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Dissertations / Theses on the topic 'Simulation de trafic routier'
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1
Sulface, Allain. "Simulation du trafic routier et communication inter-véhicules." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/28507/28507.pdf.
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Moreau, Guillaume. "Modelisation du comportement pour la simulation interactive : application au trafic routier multimodal." Rennes 1, 1998. http://www.theses.fr/1998REN10123.
Full textAbstract:
Les modeles comportementaux offrent la possibilite de simuler des entites autonomes comme des organismes vivants ou des etres humains. Des etudes psychologiques ont montre que le comportement humain peut etre decompose en une boucle perception-decision-action, dans laquelle le processus decisionnel est, en termes informatiques, temps-reel, et constitue d'activites concurrentes et hierarchisees. La construction de tels systemes pour la simulation interactive necessite la conception d'un systeme reactif de traitement de flots de donnees en provenance ou a destination de l'environnement. Ce systeme doit inclure les notions de reactivite et de modularite pour des raisons informatiques, mais aussi les notions de concurrence et de hierarchie pour etre susceptible de decrire un comportement. Ceci doit etre effectue par le biais d'un systeme de controle d'activite et de preemption. Nous presentons le modele hpts (hierarchical parallel transition systems) et nous demontrons son adequation a la modelisation de la partie decisionnelle d'un modele comportemental. Un langage de description de hpts, associe a un generateur de code simulation, est propose. Le modele hpts est applique a la construction d'un conducteur de voiture virtuel decrit selon le principe de la boucle perception-decision-action. Les vehicules autonomes ainsi construits sont utilises dans des simulations de conduite en environnement urbain, ainsi que pour l'etude de nouvelles mesures telematiques, en vue de l'amelioration du trafic autoroutier, dans le cadre du projet europeen diats.
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Ksontini, Feirouz. "Modèle d'agent fondé sur les affordances : application à la simulation de trafic routier." Thesis, Valenciennes, 2013. http://www.theses.fr/2013VALE0027/document.
Full textAbstract:
Les travaux conduits dans le cadre de cette thèse ont pour but d’étendre le champ de validité des simulations de trafic en milieu urbain et péri-urbain, avec notamment une meilleure prise en compte du contexte de conduite, de l’hétérogénéité des véhicules (deux-roues motorisés, véhicule léger, poids lourd, etc.) et des comportements des conducteurs en termes d’occupation de l’espace au sol. Le but est de produire en simulation des comportements observés en situation réelle tels que les phénomènes de faufilement (deux-roues, véhicules d’urgence, cas des intersections). Nous abordons, la simulation du trafic routier en considérant une approche comportementale fondée sur les systèmes multi-agents. Des travaux précédents ont proposé des solutions non génériques, notamment pour le cas particulier des deux-roues motorisés. Nous proposons un nouveau modèle d’agent permettant de mieux prendre en compte le contexte de conduite et les comportements des conducteurs en termes d’occupation de l’espace. Nous dotons l’agent d’une représentation ego-centrée de l’environnement fondée sur le concept d’affordance. Nous utilisons ainsi les affordances pour identifier les actions possibles, en termes d’occupation de l’espace, offertes par l’environnement. Nous les utilisons en- suite pour construire une représentation ego-centrée de la situation. Le modèle d’agent proposé a été implémenté avec Archisim. Cette implémentation a permis de reproduire une situation de trafic réelle et de comparer les données simulées avec celles recueillies sur le terrain. Différentes expérimentations ont été menées afin d’évaluer la qualité de la solution proposéeThe work described in this thesis aims to improve the validity of traffic simulations in urban and suburban areas. We propose to consider the driving context, the heterogeneity of vehicles (motorized two-wheelers, vehicle, truck, etc.) and the driver behavior in terms of space occupation. The purpose is to produce in simulation the observed real world phenomena such as faufilement behavior (two-wheelers, emergency vehicles, cases of intersections). We address the traffic simulation byconsidering a behavioral approach based on multi-agent systems. Previous work have proposed non- generic solutions, for the particular case of motorized two-wheelers. We propose a new agent model to better take into account the context of driving and driver behavior in terms of space occupation. We endow agent driver with an ego-centered representation of the environment based on the concept of affordances. We use the affordances to identify the possible actions, in terms of space occupation, afforded by environment. The proposed agent model was implemented with ArchiSim. This implementation has allowed to reproduce a real traffic situation and to compare the results to real data. Different experiments were conducted to assess the quality of the proposed solution
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KSONTINI, Feirouz. "Modèle d'agent fondé sur les affordances : application à la simulation de trafic routier." Phd thesis, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00982059.
Full textAbstract:
Les travaux conduits dans le cadre de cette thèse ont pour but d'étendre le champ de validité des simulations de trafic en milieu urbain et péri-urbain, avec notamment une meilleure prise en compte du contexte de conduite, de l'hétérogénéité des véhicules (deux-roues motorisés, véhicule léger, poids lourd, etc.) et des comportements des conducteurs en termes d'occupation de l'espace au sol. Le but est de produire en simulation des comportements observés en situation réelle tels que les phénomènes de faufilement (deux-roues, véhicules d'urgence, cas des intersections). Nous abordons, la simulation du trafic routier en considérant une approche comportementale fondée sur les systèmes multi-agents. Des travaux précédents ont proposé des solutions non génériques, notamment pour le cas particulier des deux-roues motorisés. Nous proposons un nouveau modèle d'agent permettant de mieux prendre en compte le contexte de conduite et les comportements des conducteurs en termes d'occupation de l'espace. Nous dotons l'agent d'une représentation ego-centrée de l'environnement fondée sur le concept d'affordance. Nous utilisons ainsi les affordances pour identifier les actions possibles, en termes d'occupation de l'espace, offertes par l'environnement. Nous les utilisons en- suite pour construire une représentation ego-centrée de la situation. Le modèle d'agent proposé a été implémenté avec Archisim. Cette implémentation a permis de reproduire une situation de trafic réelle et de comparer les données simulées avec celles recueillies sur le terrain. Différentes expérimentations ont été menées afin d'évaluer la qualité de la solution proposée.
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Hatchi, Roméo. "Analyse mathématique de modèles de trafic routier congestionné." Thesis, Paris 9, 2015. http://www.theses.fr/2015PA090048/document.
