• réduction de la vitesse
• véhicule lent
• piétons
• débris dans le tunnel routier
• flammes
• l'entrée dans les zones réglementées
• marchandises perdues dans le tunnel
Chaque type d'événement à détecter est associé à une fréquence de fausses alertes. L'augmentation du nombre d'événements à détecter augmentera donc la fréquence des fausses alertes et réduira ainsi la fiabilité du système d'aide.
Il est donc très important de limiter le type d'événements à détecter à ceux qui sont strictement nécessaires afin de rendre le système aussi fiable que possible, de limiter la fréquence des fausses alertes et de réduire les cas de non-détection d'événements.
Comme les incendies graves de véhicules se développent normalement après l'arrêt de la circulation (par exemple à la suite d'un accident), on peut s'attendre à ce qu'une alarme "véhicule arrêté" provenant d'un système d'aide précède les alarmes déclenchées par d'autres systèmes, tels que les détecteurs de température et de fumée. Cette alerte précoce fournie par les systèmes DAI donne le temps aux exploitants de tunnels de confirmer la nature et la localisation de l'incident, et de permettre une intervention plus efficace. Cela peut se faire par le choix d'une configuration de ventilation optimale, la prévention des accidents secondaires par des mesures opérationnelles, l'alerte rapide des automobilistes en amont de l'incident et la fermeture du tunnel. Elle donne également aux opérateurs la possibilité d'appeler les services d'urgence, d'afficher des messages d'avertissement ou d'information sur des panneaux à messages variables, de diffuser des messages sur les systèmes de sonorisation et d'incrustation de message par radio, d'appeler les camions de dépannage, de conseiller de sortir du tunnel, etc.
Les systèmes de détection de fumée par vidéo sont décrits dans la section 6.3.3 "Méthodes actuellement utilisées" du rapport 05.16.B 2006.
Les systèmes d'aide vidéo peuvent également fournir des informations en temps réel sur le flux, le volume et la vitesse du trafic. Ils peuvent enregistrer des images à l'origine de l'incident (Fig. 1) et peuvent interagir avec d'autres systèmes tels que le système de contrôle et d'acquisition de données (SCADA). Les systèmes d'aide basés sur la vidéo comprennent normalement des caméras IP (Internet Protocol), un système de traitement d'images vidéo qui traite les images d'une ou plusieurs caméras. Les images vidéo peuvent être renvoyées vers des moniteurs ou des écrans d'ordinateur dans le poste de contrôle. Les caméras V-DAI peuvent également être surveillées par le système de gestion vidéo, composé de serveurs redondants, assurant des fonctions vidéo et autres (enregistrement en masse des vidéos et des incidents du système DAI, collecte et stockage en temps réel des données et des événements de trafic, interface avec le système SCADA du tunnel), des équipements de réseau et des lignes de communication (fibres optiques, câbles coaxiaux et paires torsadées blindées).
La technologie récente en matière de traitement vidéo permet aux algorithmes V-DAI d'être exécutés sur les caméras (ou à proximité des caméras), plutôt que sur un serveur central. Cette approche signifie que seuls les fichiers vidéo des incidents détectés sont transmis au système SCADA lorsqu'il y a un incident, plutôt que de transmettre constamment (en continu) la vidéo en temps réel de toutes les caméras. Cela permet de réduire la charge de transmission sur le réseau de communication du tunnel.
Fig. 1 : Caméra équipée de DAI (photo Crédit CETU)
La conception des systèmes d'aide dans les tunnels devrait être entreprise en tenant dûment compte des points suivants :
• Types d'incidents à détecter
• Précision de la détection (c'est-à-dire minimisation des "faux négatifs" dans les incidents de détection)
• Réduction des fausses alertes (c'est-à-dire minimisation des "faux positifs")
• Emplacement des caméras existantes dans le tunnel
• Caractéristiques géométriques du tunnel
• Accès pour le personnel de maintenance
• Effet d'éblouissement dû à la lumière du soleil près des caméras situées à proximité des entrées
• Changements causés par le passage des véhicules dans le tunnel (feux, occlusion par les véhicules hauts)
• Visibilité dans le tunnel causée par la fumée
• Changement de niveau d'éclairage dans le tunnel (éclairage on/off)
• Réflexions dans le tunnel
• Dans le cas d'un système d'aide intégrant un flux vidéo IP, la capacité du réseau IP existant doit être vérifiée afin de s'assurer que la bande passante disponible est suffisante
• Proximité des services du tunnel tels que les ventilateurs, l'éclairage du tunnel, les services de protection contre l'incendie, etc.
L'article de Routes/Roads de 2009 "Systèmes de détection d'incendie dans les tunnels routiers - Leçons tirées du projet de recherche international" a conclu que "pour faire face aux obstructions, la plupart des fabricants de capteurs recommandent d'utiliser deux capteurs couvrant la même zone sous des angles différents, par exemple dans les deux sens dans un tunnel". Des caméras multiples peuvent également être nécessaires à des fins de redondance, en cas de défaillance de la caméra. En général, les champs de vision des caméras sont conçus pour se chevaucher, de sorte que la défaillance d'une caméra peut être compensée par les images des caméras voisines.
Section IV.2.1. "Dispositifs de détection d'incidents" du rapport 05.15.B 2004 suggère que l'emplacement des caméras peut varier de 30 à 150 mètres si elles sont utilisées pour la détection automatique d'incidents. Selon des recommandations plus récentes des fabricants de V-DAI, les caméras ne devraient pas couvrir une distance supérieure à vingt fois sa hauteur de montage. Par conséquent, si une caméra est montée à 5 m au-dessus de la route, elle devrait être capable de fournir une détection raisonnablement précise des incidents sur une distance de 100 m. Toutefois, comme mentionné ci-dessus, pour assurer une couverture redondante en cas de défaillance d'une caméra, les caméras V-DAI doivent être installées tous les 50 à 80 m.
La performance d'un système d'aide dépend dans une large mesure de la réussite de la mise en service et de l'étalonnage avant le déploiement. L'expérience montre que la décision relative au temps de détection du système a une influence importante sur la précision de détection du système et sur le nombre de fausses alarmes enregistrées. L'expérience des installations existantes dans les tunnels indique qu'une telle mise en service et un tel étalonnage peuvent prendre plusieurs mois en exploitation.
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