Etude des problèmes de réservation de voies dans un réseau de transport

Study of lane reservation problems in a transportation network

• Auteur / Autrice : Yunfei Fang
• Direction : Feng Chu, Said Mammar
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Optimisation et Sûreté des Systèmes
• Date : Soutenance le 18/06/2013
• Etablissement(s) : Troyes
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Troyes, Aube)
• Partenaire(s) de recherche : Financeur : China scholarship council
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Charles Delaunay / ICD
• Jury : Président / Présidente : Simon Cohen
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Feng Chu, Said Mammar, Simon Cohen, Jacques Carlier, Imed Kacem, Nacima Labadie, Markos Papageorghiou
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jacques Carlier, Imed Kacem

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transport de marchandises

Optimisation combinatoire

Problèmes de transport (programmation)

Réservations

Mots clés libres

Réservations

Problèmes de transport (programmation)

Optimisation combinatoire

Transport de marchandises

Reservation systems

Transportation problems (programming)

Combinatorisal optimization

Freight and freihtage

Résumé

Le concept de réserve voie a été présenté comme une stratégie de gestion du trafic et a de nombreuses applications dans la vie réelle. Des études antérieures dans la littérature se concentrent principalement sur l'impact de la réservation de la voie dans une région locale du réseau de transport. Dans cette thèse, les problèmes de réservation de voies sont étudiés dans le but de minimiser l'impact sur le trafic total par la réservation optimale des voies dans un réseau de transport. Nous avons d’abord se concentrer sur le problème de réservation de voie (LRP) pour le transport automatisé pour les poids lourds avec temps de déplacement statique. Ce travail est généralisé au problème de réservation voies avec une capacité limitée de la voie (CLRP) pour les grands événements spéciaux. Enfin, le problème de réservation de voies avec le temps de déplacement dépendant du temps (LRP-TT), et le problème de réservation voies avec la vitesse de déplacement dépendant du temps (LRP-TS) sont étudiés. Pour chacun des problèmes étudiés, les modèles mathématiques appropriés sont formulés, leurs complexités sont démontrées. Différentes méthodes de résolution sont explorées, y compris exacte cut-and-solve méthode, cut-and-solve et méthod de coupe combinée, et la méthode de recherche tabou. Les performances des algorithmes proposés sont évaluées par des instances générées au hasard. Les résultats numériques ont montré que les algorithmes proposés sont plus efficaces pour résoudre les problèmes étudiés que le logiciel commercial référence CPLEX

The concept of lane reservation has been introduced as a traffic management strategy and has many applications in real life. Previous studies in the literature mainly focus on the impact of lane reservation in a local region of transportation network. In this thesis optimal lane reservation problems are studied with the objective to minimize impact on total traffic by optimally setting reserved lanes in a transportation network. We firstly focus on the lane reservation problem (LRP) for automated truck freight transportation with static link travel time. This primary work has been extended to the capacitated lane reservation problem (CLRP) for large-scale special events. Finally, lane reservation problem with time-dependent travel time (TTLRP), and lane reservation problem with time-dependent travel speed (TSLRP) are studied. For each of the considered problems, appropriate mathematical models are formulated, their complexities are demonstrated. Different resolution methods are explored including exact cut-and-solve method, cut-and-solve and cutting plane combined method, and Tabu-search method. The performance of the proposed algorithms is evaluated by randomly generated instances. Numerical results have shown that the proposed algorithms are more effective to solve the considered problems than the reference commercial package CPLEX