Full textAbstract:
Cette thèse est dédiée à l'étude mathématique de quelques modèles de trafic routier congestionné. La notion essentielle est l'équilibre de Wardrop. Elle poursuit des travaux de Carlier et Santambrogio avec des coauteurs. Baillon et Carlier ont étudié le cas de grilles cartésiennes dans $\RR^2$ de plus en plus denses, dans le cadre de la théorie de $\Gamma$-convergence. Trouver l'équilibre de Wardrop revient à résoudre des problèmes de minimisation convexe. Dans le chapitre 2, nous regardons ce qui se passe dans le cas de réseaux généraux, de plus en plus denses, dans $\RR^d$. Des difficultés nouvelles surgissent par rapport au cas initial de réseaux cartésiens et pour les contourner, nous introduisons la notion de courbes généralisées. Des hypothèses structurelles sur ces suites de réseaux discrets sont nécessaires pour s'assurer de la convergence. Cela fait alors apparaître des fonctions qui sont des sortes de distances de Finsler et qui rendent compte de l'anisotropie du réseau. Nous obtenons ainsi des résultats similaires à ceux du cas cartésien. Dans le chapitre 3, nous étudions le modèle continu et en particulier, les problèmes limites. Nous trouvons alors des conditions d'optimalité à travers une formulation duale qui peut être interprétée en termes d'équilibres continus de Wardrop. Cependant, nous travaillons avec des courbes généralisées et nous ne pouvons pas appliquer directement le théorème de Prokhorov, comme cela a été le cas dans \cite{baillon2012discrete, carlier2008optimal}. Pour pouvoir néanmoins l'utiliser, nous considérons une version relaxée du problème limite, avec des mesures d'Young. Dans le chapitre 4, nous nous concentrons sur le cas de long terme, c'est-à-dire, nous fixons uniquement les distributions d'offre et de demande. Comme montré dans \cite{brasco2013congested}, le problème de l'équilibre de Wardrop est équivalent à un problème à la Beckmann et il se réduit à résoudre une EDP elliptique, anisotropique et dégénérée. Nous utilisons la méthode de résolution numérique de Lagrangien augmenté présentée dans \cite{benamou2013augmented} pour proposer des exemples de simulation. Enfin, le chapitre 5 a pour objet l'étude de problèmes de Monge avec comme coût une distance de Finsler. Cela se reformule en des problèmes de flux minimal et une discrétisation de ces problèmes mène à un problème de point-selle. Nous le résolvons alors numériquement, encore grâce à un algorithme de Lagrangien augmentéThis thesis is devoted to the mathematical analysis of some models of congested road traffic. The essential notion is the Wardrop equilibrium. It continues Carlier and Santambrogio's works with coauthors. With Baillon they studied the case of two-dimensional cartesian networks that become very dense in the framework of $\Gamma$-convergence theory. Finding Wardrop equilibria is equivalent to solve convex minimisation problems.In Chapter 2 we look at what happens in the case of general networks, increasingly dense. New difficulties appear with respect to the original case of cartesian networks. To deal with these difficulties we introduce the concept of generalized curves. Structural assumptions on these sequences of discrete networks are necessary to obtain convergence. Sorts of Finsler distance are used and keep track of anisotropy of the network. We then have similar results to those in the cartesian case.In Chapter 3 we study the continuous model and in particular the limit problems. Then we find optimality conditions through a duale formulation that can be interpreted in terms of continuous Wardrop equilibria. However we work with generalized curves and we cannot directly apply Prokhorov's theorem, as in \cite{baillon2012discrete, carlier2008optimal}. To use it we consider a relaxed version of the limit problem with Young's measures. In Chapter 4 we focus on the long-term case, that is, we fix only the distributions of supply and demand. As shown in \cite{brasco2013congested} the problem of Wardrop equilibria can be reformulated in a problem à la Beckmann and reduced to solve an elliptic anisotropic and degenerated PDE. We use the augmented Lagrangian scheme presented in \cite{benamou2013augmented} to show a few numerical simulation examples. Finally Chapter 5 is devoted to studying Monge problems with as cost a Finsler distance. It leads to minimal flow problems. Discretization of these problems is equivalent to a saddle-point problem. We then solve it numerically again by an augmented Lagrangian algorithm
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Mint, Moustapha Jyda. "Modélisation mathématique et simulation du trafic routier : analyse statistique de modèles d'insertion et simulation probabiliste d'un modèle cinétique." Thesis, Paris Est, 2014. http://www.theses.fr/2014PEST1113/document.
Full textAbstract:
La première partie de cette thèse a consisté à proposer des modèles d'insertion de trafic sur une bretelle d'entrée d'autoroute. Deux types de modélisation ont été élaborés. Une approche statistique utilisant les techniques de régression logistique nous a permis de sélectionner les variables jouant un rôle dans le choix par les véhicules provenant de la voie d'accélération du lieu où ils s'insèrent. Dans un second temps, nous effectuons une modélisation comportementale basée sur le principe d'acceptation de créneaux. Les modèles proposés ont été validés à l'aide de données issues d'un site d'observations expérimentales situé près d'Angers, le site SAROT. La seconde partie est consacrée au développement d'une méthode particulaire probabiliste permettant de simuler un modèle mésoscopique de trafic : le modèle cinétique de Paveri-Fontana. La complexité algorithmique de cette méthode proposée comme alternative aux méthodes déterministes couramment utilisées est optimisée. La comparaison des résultats obtenus à ceux d'une méthode déterministe plus standard de différences finies sur des cas-tests bien choisis a permis de valider la méthode particulaire. Ces expériences numériques ont mis en valeur ses qualités notamment sa rapidité (coût numérique) par rapport à la méthode déterministe ainsi que sa capacité à mieux reproduire certains phénomènes observés dans le traficThe first part of this thesis is dedicated to the optimization of the lengths of acceleration lanes using microscopic data collected from real traffic. The insertions on the highway junctions can indeed be especially dangerous considering the difference between the speeds on the on ramp merge lane and those on the highway lanes. We develop and analyse some microscopic merging models. We first propose a statistical model based on the logistic regression techniques. Statistical hypothesis tests allow to select the most significant descriptive variables in the merging decision process. A behavioural modelling taking those variables into account is next proposed to better capture the interactions by including some thresholds on the gaps between the merging vehicles and freeway vehicles. The models are validated using real traffic data collected at the SAROT site near Angers. Secondly, traffic simulation at the mesoscopic scale is mostly based on deterministic numerical schemes. However, these methods have a high computational cost. The objective of the second part of this thesis is to present a new method to simulate the Paveri-Fontana kinetic model through a probabilistic approach. We interpret the evolution equation in this model as a Fokker-Planck equation and deduce an approximation based on a system of interacting particles. The algorithmic complexity of this method is optimized. We have performed a numerical comparison between the probabilistic method and a deterministic method on some cases study. The qualitative analysis highlights the benefits of the particle method such as its computation cost and its ability to reproduce some typical traffic effects
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Jiménez, Tania. "Simulation de trafic routier : étude des méthodologies de modélisation et parallélisation et mise en œuvre." Nice, 2000. http://www.theses.fr/2000NICE5436.
Full textAbstract:
Le travail de recherche présenté dans cette thèse porte sur la conception d'un environnement pour la programmation de simulations de trafic routier. Cet environnement utilise comme base l'environnement de simulation Prosit. En outre, nous étudions le problème de routage dans les réseaux, en utilisant la théorie des jeux et le concept d'équilibre de Nash. Dans un premier temps, nous présentons la problématique et les diverses approches dans le contexte de la prédiction des comportements du trafic routier urbain. Puis, nous décrivons quelques simulateurs microscopiques de trafic routier. Nous présentons ensuite l'environnement de simulation de trafic routier, développé dans le projet Hipertrans, ainsi qu'une étude sur la complexité de ce simulateur. Nous discutons les différentes approches pour la parallélisation de ce stimulateur. Nous avons développé un module de partitionnement qui utilise les heuristiques du recuit simulé et des algorithmes génétiques. . . Nous nous sommes intéressé au problème de routage dans les réseaux. . .
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Ha, Duy-H. "Modélisation statistique et probabiliste du TEMPS INTER-VEHICULAIRE aux différents niveaux de trafic." Phd thesis, Université Paris-Est, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01006504.
