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Thèse soutenue

Commande du trafic par guidage des véhicules avec prise en compte du comportement humain et de la saturation

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Auteur / Autrice : Jacques Weymann
Direction : Jean-Jacques Henry
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Automatique
Date : Soutenance en 1994
Etablissement(s) : Toulouse, ENSAE

Résumé

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Ce mémoire de thèse propose des algorithmes de guidage dynamique des véhicules, en particulier dans le cas de situation de trafic saturée et lorsque certains conducteurs guidés désobéissent aux consignes de guidage. Le problème traité ici suppose que les véhicules guidés sont nombreux et que l'influence du guidage n'est pas négligeable sur la situation du trafic. Par conséquent, les méthodes efficaces de guidage répartissent les véhicules guidés sur plusieurs chemins entre une origine et une destination du réseau. Un première partie décrit et compare ces méthodes tout en montrant leurs limites. Une deuxième partie présente un guidage basé sur un modèle dépendant des débits. Un comparaison de plusieurs critères basés sur le temps est effectuée. L'utilisation dans la suite du mémoire du critère qui minimise le temps total des véhicules guidés dans le réseau est alors hustifiée. Pour ce même modèle, plusieurs types de désobéissance des conducteurs sont introduits. Cette amélioration du modèle se traduit par des contraintes supplémentaires sur les débits. L'optimisation statique est réalisée par une méthode de charge récursive basée sur le simplexe. Lorsque la désobéissance est introduite, il est plus difficile de trouver une solution optimale non saturée, ce qui accentue le défaut de ce modèle qui ne prend pas en compte la saturation. La troisième partie décrit alors un guidage basé sur la commande optimale, dont le modèle de trafic prend en compte la saturation. A cause de la désobéissance, la proportion réelle de conducteurs obéissant à une consigne de guidage est linéaire par rapport à la commande. De plus, les résultats utilisant la programmation dynamique montrent que les dégradations du critère sont importantes en situation saturée. Deux optimisations basées sur la technique du gradient et valables pour les réseaux complexes sont comparées et montrent la difficulté de mettre en oeuvre ce modèle. Une quatrième partie donne alors un nouveau modèle basé sur les files d'attente et les débits, qui pallie aux défauts des deux modèles précédents. Le temps de parcours est calculé analytiquement et donne un critère non strictement convexe. Trois méthodes d'optimisation sont comparées, l'algorithme utilisant un simplexe récursivement, un algorithme de Franke-Wolfe et une méthode décentralisée. Les résultats montrent que la méthode de Franke-Wolfe est plus efficace qu'un simplexe utilisé récursivement. Les gains sont importants pour les véhicules guidés et peuvent atteindre 62 % pour un réseau simple et 18 % pour un réseau complexe.