Réseaux de transport complexes : résilience, modélisation et optimisation

Complex transportation networks : resilience, modelling and optimisation

• Auteur / Autrice : Taras Holovatch
• Direction : Bertrand Berche, Christian von Ferber
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 19/10/2011
• Etablissement(s) : Nancy 1 en cotutelle avec Coventry University
• Ecole(s) doctorale(s) : EMMA - Ecole Doctorale Energie - Mécanique - Matériaux
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Jean Lamour (Nancy ; Vandoeuvre-lès-Nancy ; Metz)
• Jury : Président / Présidente : Simon Bell
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christophe Chatelain
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Colm Connaughton, Serge Galam

Mots clés

Mots clés contrôlés

Théorie des graphes

Analyse de réseau (planification)

Analyse des systèmes

Transports publics

Mots clés libres

Réseaux complexes

Marche aléatoire auto-évitante

Vulnérabilité

Résilience

Attaque ciblée

Percolation

Théorie des graphes

Effet harnais

Modèle du bus radial

Attachement préférentiel

Réseau de transport public

Résumé

Dans cette étude, nous produisons une analyse des réseaux de transport publics (acronyme PTN en anglais) en combinant des outils de la théorie des réseaux complexes, des simulations numériques et des approches analytiques. Nous avons commencé par une analyse empirique des PTN de 14 villes importantes dans le monde et en avons déterminé les principales caractéristiques en termes de réseaux complexes. Cette apporche empirique montre que les PTN apparaissent comme des réseaux (''small world'') fortement corrélés avec des ''coefficients d'agrégation'' élevés et des ''distances les plus courtes moyennes'' comparativement faibles. Nous avons ensuite introduit divers modèles de PTN à 1 et 2 dimensions. Nous avons poursuivi cette étude en examinant la résistance des PTN à divers scénarios d?attaques, ce qui permet de définir des critères de robustesse des réseaux considérés

In this study, we have performed a comprehensive analysis of public transport networks(PTN) combining tools of complex network theory, computer modelling, and analytical calculations. We have started from an empirical analysis of the PTN of 14 major cities of the world and have determined their principal characteristics in terms of the complex network theory. Our empirical analysis gives a strong evidence, that the networks under consideration appear to be strongly correlated small-world structures with high values of clustering coefficients and comparatively low mean shortest path values. We further have introduced several PTN models. This was done both in 2d and 1d embedding spaces. We continued our analysis by studying the behavior of PTN under attacks. This enabled us to propose criteria that allow an a priori estimate of PTN robustness