Full textAbstract:
Le Temps Inter-véhiculaire (TIV) est une variable microscopique fondamentale dans la théorie du trafic, et a été étudié depuis le début du développement de cette théorie, vers 1930. La distribution de probabilité du TIV décrit la répartition des arrivées des véhicules en un point donné et reflète dans une certaine mesure le comportement de conduite. Beaucoup d'applications en ingénierie du trafic viennent de la connaissance fine de cette variable. La thèse a pour but d'approfondir cette connaissance en modélisant la distribution du TIV dans différents contextes selon différents points de vue. Tout d'abord, deux méthodes d'échantillonnage, la méthode de groupement et la méthode de raffinement sont considérées. L'application numérique concerne deux bases de données, celle de la route nationale RN118 et celle de l'autoroute A6. Ensuite, trois types de modèles probabilistes sont analysés et classifiés. Une comparaison exhaustive des modèles et des méthodes d'estimation est réalisée ce qui conduit à considérer que le modèle gamma-GQM est supérieur aux autres modèles en matière de performance statistique et en efficacité de calcul. Une procédure d'estimation est proposée qui favorise la stabilité des paramètres estimés. Six nouveaux modèles de TIV sont proposés, calibrés, analysés. Mis à part deux modèles de performance inférieure aux autres et au modèle gamma-GQM, quatre modèles sont équivalents voire meilleurs que le modèle gamma-GQM. Pour une raison pratique, le modèle Double Gamma est choisi à côté du modèle gamma-GQM, comme modèle de comparaison, dans toute la modélisation des TIV. Le calibrage des modèles et l'analyse des paramètres des modèles sont menés, à partir des données réelles, en considérant trois dimensions d'étude du trafic : les échelles macroscopique, mésoscopique et microscopique. Une quatrième dimension d'étude des TIV est constituée des facteurs exogènes au trafic. La prise en compte de ces facteurs exogènes, à chaque échelle macroscopique entraîne la distinction de deux types de facteur exogène : 'empêchant' et 'impulsif'. Finalement, différentes approches de validation sont testées. L'approche proposée par 'enveloppe des distributions' semble prometteuse pour le futur.
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El, Hadouaj Sameh. "Conception de comportements de résolution de conflits et de coordination : application à une simulation multi-agent du trafic routier." Paris 6, 2004. http://www.theses.fr/2004PA066106.
Full text
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Herviou, David. "La perception visuelle des entités autonomes en réalité virtuelle : Application à la simulation de trafic routier." Brest, 2006. http://www.theses.fr/2006BRES2028.
Full textAbstract:
L'objet de cette thèse est de montrer l'intérêt de la réalité virtuelle dans la réalisation d'outils permettant l'apprentissage de comportements de sécurité sur la route. Le principe de ces outils est d'immerger les élèves dans un trafic routier virtuel réaliste et de donner aux formateurs la possibilité d'utiliser les situations auxquelles sont confrontées les élèves et leurs réaction afin de transmettre les connaissances liées à la conduite. Nous proposons pour cela un système logiciel reposant sur deux hypothèses fondamentales :- le contrôle que les élèves ont sur leur véhicule fait abstraction des gestes techniques. Les élèves peuvent alors se concentrer sur l'apprentissage de comportements, en particulier les prises d'informations et de décisions ; - le trafic routier est modélisé selon une approche microscopique. Chaque conducteur est représenté par un acteur virtuel autonome capable de percevoir son environnement et de prendre des décisions basées sur un code de la route simplifié. Un modèle procédural de conducteur, spécifique à la représentation d'un trafic est proposé. Un conducteur est alors considéré comme étant un ensemble de tâches de conduite (enchaînement d'actions, de prises d'informations et de décisions pour une situation donnée). Étant donné l'importance de la prise d'informations dans la conduite, l'accent a été mis sur la modélisation de la perception des conducteurs virtuels autonomes (focalisation, mémorisation,. . . ). Un prototype a été réalisé. Il permet de simuler en temps réel des trafics routiers contenant plus de cinquante véhicules et de confronter des élèves à une grande variété de situations. Deux séries d'expérimentations ont été menés afin de montrer la validité et l'intérêt des principes de modélisation évoqués ci-dessus ; tant en ce qui concerne les aspects pédagogiques que la crédibilité des trafics simulésThe purpose of this thesis is to show the relevance of virtual reality for the creation of tools that help the learning of safe behavior on road. These tools are based on the immersion of learners inside a credible virtual traffic road in which they encounter a wide panel of situations. The teacher uses these situations to explain and make the student acquire knowledge on driving. Thereby, we propose a software system that lies on two fundamental assumptions : - leaners control their virtual car in an abstract manner : they don't have to do and learn technical gestures. Learners can concentrate themselves only on learning how to behave in specific visual strategies and decisions ;- traffic road is modelled following a microscopic approach. Each driver is consider as a set of driving tasks (chronological sequence of actions, visual clue acquisition and decisions in a given situation). Due to the importance of retreiving visual informations while driving, this work was focused on the modeling of virtual drivers' visual perception (focus of attention, memorizing, visual routines. . . ). A prototype has been achieved. It enables to simulate, in real time, traffic road up to fifty vehicles and makes learners face a wide varieties of situations. Two series of experimentations have been conducted to show the validity and the relevance of the modeling principle exposed above. These experimentations concern the pedagogical aspect of the software and the credibility of the generated traffic road
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Herviou, David Tisseau Jacques. "La perception visuelle des entités autonomes en réalité virtuelle Application à la simulation de trafic routier /." [s.l.] : [s.n.], 2006. http://www.inserr.org/securite_routiere/documents/herviou_these_low_res.pdf.
Full text
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Mnassri, Radhia. "Réseaux de Petri Lots Triangulaires pour la modélisation mésoscopique et l'étude de la congestion dans le trafic routier." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4376.
Full textAbstract:
L'usage excessif des routes peut entraîner de nombreux inconvénients dont la pollution, les accidents et la congestion. Une solution accessible à court terme consiste à mettre en œuvre des systèmes de gestion de trafic. Dans ce cadre, nous proposons un formalisme, appelé Réseaux de Petri Lots Triangulaire, qui permet la modélisation et la simulation du trafic routier au niveau mésoscopique comme un système à événements discrets. Le RdPLots Triangulaire permet ainsi de décrire les caractéristiques globales du trafic routier: flux, densité et vitesse à travers la proposition d'une relation flux-densité triangulaire. Cette relation implique une modification de la dynamique des lots. Cette dynamique permet maintenant de représenter les deux états du trafic routier à savoir fluide et congestionné ainsi que les trois régimes dédiés au comportement libre, congestion et décongestion. Le calcul des flux instantanés des transitions est à présent réalisé par une méthode basée sur la technique de programmation linéaire en ajoutant une contrainte qui prend en compte l'état et le régime des lots. Pour modéliser des stratégies de contrôle telles que la variation de la vitesse limite (VSL), nous avons intégré au RdPLots Triangulaire des événements contrôlés qui permettent le changement de la vitesse maximale d'une place lot et le flux maximal d'une transition continue ou lot. Tous ces apports théoriques sont implémentés dans un logiciel que nous avons appelé SimuleauTri, sous lequel nous avons étudié des portions d'autoroute à partir des données réelles. Les résultats de simulation sont proches des mesures effectuées sur le terrain, et montrent la pertinence de RdPLots TriangulaireThe excessive use of roads can cause many adverse effects including pollution, insecurity and congestion. The available short-term solution is the implementation of traffic management systems which optimize the flow and reduce congestion without needing additional infrastructures. In this context, we proposed a new formalism, called Triangular Batches Petri Nets (Triangular BPN), which combines modeling and simulation of traffic in mesoscopic level as a discrete event system. The Triangular BPN describing the overall characteristics of the road traffic such as flow, density, speed by representing a new triangular relation flow-density. This relation implies the modification of batches dynamic, which is now used to represent the two road traffic states : fluid and congested, as well as the three behaviors :free, congestion and decongestion. The calculation of the instantaneous firing flows is achieved by adding a constraint that takes into account the state and behavior of batches. A set of controlled events integrated to the Triangular BPN, that allow the variation of the maximum speed of batch place and the maximum flow of batch and continuous transition. These controlled events used to model the control strategies, such as variable speed limit (VSL). All these theoretical contributions implemented in a software that is called SimuleauTri and used to study a motorway portions from real data. The simulation results are close to the measurements on the ground and show the pertinence of Triangular BPN
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Ketenci, Utku Görkem. "Modélisation agent de la perception visuelle humaine limitée appliquée à la simulation du comportement des conducteurs en carrefour." Thesis, Valenciennes, 2013. http://www.theses.fr/2013VALE0020/document.
