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séminaires 2002

Modélisation des réseaux de transport

ARON M., BOILLOT F., LEBACQUE J-P. Actes du groupe de travail Modèle de trafic 2002, Actes INRETS n°97 - en vente à la librairie de l'Ifsttar
58 bd Lefebvre - F-75732 Paris Cedex 15
Tél. : +33 (0)1 40 43 50 20 - Fax : +33 (0)1 40 43 54 95
Mail : diffusion-publications(at)ifsttar.fr

28-30 novembre 2002

École d'Automne de Modélisation mathématique du trafic automobile organisée en commun par l'Université de Nice, l'INRIA, l'INRETS
(Michel Rascle, Jean-Pierre Quadrat, Jean-Patrick Lebacque), Paris
Programme et interventions

7 novembre 2002

Jean Patrick Lebacque (INRETS et ENPC) Introduction aux problèmes biniveaux

Un certain nombre de problèmes de gestion des réseaux se formulent comme des problèmes dits "biniveaux". Typiquement, il s'agit d'optimiser sur un réseau un critère économique, par exemple le revenu perçu par un opérateur au titre de péages ou bien le surplus des usagers (optimum système), en fonction de certaines variables de décision. Ce problème d'optimisation des variables de décision constitue le problème de niveau supérieur. Parmi les contraintes de ce problème figurent les conditions d'équilibre du réseau, par exemple au sens de Wardrop. L'équilibre du réseau s'obtient, pour toute valeur des variables de décision, en résolvant un problème classique d'affectation, dit problème de niveau inférieur.
Les contraintes qui traduisent les conditions d'équilibre du réseau ne sont pas convexes. La résolution des problèmes biniveaux s'avère donc très difficile, et fait depuis peu l'objet de recherches actives. Le but de l'exposé est de présenter les problèmes biniveaux, d'en montrer les propriétés et les difficultés sur des exemples simples, et de faire le point sur certaines recherches en cours.

Elina Mancinelli (INRIA) Modélisation biniveaux des problèmes de tarification de reséaux multimode - multiclasse

Dans le problème de tarification on cherche à maximiser le profit du gestionnaire du réseau en tenant compte de l'impact du prix sur les usagers. Cela veut dire que pour chaque ensemble de prix proposé on doit calculer une affectation du trafic dans un réseau multimode (voiture, bus, etc.) et multiclasse (plusieurs valeurs du temps).
Dans une première partie on montrera les avancées faites dans la boite à outils CiudadSim pour le calcul d’affectations qui incluent l’affectation Probit/Logit, le problème multiclass/multimode et l’interfaçage avec MapInfo.
Dans la deuxième partie on traitera le problème de la tarification, sa modélisation comme problème biniveaux et une application pour la planification d’une nouvelle ligne de bus.

11 septembre 2002

Markos Papageorgiou (Université technique de Crète) Recent developments and applications of the urban traffic control strategy TUC

De nouveaux résultats seront présentés :

  • Extension de la stratégie de contrôle pour considérer le controle du cycle, le controle du décalage, et la priorité aux véhicules de transport public
  • Résultats de l'application sur le terrain sur 2 carrefours à Chania.
  • Résultats de simulation microscopique (AIMSUN) pour 4 réseaux en Israel (1 à Tel-Aviv et 3 à Jérusalem) .
  • Résultats de simulation macroscopique (METACOR) pour les 3 sites de SMARTNETS (Southampton, Munich, Chania).

Markos Papageorgiou (U technique de Crète) A series of new isolated ramp metering strategies

Six nouvelles stratégies de contrôle d'accès isolé seront présentées. Ce sont des modifications ou des extensions d'ALINEA pour répondre à plusieurs besoins qu' ALINEA ne peut pas satisfaire. Des résultats préliminaires issus de simulations macroscopiques seront présentés.

6 juin 2002

Morgan Mangeas (INRETS/LIVIC) Etude conjointe de la capacité et de la sécurité d'une file de véhicules munis d'assistance à la conduite

David Sarramia (Université de Clermont-Ferrand) Construction incrémentale d'un système de trafic

Cette construction permet d'utiliser un modèle de trafic détaillé où cela est nécessaire.
Des techniques visant à combiner les modèles existants de trafic (macroscopique - microscopique) seront d'abord présentées. Ensuite seront exposés les principes de "modélisation multiple" permettant d'utiliser plusieurs modèles de trafic pour une même route.

