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séminaires 2009

Modélisation des réseaux de transport

10 septembre 2009

  • Nicolas Wagner (LVMT/ENPC) Affectation dynamique de trafic à l'équilibre : Résultats d'existence et chargement de trafic sur un réseau
    Dans les années 50, Beckmann introduit un des outils phares de la prévision de trafic, l'affectation du trafic à l'équilibre. Une affectation de trafic consiste à répartir une demande en déplacement, représentée par un ensemble de flux d'usagers désirant se rendre d'une origine à une destination, entre les différents itinéraires possibles d'un réseau de transport soumis à congestion. L'affectation des flux est dite à l'équilibre de Wardrop, si aucun usager ne peut réduire son temps de parcours en reconsidérant son choix d'itinéraire. Si historiquement la recherche s'est focalisée sur le cas statique, l'affectation dynamique a connu un rapide développement depuis les travaux fondateurs de Merchant et Nemhauser. Cet exposé se propose de faire un tour d'horizon du domaine et de donner quelques résultats obtenus au LVMT.
    Dans un premier temps, nous présenterons l'affectation dynamique à l'équilibre en prenant pour exemple LADTA, le modèle d'affectation développé par le LVMT. On insistera sur la formalisation mathématique du problème en présentant notamment un résultat d'existence. Puis, nous exposerons en détails un sous-problème important, le chargement du réseau : supposons une affectation donnée, comment les flux d'usagers se propagent-t-il sur le réseau ? Dans un contexte dynamique, cette question est particulièrement complexe, la propagation résultant des interactions entre les flux d'usagers dans le temps et l'espace et par conséquent, même avec des modèles d'écoulement simple, des difficultés algorithmiques importantes apparaissent. Nous présenterons une stratégie de calcul innovante reposant sur une résolution par événement, contrairement aux méthodes traditionnelles qui fonctionnent par approximation successives.
  • Jean-Patrick Lebacque (INRETS/GRETIA) Modèles de trafic pour les systèmes coopératifs
    Traditionnellement les méthodes de gestion du trafic reposent principalement sur des stratégies de contrôle centralisé (plans de feux), ou des stratégies décentralisées (ALINEA par exemple), qui s'appliquent au trafic sans qu'il y ait d'échanges d'information entre contrôleurs et véhicules. Les systèmes d'information collective aux usagers (panneaux à messages variables) reposent sur une transmission d'information unidirectionnelle.
    Le développement, largement à l'initiative des constructeurs et des opérateurs, de nouveaux systèmes de communication entre véhicules ou entre véhicules et infrastructures, permet d'envisager de nouveaux systèmes de gestion du trafic de nature coopérative. Sur le plan des idées, les concepts dégagés par les physiciens statisticiens pour l'étude des systèmes complexes (auto organisation, comportement émergent) fournissent des outils d'analyse et de compréhension des systèmes coopératifs.
    Les modèles de trafic classiques ont été largement développés en fonction des besoins de systèmes non coopératifs. Ils peuvent s'appliquer à des systèmes basés sur la coopération et l'auto organisation de contrôleurs. L'exposé en donnera un exemple. Lorsque les véhicules eux-mêmes deviennent partie intégrante du système coopératif, d'autres modèles doivent être introduits, qui prennent en compte la communication entre véhicules et son impact sur le trafic.
    Le développement de ce type de modèles commence à peine et l'exposé en donnera quelques exemples.

14 mai 2009

  • Michel Bierlaire (professeur) EPFL, Lausanne Introduction aux mixtures dans les modèles de choix discret
    L'utilisation des modèles de choix discret pour appréhender la demande en transport au niveau désaggrégé progresse  exponentiellement depuis environs 40 ans. La popularité de ces modèles  est due en partie à leur flexibilité, permettant d'intégrer des  variables explicatives variées et de tenir compte de l'hétérogénéité  de la population en terme de comportement. Dans cet exposé, nous  allons analyser comment plusieurs modèles peuvent être combinés,  "mixés", afin d'obtenir encore plus de flexibilité. Nous illustrerons  ces "mixtures" avec 4 exemples : la prise en compte des corrélations  entre alternatives, la modélisation de variances différentes, l'hétérogénéité dans les goûts, et les classes latentes.
  • Sabine Limbourg (Post-Doctorante), Louvain School of Management Modélisation du réseau multi-modal et intermodal de fret européen par les réseaux virtuels : Aspects méthodologiques et études de cas
    Les modèles multimodaux de transport de fret sont traditionnellement basés sur le modèle à quatre étapes dans lequel la génération, la distribution, la répartition modale et l’affectation sont autant de modules séparés. Une approche alternative est de représenter le réseau multimodal par un réseau de service dans lequel chaque opération de transport (chargement, déchargement, transbordement,…) est représentée par un « arc virtuel » dédié. Dans un tel réseau, le choix-modal et l’affectation peuvent être effectués en une seule étape. Cette approche, adoptée par plusieurs auteurs et connue sous les vocables « super-réseaux » ou « réseaux virtuels » donne des résultats intéressants.
    L'exposé débutera par une explication intuitive de la méthodologie des « réseaux virtuel » et du logiciel Nodus qui la met en œuvre, suivie par une présentation d'un certain nombre d'études de cas réalisées ces quinze dernières années. Cette première partie se terminera par quelques réflexions sur les méthodes d'affectation applicables à ces réseaux et sur les développement méthodologiques et informatiques en cours.
    Durant la seconde partie, Sabine Limbourg présentera de manière plus approfondie le cas de la localisation optimale de terminaux de transfert (« hubs ») de conteneurs sur le réseau européen, desservis par un réseau de type « hub & spoke ». Outre la localisation de terminaux, leur nombre, ainsi que les gains économiques espérés seront abordés. L'exposé se terminera par quelques considérations liées aux aires de marché de ces terminaux.

12 mars 2009

  • Markos Papageorgiou DSSL, Dynamic Systems and Simulation Laboratory (Université de Crète) Optimal Mainstream Traffic Flow Control of Large Scale Motorway Networks
    The continuously increasing daily traffic congestions on motorway networks around the world call for innovative control measures that would drastically improve the current traffic conditions. Mainstream traffic flow control (MTFC) is proposed as a novel and efficient motorway traffic management tool, and its possible implementation and principal impact on traffic flow efficiency is analysed. Variable speed limits, suitably operated and enforced, is considered as one (out of several possible) way(s) for MTFC realisation, either as a stand-alone measure or in combination with ramp metering. A previously developed, computationally efficient software tool for optimal integrated motorway network traffic control including MTFC is applied to a large-scale motorway ring-road. It is demonstrated via several investigated control scenarios that traffic flow can be substantially improved via MTFC with or without integration with coordinated ramp metering actions.
  • Markos Papageorgiou DSSL, Dynamic Systems and Simulation Laboratory (Université de Crète) Coordinated Ramp Metering Strategy HERO: Field Implementation at the Monash Freeway in Melbourne, Australia
    Coordinated ramp metering is a challenging motorway traffic control problem. The presentation first outlines the reasons for and potential benefits of coordinated ramp metering, followed by a description of the reactive and simple HERO control strategy. Macroscopic simulation results for a large-scale motorway ring-road demonstrate the achievable improvements over local ramp metering and compare HERO to more complex proactive control schemes such as nonlinear constrained optimal control. The second part of the presentation presents the HERO control software as field-implemented at the Monash Freeway in Melbourne, Australia, along with samples of field results for each main software module. Some preliminary field evaluation results by VicRoads, the responsible road authority, indicate significant benefits. For example, the economic payback period of the installation is estimated to be less than 20 days.