Full textAbstract:
Dans le domaine de la modélisation du trafic routier, des améliorations sont nécessaires afin de permettre de simuler des situations accidentogènes. La grande majorité des modèles microscopiques actuels à base d'agents pour la simulation de trafic concerne l'activité décisionnelle du conducteur. Or, l'activité de perception est un préalable important à la décision. Notre objectif est donc de proposer de nouvelles solutions pour la modélisation agent de la perception du conducteur humain. La proposition comprend une double activité de perception (passive et active), couplée à une limitation quantitative des percepts (limite de la mémorisation à court-terme). Le modèle a été implémenté et testé dans le contexte d'un carrefour pour lequel nous possédons un ensemble de données d'observation. Les résultats obtenus confirment l'intérêt du modèle pour simuler des comportements proches des comportements observés et des variations inter-individuelles dans la population de conducteursIn the context of traffic modeling, we need some improvements in order to allow to simulate the near accident situations. The most actual agent based traffic simulations tools focuse on the decision activity of drivers. However, the activity of perception is an important precondition of decision. We aim to propose new solutions for agent based modeling of human drivers perception. The proposition include a double activity of perception (passive and active), coupled with a quantitative limitation of percepts (depending on the limit of short term memory). The model has been implemented and tested in the context of a crossroad for which we have a set of observation data. The obtained results confirm the interest of the model to simulate the behaviors of drivers more realistically, and to improve interindividual variations in the driver population
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Chen, Yu-Sen. "Utilisation conjointe d'un modèle de génération-distribution et des comptages de circulation pour la reconstitution d'une matrice de trafic routier origine-destination." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1993. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00529502.
Full textAbstract:
De l'analyse des méthodes existantes à la recherche d'une méthodologie, du raisonnement au développement, de la réalisation à l'application, nous pouvons conclure qu'une nouvelle méthode (REMODE) a été développée pour reconstituer une matrice origine-destination de trafic interurbain à partir des comptages. Cette méthode, inspirée de la programmation dynamique et des théories des graphes, modélise les comportements des voyageurs d'une part, et tire avantage du calcul mathématique d'autre part. Le but de la fonction objectif est de minimiser la différence entre le comptage et la valeur estimée sur les compteurs. A partir de cela, tous les processus, notamment ceux de génération, distribution et affectation, sont conçus d'une façon continue afin de garantir leur cohérence ainsi que le sens global de chaque élément concerné. Les principales nouveautés de cette méthode sont : (1) Le calibrage autonome du modèle est assuré par le programme lui-même. (2) La simulation de l'écoulement du trafic est fondée sur la désagrégation des voyageurs et l'offre du transport. (3) Les définitions des priorités au calcul ont été également entreprises dans le développement de la fonction objectif. Cette méthode a été calibrée et appliquée au réseau routier français et les données de comptages en 1990. Les principales matrices origine-destination reconstituées (matrices régionale, départementale et intermédiaire) sont interprétables du point de vue mathématique et socio-économique du transport.
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Emery, Justin. "La ville sous électrodes : de la mesure à l'évaluation de la pollution atmosphérique automobile. : vers une simulation multi-agents du trafic routier en milieu urbain." Thesis, Dijon, 2016. http://www.theses.fr/2016DIJOL018/document.
Full textAbstract:
À partir des enquêtes, le trafic n’est pas une donnée, mais il est plutôt construit à partir d’hypothèses portant sur les relations entre des origines et des destinations. En vue de reconstruire un trafic routier plus proche de la mesure, et sur un ensemble de tronçons routiers plus important, il apparait alors intéressant de partir de données de comptages issues de capteurs urbains. Notre postulat de départ part de ce constat. L’insertion de ces données d’observations du trafic routier fournit l’opportunité d’expérimenter les potentiels d’exploitations des capteurs pour estimer les niveaux de Pollution Atmosphérique Automobile (PAA) à l’échelle intraurbaine. Cependant, il est alors nécessaire de modifier la nature de la mesure en vue d’extraire une information sur la circulation routière, ce qui a été envisagé ici à travers la construction d’un modèle de simulation multi-agents. D’une manière plus générale, en partant de la donnée, c’est une démarche de construction de la connaissance sur les émissions de PAA qui est abordée tout au long de ce travail. La mise en œuvre de la démarche de modélisation SCAUP (Simulation multi-agents à partir de Capteurs Urbains pour la Pollution atmosphérique automobile) a été réalisée en trois temps : 1. En se focalisant sur les dispositifs de quantification du trafic routier à travers les capteurs urbains ; 2. En proposant une démarche de modélisation et de simulation de ces données pour le trafic routier ; 3. En se rattachant aux référentiels nationaux utilisés par les AASQA pour le calcul des émissions de PAA. L’ensemble se lie et s’intègre au sein d’une matrice technique qui constitue la colonne vertébrale de ce manuscrit à travers trois dispositifs interdépendants : la quantification, la modélisation et l’évaluation. Ce travail s’inscrit dans une démarche expérimentale de simulation du trafic routier pour le calcul des émissions de PAA. Parrainé par l’AASQA locale ATMOSF’AIR BOURGOGNE, il s’inscrit aussi dans une optique de recherche appliquée en appui de ces organismes en charge de la surveillance de la qualité de l’air. À l’heure où le big data entre dans de nouveaux questionnements quant aux capacités des chercheurs à en extraire une connaissance, nous proposons une démarche géographique en vue de replacer la donnée au centre d’une démarche de simulation originale du trafic routier (data-driven)Based on surveys, traffic is constructed from assumptions about the relationship between origins and destinations. In order to rebuild a road traffic wich would be closer to observation and on a wider set of road sections, it appears interesting to use counting data from urban sensors : this is our starting point of view. The insertion of these in-situ dataset in the road traffic measurement provides the opportunity to experience the potential of sensors to estimate Traffic Air Pollution (TAP) levels at the intraurban scale. However, this requires to change the nature of these estimation, here through the construction of a model of multi-agents simulation, in order to extract more information on the road traffic. More generally, this work can be seen as a a knowledge building approach on TAP emisssions which is discussed throughout this work. The implementation of the SCAUP (multi-agent simulation from Urban sensors for traffic air pollution) approach was developped in three stages: 1. Focusing on the quantification of road traffic devices through urban sensors; 2. Proposing a modeling approach for road traffic data simulation ; 3. Using as a reference the national framework used by AASQA to calculate RTA emissions. All is integrated within a technical matrix that forms the spine of the manuscript through three interrelated systems: quantification, modeling and evaluation. This work is part of an experimental approach dedicated to the calculation of TAP emissions based on traffic simulations. Sponsored by the ATMOSF’AIR BOURGOGNE local AASQA, this work could also be used in an operational mode for these organizations in charge of the air quality monitoring. At a time when the big data enters into new questions about the ability of researchers to extract knowledge, we propose a geographical approach that enables to replace the data in the center of an original road traffic simulation approach (data- driven)
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El, Hmam Mohamed Said. "Contribution à la modélisation et à la simulation hybride du flux de trafic." Artois, 2006. http://www.theses.fr/2006ARTO0206.
