Coordination locale et optimisation distribuée du trafic de véhicules autonomes dans un réseau routier

Local coordination and distributed optimization of autonomous vehicle traffic in road networks

• Auteur / Autrice : Mohamed Tlig
• Direction : Olivier Simonin, Olivier Bernard Henri Buffet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 26/03/2015
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale IAEM Lorraine - Informatique, Automatique, Électronique - Électrotechnique, Mathématiques de Lorraine (1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire lorrain de recherche en informatique et ses applications
• Jury : Président / Présidente : Abder Koukam
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Rochdi Merzouki, Ammar Oulamara
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : René Mandiau, Philippe Mathieu

Mots clés

Mots clés contrôlés

Véhicules automobiles

Véhicules

Intelligence artificielle répartie

Mots clés libres

Systèmes multi-Agents

Véhicules autonomes

Gestion du trafic

Intelligence artificielle

Multi-Agent systems

Autonomous vehicle

Traffic management

Artificial intelligence

Résumé

Dans le cadre de cette thèse, nous nous intéressons à la coordination et l'optimisation du trafic aux intersections des réseaux routiers, avec la particularité de considérer des véhicules autonomes intelligents. Cette thèse est organisée en deux grandes parties. La première se concentre sur le problème du partage d'un espace de voie par deux files de véhicules évoluant en sens opposés. L'état de l'art montre le peu de travaux abordant cette question. Nous explorons deux approches par coordination réactive, en relation avec un critère de minimisation des retards. Les performances de ces approches ont été mesurées statistiquement en simulation. La deuxième partie de la thèse s'attaque au problème générique de la gestion du trafic au sein d'un réseau routier. Nous développons une approche originale à deux égards: d'une part elle explore un principe de passage en alternance des flux permettant de ne pas arrêter les véhicules aux intersections, et d'autre part, elle propose des algorithmes d'optimisationdistribuée de ce passage alterné au niveau de chaque intersection et au niveau du réseau global. La thèse présente successivement les choix de modélisation, les algorithmes et l'étude en simulation de leurs performances comparées à desapproches existantes

In this thesis, we focus on traffic coordination and optimization in road intersections, while accounting for intelligent autonomous vehicles. This thesis is organized in two parts. The first part focuses on the problem of sharing a one-lane road between two opposite flows of vehicles. The state of the art shows few studies addressing this issue. We propose two reactive coordination approaches that minimize vehicle delays and measure their performances statistically through simulations. The second part of the thesis addresses the problem of generic traffic management in a traffic network. We develop a stop-free approach that explores a principle alternating vehicles between flows at intersections, and it provides distributed algorithms optimizing this alternation at each intersection and in the overall network. We present the modeling choices, the algorithms and the simulation study of our approach and we compare its performances with existing approaches