  • Présentation rapide de la méthodologie,
  • Aspects techniques
    • Aspect incrémental,
    • Aspect multiple (avec les modélisations utilisées,
    • Résolution de problèmes liés au couplage des différents modèles,
  • Aspects s'intéressant à la modélisation de la régulation,
  • Présentation des cas réels traités avec les services techniques de la mairie de Clermont-Ferrand.
  • Conclusion et perspectives.

Vincent Henn et Emmanuel Bourrel (INRETS/LICIT) Résolution continue en espace temps du modèle de LWR

Le modèle de Lighthill-Whitham-Richards (LWR) repose sur des hypothèses relativement simples qui ont l'avantage d'être facilement vérifiables et de permettre le calcul explicite de solutions analytiques dans des situations élémentaires.
Ceci étant dit, le calcul s'effectue généralement en discrétisant ce modèle et en découpant l'espace et le temps en des segments de taille fixe, afin de faciliter les calculs (voir le modèle Strada par exemple). Cette discrétisation pose certains problèmes comme l'introduction d'une viscosité numérique ou la rigidité du maillage (phénomènes à considérer de tailles différentes, besoin de prendre en compte des singularités de petite taille comme un bus, par exemple).
Nous proposons dans cette présentation un nouveau modèle, basé sur celui de LWR, et facile à calculer. Son principe est de ne considérer qu'un nombre fini de concentrations. Le calcul se ramène alors à des calculs (relativement simples) de propagation d'ondes entre zones de concentrations différentes. Un éventail de raréfaction dans la solution entropique continue de LWR correspond alors à un ensemble fini d'ondes d'accélération, alors qu'une onde (classique) de choc correspond à une onde de décélération.
Nous montrerons que ce schéma de discrétisation converge vers la solution entropique de LWR sans introduire de viscosité.
Nous présenterons quelques extensions possibles afin notamment d'intégrer le résultats d'autres recherches (modélisation des incidents, déplacement des bus, accélération bornée, etc.), mais aussi de permettre le calcul de l'affectation dynamique (flux multi-destination, calcul de temps de parcours, convergents, divergents, etc.).
Nous développerons également une extension de ce modèle qui ne considère plus un flux continu de trafic mais des trajectoires de particules (représentant un ou plusieurs véhicules, voire une portion de véhicule). Les ondes (de choc ou de décélération) représentent alors le passage d'une information d'une particule à la suivante lors d'un changement de vitesse.

Emmanuel Bourrel et Vincent Henn (INRETS/LICIT) Vers une modélisation hybride de l'écoulement du trafic routier

Un des problèmes rencontrés pour décrire l'écoulement d'un flot de véhicules sur un tronçon est celui de la grande disparité des échelles considérées.En particulier, les phénomènes qui régissent l'écoulement ont des étendues spatio-temporelles très variables : de l'ordre de la centaine de mètreses et de la minute pour un carrefour à feux isolé à plusieurs kilomètres et quelques heures pour une congestion sur autoroute.
Par ailleurs, les modèles d'écoulement n'ont pas tous le même pouvoir descriptif de ces phénomènes. A priori, les modèles macroscopiques décrivent correctement les phénomènes globaux, mais les modèles microscopiques sont plus adaptés ?à la description des phénomènes locaux, notamment dans le cas d'applications liées au caractère stochastique de l'écoulement: acceptation de créneaux ?à une intersection, file d'attente à une gare de péage, ...
L'objet de cet exposé est de présenter une première approche du problème de l'hybridation entre modèles macroscopiques et modèles microscopiques (par modèle hybride d'écoulement, on entend l'introduction d'un modèle microscopique au sein d'un modèle macroscopique afin de permettre une utilisation simultanée des deux types de modèles).
On proposera une nouvelle classification des modèles de trafic plus adapte ?à l'étude de l'hybridation. On présentera également certains éléments de réflexion sur la façon de comparer différents modèles entre eux.
On traitera ensuite l'hybridation dans le cas général, puis dans le cas d'un exemple du couplage entre les deux résolutions du modèle de LWR du premier exposé.