Full textAbstract:
Cette thèse traite de la modélisation et de la simulation hybride du flux de trafic routier. L'approche de modélisation hybride repose sur l'association des deux modes de représentation du flux de trafic; macroscopique et microscopique. Il s'agit d'adapter la représentation au phénomène etudié. Un modèle macroscopique est adapté pour représenter de façon globale le flux de véhicules dans un réseau autoroutier alors qu'un modèle microscopique permet de décrire plus finement le comportement des véhicules dans un réseau urbain. Ainsi, nous pouvons obtenir des informations détaillées de l'état du trafic au niveau d'un carrefour (par exemple) à l'aide des outils de représentation microscopique et simultanément de mettre en oeuvre des lois de commande du flux synthétisées à partir d'un modèle macroscopique. L'objectif final est de concevoir et d'implémenter un outil d'aide à la décision permettant de tester et de valider différentes stratégies de régulation. Pour cela, nous avons développé dans un premier temps un modèle microscopique fondé sur le paradigme agent. Dans un deuxième temps nous avons développé une procédure de couplage qui permet d'assurer la conservation et la continuité du flux entre les deux mondes macroscopique et microscopique. Les résultats du modèle hybride développé montrent qu'il est possible de faire cohabiter deux modèles au sein d'un même système. Le modèle hybride est ensuite mis en application dans le cadre de la régulation du flux. Le modèle que nous avons proposé est une première version d'un simulateur hybride de flux de trafic plus conséquent qui restera à développer dans le cadre des travaux futursThis thesis concerns the hybrid traffic flow modelling and simulation. This approach uses jointly the two classical traffic flow models ; macroscopic and microscopic. It is a matter of adapting the representation to the studied phenomenon. Indeed, the macroscopic model is well adapted to the motorway network representation whereas the microscopic one makes it possible to describe an urban network more finely. Thus, we can obtain detailed information of the traffic state on a crossroads (for example) using the microscopic model and to implement traffic control laws synthesized from a macroscopic one. The final objective is to design and implement a decision-making tool allowing us to test and validate various traffic control strategies. For that, we initially developed a microscopic model founded on the paradigm agent. Then, we have proposed a coupling procedure, which makes it possible to ensure the conservation and the continuity of flow through the transition zone that connect the two worlds ; microscopic and macroscopic. The simulation results of the developed hybrid model show that it is possible to cohabit two models (microscopic and macroscopic) within the same system. To illustrate the relevance of the hybrid model, a traffic flow control application has been proposed. The results show that the vehicles travel total time was reduced. The proposed model represents a first version of a traffic flow hybrid simulator, which will remain to be developed within the furthers works
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Lebbah, Mustapha. "Carte topologique pour données qualitatives : application à la reconnaissance automatique de la densité du trafic routier." Phd thesis, Université de Versailles-Saint Quentin en Yvelines, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00161698.
Full textAbstract:
Le travail de recherche concerne le traitement des données qualitatives par des méthodes neuronales. Différents modèles d'apprentissage non supervisés sont proposés.Ce travail de thèse a été réalisé à la direction de la recherche de RENAULT. Le travail s'est focalisé sur le développement d'un modèle de reconnaissance de trafic.
Le premier modèle proposé dans cette thèse est dédié aux données binaires ''BTM''. C'est un modèle de quantification vectorielle de type carte topologique. Ce modèle prend les caractéristiques principales des cartes topologiques. Pour ce nouveau modèle, afin de prendre en compte les spécificités des données binaires, on a choisi de changer la métrique usuelle utilisée dans les modèles de cartes topologiques et d'utiliser la distance Hamming.
Le second modèle est le premier modèle probabiliste de cartes topologiques dédié aux données binaires. Ce modèle s'inspire de travaux antérieurs qui modélisent une distribution par un mélange de mélange de lois de Bernoulli.
Le troisième modèle est un nouveau modèle de carte topologique appelé CTM (Categorical topological Map) adapté à la classification non supervisée des données qualitatives multi-dimensionnelles. Ce nouveau modèle conserve cependant les principales caractéristiques des deux modèles précédents. Afin de maximiser les vraisemblance des données, CTM utilise de manière classique l'algorithme EM.
Dans ce mémoire, on introduit le domaine d'application propre au travail mené chez RENAULT. Nous détaillerons l'apport original de notre travail: utilisation de l'information catégorielle pour traiter de la reconnaissance du trafic. Nous exposerons les différentes analyses effectuées sur l'application des algorithmes proposés.
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Chen, Ruiwei. "Uncertainty quantification in the simulation of road traffic and associated atmospheric emissions in a metropolitan area." Thesis, Paris Est, 2018. http://www.theses.fr/2018PESC1029/document.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur la quantification d'incertitude dans la modélisation des émissions de polluants atmosphériques dues au trafic routier d'une aire urbaine. Une chaîne de modélisations des émissions de polluants atmosphériques est construite, en couplant un modèle d’affectation dynamique du trafic (ADT) avec un modèle de facteurs d’émission. Cette chaîne est appliquée à l’agglomération de Clermont-Ferrand (France) à la résolution de la rue. Un métamodèle de l’ADT est construit pour réduire le temps d’évaluation du modèle. Une analyse de sensibilité globale est ensuite effectuée sur cette chaîne, afin d’identifier les entrées les plus influentes sur les sorties. Enfin, pour la quantification d’incertitude, deux ensembles sont construits avec l’approche de Monte Carlo, l’un pour l’ADT et l’autre pour les émissions. L’ensemble d’ADT est évalué et amélioré grâce à la comparaison avec les débits du trafic observés, afin de mieux échantillonner les incertitudesThis work focuses on the uncertainty quantification in the modeling of road traffic emissions in a metropolitan area. The first step is to estimate the time-dependent traffic flow at street-resolution for a full agglomeration area, using a dynamic traffic assignment (DTA) model. Then, a metamodel is built for the DTA model set up for the agglomeration, in order to reduce the computational cost of the DTA simulation. Then the road traffic emissions of atmospheric pollutants are estimated at street resolution, based on a modeling chain that couples the DTA metamodel with an emission factor model. This modeling chain is then used to conduct a global sensitivity analysis to identify the most influential inputs in computed traffic flows, speeds and emissions. At last, the uncertainty quantification is carried out based on ensemble simulations using Monte Carlo approach. The ensemble is evaluated with observations in order to check and optimize its reliability
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KETENCI, Utku Görkem. "Modélisation agent de la perception visuelle humaine limitée appliquée à la simulation du comportement des conducteurs en carrefour." Phd thesis, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00879042.
Full textAbstract:
Dans le domaine de la modélisation du trafic routier, des améliorations sont nécessaires afin de permettre de simuler des situations accidentogènes. La grande majorité des modèles microscopiques actuels à base d'agents pour la simulation de trafic concerne l'activité décisionnelle du conducteur. Or, l'activité de perception est un préalable important à la décision. Notre objectif est donc de proposer de nouvelles solutions pour la modélisation agent de la perception du conducteur humain. La proposition comprend une double activité de perception (passive et active), couplée à une limitation quantitative des percepts (limite de la mémorisation à court-terme). Le modèle a été implémenté et testé dans le contexte d'un carrefour pour lequel nous possédons un ensemble de données d'observation. Les résultats obtenus confirment l'intérêt du modèle pour simuler des comportements proches des comportements observés et des variations inter-individuelles dans la population de conducteurs.
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Mollier, Stéphane. "Two-dimensional macroscopic models for large scale traffic networks." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALT005.
Full textAbstract:
Les fréquentes congestions que connaissent les réseaux routiers des grandes métropoles mondiales ont de lourdes conséquences économiques et environnementales. La compréhension et la modélisation dynamique des mécanismes à l'origine de ces congestions permettent d'en prédire l'évolution et donc d'améliorer l'efficacité des politiques de régulations utilisées par les opérateurs du réseau.La modélisation des réseaux routiers a commencé par le cas d'une route isolée puis a été étendue à des réseaux urbains. Ce changement d'échelle présente de nombreuses difficultés en matière de temps de calcul, de calibrage et de scénarisation, ce qui a incité la communauté scientifique à s'intéresser à des modèles agrégés, décrivant une représentation simplifiée de la réalité. Un de ces modèles vise à représenter de denses réseaux urbains par une équation aux dérivées partielles continue dans le plan. Ainsi, les véhicules sont représentés par une densité bi-dimensionnelle et leurs trajectoires sont décrites comme des directions de flux.L'objectif de la thèse est de développer cette approche et de proposer des méthodes pour son calibrage et sa validation. Les contributions correspondent à trois extensions successives du modèle. Tout d'abord, un simple modèle bi-dimensionnel est proposé pour le cas de réseaux homogènes --avec des limitations de vitesse et des concentrations de routes similaires en tout point-- et dans lesquels une direction de propagation privilégiée existe. Une méthode de comparaison avec un microsimulateur est présentée. Ensuite, le modèle est étendu au cas de réseaux hétérogènes --avec des limitations de vitesse et des concentrations de routes variables-- mais toujours avec une direction privilégiée. Ces dépendances spatiales permettent de décrire les phénomènes d'engorgement existant dans les réseaux routiers. Enfin, un modèle constitué de plusieurs couches, chacune représentant une direction de flux différente, est étudié. La complexité de la modélisation réside dans la formulation des interactions entre les différentes directions. Ce type de modèle n'est pas toujours hyperbolique ce qui impacte sa stabilitéCongestion in traffic networks is a common issue in big cities and has considerable economic and environmental impacts. Traffic policies and real-time network management can reduce congestion using prediction of dynamical modeling. Initially, researchers studied traffic flow on a single road and then, they extended it to a network of roads. However, large-scale networks present challenges in terms of computation time and parameters' calibration. This led the researchers to focus on aggregated models and to look for a good balance between accuracy and practicality.One of the approaches describes traffic evolution with a continuous partial differential equation on a 2D-plane. Vehicles are represented by a two-dimensional density and their propagation is described by the flow direction. The thesis aims to develop these models and devises methods for their calibration and their validation. The contributions follow three extensions of the model.First, a simple model in two-dimensional space to describe a homogeneous network with a preferred direction of flow propagation is considered. A homogeneous network has the same speed limits and a similar concentration of roads everywhere. A method for validation using GPS probes from microsimulation is provided. Then, a space-dependent extension to describe a heterogeneous network with a preferred direction of flow propagation is presented. A heterogeneous network has different speed limits and a variable concentration of roads. Such networks are of interest because they can show how bottleneck affects traffic dynamics. Finally, the case of multiple directions of flow is considered using multiple layers of density, each layer representing a different flow direction. Due to the interaction between layers, these models are not always hyperbolic which can impact their stability
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Chevrolet, Dominique. "Deux études de transport urbain : ordonnancement des phases d'un carrefour, modèles désagrégés de déplacements dans l'agglomération grenobloise." Phd thesis, Grenoble 1, 1986. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00321160.
Full textAbstract:
La première partie de la thèse est consacrée au problème de la gestion des feux tricolore d'un carrefour, et la deuxième partie s'inscrit dans le cadre plus général de la modélisation des déplacements urbains
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Polizzi, Bastien. "Modélisation et simulations numériques pour des systèmes de la mécanique des fluides avec contraintes : application à la biologie et au trafic routier." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016AZUR4069/document.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée à l'étude de systèmes d'équations aux dérivées partielles. En particulier nous nous intéressons à des systèmes issus de la mécanique des fluides avec contraintes qui permettent de décrire de manière continue en temps et en espace des quantités physiques telles que la densité ou la vitesse. Dans ce cadre nous construisons des modèles pour la biologie : modélisation de la croissance d'un biofilm de micro-algues et modélisation du gros intestin et de sa couche de mucus. Ces modèles sont ensuite testés numériquement à l'aide de schémas numériques spécifiquement élaborés pour ces modèles. Cette thèse est complétée par une étude numérique du modèle d'Aw-Rascle avec contrainte pour le trafic routierThis thesis is devoted to the study of partial differential equation systems. In particular, we are interested in constrained systems coming from the fluid mechanics field which allow to describe, in time and space, physical quantities such as density or speed. In this context we build models for biology: modeling of the growth of micro-algae biofilms and modeling of the large intestine and its mucus layer. These models are then tested numerically using numerical schemes specifically developed for these models. This thesis is supplemented with a numerical study of Aw-Rascle model with constraint for road traffic
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Ramamonjisoa, David. "Architecture de copilotage et de contrôle d'exécution basée sur un système expert temps réel." Compiègne, 1993. http://www.theses.fr/1993COMP574S.
Full textAbstract:
Le développement croissant du trafic routier, le besoin de confort et d'information des conducteurs et l'exigence générale d'une plus grande sécurité sont actuellement le grand souci des laboratoires de recherches et constructeurs automobiles des pays industrialisés. Le projet européen PROMETHEUS a pour objectif d'améliorer la sécurité de la circulation routière de 30% et l'efficacité de 20%. Dans le cadre de ce projet, une application de système d'aide au copilotage a été réalisée avec la mise au point d'un système de contrôle d'exécution des manoeuvres et de surveillance des environnements. Des outils à base de techniques d'intelligence artificielle et d'automatique ont été développés pour la réalisation d'un tel système. La démarche suivie est de spécifier une architecture de contrôle pour diminuer le temps de réponse du système et pour structurer les tâches de façon modulaire. Les modules de décision et de contrôle ont été développés à l'aide d'un système expert temps réel SUPER-TR. Une phase de simulation a permis de tester la rapidité et d'évaluer la base de connaissances du système. La mise à jour des stratégies et des modèles utilisés dans le copilotage est également effectuée au cours de cette phase.
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Lacroix, Benoit. "Normer pour mieux varier ? La différenciation comportementale par les normes, et son application au trafic dans les simulateurs de conduite." Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00527846.