24 mai 2002

Michel Bierlaire (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne) Analyse de la demande en transport : Modèles agrégés et désagrégés

  • 1ère partie : Matrice OD
    Le séminaire abordera deux aspects méthodologiques liés à l'analyse de la demande en transport : l'estimation et la prédiction de matrices origine-destination en temps réel d'une part, et l'estimation de modèles comportementaux d'autre part.
    La première partie consistera à développer un modèle de moindres carrés pour l'estimation et la prédiction de matrices OD. Ce modèle, proposé par Bierlaire et Crittin (2002), est directement inspiré des travaux de Ashok et Ben-Akiva (1993) et Cascetta et al (1993). Deux algorithmes de résolution seront proposés pour résoudre le problème dans un contexte temps-réel : le filtre de Kalman et LSQR. Une description détaillée de ces deux algorithmes sera présentée.

    • Ashok, K. and Ben-Akiva, M. (1993). « Dynamic origin-destination matrix estimation and prediction for real-time traffic management systems », in C. Daganzo (ed.) Transportation and Traffic Theory, Elsevier, Proceeding of the 12th ISTTT.
  • 2ème partie : Le Modèle BIOGEME
    Après une brève introduction sur les modèles de choix discret, la famille des modèles GEV (Generalized Extreme Value) sera présentée et discutée. Un nouveau modèle proposé par Bierlaire (2002) permet de représenter une grande classe de modèles GEV par l'intermédiaire d'un réseau, simplifiant considérablement leur analyse. Le logiciel (gratuit) BIOGEME autorise l'estimation de tels modèles. Les potentialités de ce logiciel seront présentées.

    • Ashok, K. and Ben-Akiva, M. (1993). « Dynamic origin-destination matrix estimation and prediction for real-time traffic management systems », in C. Daganzo (ed.) Transportation and Traffic Theory, Elsevier, Proceeding of the 12th ISTTT.
    • Bierlaire, M. (2002). The network GEV model, Proceedings of the 2nd Swiss Transportation Research Conference, Ascona, Switzerland.
    • Bierlaire, M. and Crittin, F. (2002). An efficient algorithm for real-time estimation and prediction of dynamic OD table, Proceedings of the 2nd Swiss Transportation Research Conference, Ascona, Switzerland.

31 janvier 2002

Lu Huapu (Director of the Institute of Transportation Engineering, Tsinghua University, Beijing, China) Analyses and improvement measures to major intersection's capacities in Beijing

In order to understand the urban traffic characteristics, mechanism of the traffic jam, we did a collaboration study with Musashi University in Japan. The results of the study will be introduced. In the study, the traffic flow characteristics of the typical signalized intersections located at Beijing and Tokyo are observed and analyzed. Then, saturation flow rates and delays of the intersections in both cities are compared and the factors affected to the saturation flow rates are discussed. Finally, some countermeasures for enhancing the capacities of the intersection are proposed including channelization of the traffic flow in the intersection, drawing the traffic marking and line in the intersection, strengthen traffic safety education, improving traffic control method, regulation of pedestrians and bicycle flows at the signalized intersection and improving the safety facility and capacity at the signalized intersections and so on.

Fabien Leurent (SETRA) Desagregated capacity analysis and meaning of measurement methods

There are several ways of defining the capacity of a road, and these may be either aggregate (such as the maximum observed flow) or disaggregate (notably the semi-Poisson model). We shall compare these definitions with queuing theory and then propose a theoretic definition based on a disaggregate model: in the continuous flow regime the capacity of a lane is an average flow that depends on the traffic structure (vehicle classes) and the speed; it is inversely proportional to a vehicle's individual gross requirement. We shall break down the individual gross requirement into a net requirement and a safety margin, the latter depending on the type of vehicle in question and the type of vehicle in front of it in the traffic lane.
We shall extend this definition to more complex situations such as the discrete traffic flow regime, guaranteed quality of service, intermittent service and multiple lanes.
We shall use our model to evaluate previous definitions; in particular, the maximum flow method systematically overestimates capacity. We shall describe a rigorous measurement method, based on the mean flow during a set of periods with uniform speeds in the stable continuous flow regime.