Full textAbstract:
Dans les simulations centrées individu, la variété et la cohérence du comportement des agents sont des critères importants pour le réalisme et la validité de la simulation. Dans ce travail, nous nous sommes intéressés à la prise en compte simultanée de ces deux éléments. Nous proposons un modèle de différenciation comportementale, qui se décline en un outil dont les principaux apports sont d'être générique, non-intrusif, et de permettre une conception en dehors de l'agent. Le modèle s'articule selon trois axes. Tout d'abord, il décrit les comportements des agents par des normes. Celles-ci fournissent un profil comportemental à la conception, et un contrôle de la conformité à l'exécution. Ensuite, le processus de génération des comportements permet d'autoriser la création d'agents déviants ou en violation. Il inlfue pour cela sur le déterminisme du mécanisme. Enfin, les normes peuvent être inférées à partir de simulations enregistrées ou de situations réelles, afin d'analyser les résultats des expérimentations et d'automatiser la configuration du modèle. Nous avons appliqué cet outil à la simulation de trafic dans SCANeR, l'application développée et utilisée par Renault pour ses simulateurs de conduite. Les développements réalisés au cours de la thèse introduisent dans le trafic des styles de conduite spécifiés sous forme de normes, par exemple des conducteurs prudents ou agressifs. Ils permettent ensuite de peupler l'environnement de manière automatisée. Au delà de l'amélioration subjective du réalisme, les expérimentations réalisées démontrent les apports de l'outil sur la variété et la représentativité des comportements obtenus.
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Touhbi, Saâd. "Élaboration d’un modèle multi-agents pour la génération synthétique de trafic : application à la mobilité urbaine de la ville de Marrakech." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS326.
Full textAbstract:
La génération de trafic est un processus indispensable dans la simulation du trafic. Ce processus permet de définir une série d’arrivées des véhicules dans une route. Cette série est prouvée aléatoire depuis 1930. Toutefois, sa distribution reflète à un niveau le comportement de conduite. L’objectif de notre thèse est de mettre en place un outil de génération de trafic permettant de définir le point d’arrivée du véhicule dans une route, identifier le choix de type du véhicule, définir son temps d’arrivée, et lui affecter une vitesse initiale. Une première étape faite dans ce sens est la modélisation d’arrivée, particulièrement le TIV, en mettant en place un protocole d’analyse de cette variable en quatre étapes : traitement des données d’arrivée des véhicules et calcul de la variable TIV, définir des échantillons représentant différents niveaux de trafic, le choix des modèles probabilistes et estimation des paramètres, comparaison des modèles estimés et les données empiriques. Une application numérique est effectuée sur quatre routes à trois voies chacune interrompue par un feu de signalisation à la ville de Marrakech. On en conclut que Le modèle de Pareto IV est non rejeté pour les différents niveaux de trafic. Le modèle Exponentiel est prouvé inadéquat dans les différents niveaux de trafic. Le modèle Log-Normal et le modèle de Pearson type III sont adéquats pour des niveaux de trafic intermédiaire et élevé. Ces résultats ont permis de tester l’utilisabilité de notre outil de génération de trafic sous différentes modalités. L’outil permet de générer un niveau trafic cohérent avec celui désiré. Une première intégration a été faite pour la simulation MarrakAir permettant d’estimer les polluants automobiles en se basant sur le trafic. Ceci afin d’éliminer la nécessité d’avoir des données ponctuelles sur l’arrivée des véhiculesTraffic generation is an important process in traffic simulation. It defines a series of vehicle arrival at a road. This series is proven to be random since 1930. However, its distribution explains at a level the behavior of the motorists. The goal of this thesis is to establish a traffic generation toolbox to produce a series of vehicle arrival characterized by their entry point, their type, arrival time and their initial speed. A first step was to establish an analysis protocol for the time headway (TH) of the arriving vehicles consisting of four steps : (i) data processing and calculating TH, (ii) sampling of data according to different levels of traffic, (iii) model choice and estimation, (iv) and the comparison of the estimated models and the empirical data. The application of the latter on four roads with three lanes interrupted by a signalized intersection showed that : The Pareto IV model is not rejected for all levels of traffic in these roads, the Exponential model is proven to be inadequate for all levels of traffic, the Log-Normal and Pearson III are best suited for intermediate to high levels of traffic. These results helped in testing the traffic generation toolbox proving that it generates coherent level of traffic compared to the desired configuration. The latter was integrated in the simulation MarrakAir that estimated the level of pollution based on traffic. This was done to eliminate the necessity to have punctual data from sensors about vehicle arrivals
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Mastio, Matthieu. "Modèles de distribution pour la simulation de trafic multi-agent." Thesis, Paris Est, 2017. http://www.theses.fr/2017PESC1147/document.
Full textAbstract:
L'analyse et la prévision du comportement des réseaux de transport sont aujourd'hui des éléments cruciaux pour la mise en place de politiques de gestion territoriale. La simulation informatique du trafic routier est un outil puissant permettant de tester des stratégies de gestion avant de les déployer dans un contexte opérationnel. La simulation du trafic à l'échelle d'un ville requiert cependant une puissance de calcul très importante, dépassant les capacité d'un seul ordinateur.Dans cette thèse, nous étudions des méthodes permettant d'effectuer des simulations de trafic multi-agent à large échelle. Nous proposons des solutions permettant de distribuer l'exécution de telles simulations sur un grand nombre de coe urs de calcul. L'une d'elle distribue directement les agents sur les coeurs disponibles, tandis que la seconde découpe l'environnement sur lequel les agents évoluent. Les méthodes de partitionnement de graphes sont étudiées à cet effet, et nous proposons une procédure de partitionnement spécialement adaptée à la simulation de trafic multi-agent. Un algorithme d'équilibrage de charge dynamique est également développé, afin d'optimiser les performances de la distribution de la simulation microscopique.Les solutions proposées ont été éprouvées sur un réseau réel représentant la zone de Paris-Saclay.Ces solutions sont génériques et peuvent être appliquées sur la plupart des simulateurs existants.Les résultats montrent que la distribution des agents améliore grandement les performances de la simulation macroscopique, tandis que le découpage de l'environnement est plus adapté à la simulation microscopique. Notre algorithme d'équilibrage de charge améliore en outre significativement l'efficacité de la distribution de l'environnementNowadays, analysis and prediction of transport network behavior are crucial elements for the implementation of territorial management policies. Computer simulation of road traffic is a powerful tool for testing management strategies before deploying them in an operational context. Simulation of city-wide traffic requires significant computing power exceeding the capacity of a single computer.This thesis studies the methods to perform large-scale multi-agent traffic simulations. We propose solutions allowing the distribution of such simulations on a large amount of computing cores.One of them distributes the agents directly on the available cores, while the second splits the environment on which the agents evolve. Graph partitioning methods are studied for this purpose, and we propose a partitioning procedure specially adapted to the multi-agent traffic simulation. A dynamic load balancing algorithm is also developed to optimize the performance of the microscopic simulation distribution.The proposed solutions have been tested on a real network representing the Paris-Saclay area.These solutions are generic and can be applied to most existing simulators.The results show that the distribution of the agents greatly improves the performance of the macroscopic simulation, whereas the environment distribution is more suited to microscopic simulation. Our load balancing algorithm also significantly improves the efficiency of the environment based distribution
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Kerbouai, Hamza. "Modélisation, dimensionnement et optimisation d'un capteur hybride pour la détection des deux roues motorisées dans le trafic routier." Thesis, Belfort-Montbéliard, 2015. http://www.theses.fr/2015BELF0260/document.
Full textAbstract:
Depuis plusieurs années les chiffres de l'insécurité routière montrent la nécessité de développer un outil technologique qui vise à connaitre le comportement de véhicules deux roues motorisés (2RM) afin d'améliorer leursécurité. De cette problématique découle nos travaux de recherche qui s'inscrivent dans le cadre de projet METRAMOTO (MEsure du TRAfic des deux-roues MOTOrisés pour la sécurité routière et l'évaluation des risques)L’objectif principal visé concerne la modélisation, le dimensionnement et l'optimisation d'un capteur hybride constitué d'une part de boucles électromagnétiques et d'autre part de capteurs de chocs piézo-électriques. L’idée consiste à utiliser les boucles électromagnétiques pour discriminer la présence des 2RM de celle des autresvéhicules, associées à des segments piézo-électriques pour détecter le choc produit par le passage des roues desdifférents véhicules, le tout associé à un algorithme de gestion et de traitement de données. Aujourd'hui redimensionnement des systèmes de détection à base de boucles électromagnétiques ou de câble piézo-électriquese fait de manière expérimentale sur des sites contrôlés en utilisant plusieurs types de véhicules. Cette technique gourmande en temps nécessite une série importante d'essais couteux et dangereux. La présente étude a pour butde modéliser les différentes interactions entre le capteur hybride étudié et les véhicules en vue de son dimensionnement. Des modèles électromagnétiques et électromécaniques sont développés pour décrire les différentes interactions se produisant entre les boucles électromagnétiques d'une part, les boucles électromagnétiques et les véhicules d'autre part ainsi que celles des roues de véhicules et le câble piézoélectrique.Sur la base de ces modèles établis, une démarche générale est élaborée conduisant au dimensionnement du capteur hybride pour une route donnée. Nous nous sommes également intéressés au traitement des données issues du capteur hybride pour lesquelles nous proposons une approche d'identification des différentes catégories de véhicules dont les 2RM. Deux configurations de capteurs pour deux routes différentes sont alors proposées.Elles sont associées à des algorithmes de traitement de données permettant l'acquisition des signaux de boucles et de câbles, la distinction des différents types de véhicules, l'estimation de la position des véhicules sur la chaussée ainsi que la mesure de la vitesse de véhiculesFor several years the road safety numbers show the need to develop a technological tool that aims to know thepowered two wheelers vehicles behavior (2PW) to improve their security. From this problematic arise our researchworks that come under the project METRAMOTO (Powered two wheelers traffic measurement for road safety andrisks assessment). The main objective is modeling, sizing and optimization of an hybrid sensor consisted ofelectromagnetic loops and piezoelectric shock sensors. The idea is to use electromagnetic loops to discriminate the2PW presence from the other vehicles, combined with piezoelectric segments to detect the shocks produced by thevehicles wheels passage, all associated with a management algorithm and data processing. Today the sizing of thedetection systems based on electromagnetic loops or piezoelectric cables is done experimentally on controlled sitesusing several vehicles types. This technique requires significant test series which are costly and dangerous. Thisstudy aims to modeling the different interactions between the studied sensor and vehicles in order to its sizing.Electromagnetic and electromechanical models are developed to describe the different interactions that take placebetween electromagnetic loops on the one hand, between electromagnetic loops and vehicles on the other handand those between vehicle wheels and piezoelectric cable. On the basis of established models, a general approachis elaborated driving to sizing the hybrid sensor for any given road. We are also interested to the data processingcoming from the hybrid sensor for which we propose an approach to identifying the different vehicle categoriesincluding the 2PW. Two sensor configurations for two different roads are then proposed. They are associated atdata processing algorithms allowing the acquisition of loops and cables signals, the distinction between the differentvehicles classes, the estimation of the vehicles positions on the road and the measuring of their speed
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Tchappi, haman Igor. "Dynamic Multilevel and Holonic Model for the Simulation of a Large-Scale Complex System with Spatial Environment : Application to Road Traffic Simulation." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2020. http://www.theses.fr/2020UBFCA004.
Full textAbstract:
De nos jours, avec l’émergence d’objets et de voitures connectés, les systèmes de trafic routier deviennent de plus en plus complexes et présentent des comportements hiérarchiques à plusieurs niveaux de détail. L'approche de modélisation multiniveaux est une approche appropriée pour représenter le trafic sous plusieurs perspectives. Les modèles multiniveaux constituent également une approche appropriée pour modéliser des systèmes complexes à grande échelle comme le trafic routier. Cependant, la plupart des modèles multiniveaux de trafic proposés dans la littérature sont statiques car ils utilisent un ensemble de niveaux de détail prédéfinis et ces représentations ne peuvent pas commuter pendant la simulation. De plus ces modèles multiniveaux considèrent généralement seulement deux niveaux de détail. Très peu de travaux se sont intéressés à la modélisation dynamique multiniveau de trafic.Cette thèse propose un modèle holonique multiniveau et dynamique du trafic à grande échelle.La commutation dynamique des niveaux de détail lors de l’exécution de la simulation permet d’adapter le modèle aux contraintes liées à la qualité des résultats ou aux ressources de calcul disponibles.La proposition étend l'algorithme DBSCAN dans le contexte des systèmes multi-agents holoniques. De plus, une méthodologie permettant la commutation dynamique entre les différents niveaux de détail est proposée. Des indicateurs multiniveaux basés sur l'écart type sont aussi proposés afin d'évaluer la cohérence des résultats de la simulationNowadays, with the emergence of connected objects and cars, road traffic systems become more and more complex and exhibit hierarchical behaviours at several levels of detail. The multilevel modeling approach is an appropriate approach to represent traffic from several perspectives. Multilevel models are also an appropriate approach to model large-scale complex systems such as road traffic. However, most of the multilevel models of traffic proposed in the literature are static because they use a set of predefined levels of detail and these representations cannot change during simulation. Moreover, these multilevel models generally consider only two levels of detail. Few works have been interested on the dynamic multilevel traffic modeling.This thesis proposes a holonic multilevel and dynamic traffic model for large scale traffic systems. The dynamic switching of the levels of detail during the execution of the simulation allows to adapt the model to the constraints related to the quality of the results or to the available computing resources.The proposal extends the DBSCAN algorithm in the context of holonic multi-agent systems. In addition, a methodology allowing a dynamic transition between the different levels of detail is proposed. Multilevel indicators based on standard deviation are also proposed in order to assess the consistency of the simulation results
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Chen, Ruiwei. "Uncertainty quantification in the simulation of road traffic and associated atmospheric emissions in a metropolitan area." Electronic Thesis or Diss., Paris Est, 2018. http://www.theses.fr/2018PESC1029.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur la quantification d'incertitude dans la modélisation des émissions de polluants atmosphériques dues au trafic routier d'une aire urbaine. Une chaîne de modélisations des émissions de polluants atmosphériques est construite, en couplant un modèle d’affectation dynamique du trafic (ADT) avec un modèle de facteurs d’émission. Cette chaîne est appliquée à l’agglomération de Clermont-Ferrand (France) à la résolution de la rue. Un métamodèle de l’ADT est construit pour réduire le temps d’évaluation du modèle. Une analyse de sensibilité globale est ensuite effectuée sur cette chaîne, afin d’identifier les entrées les plus influentes sur les sorties. Enfin, pour la quantification d’incertitude, deux ensembles sont construits avec l’approche de Monte Carlo, l’un pour l’ADT et l’autre pour les émissions. L’ensemble d’ADT est évalué et amélioré grâce à la comparaison avec les débits du trafic observés, afin de mieux échantillonner les incertitudesThis work focuses on the uncertainty quantification in the modeling of road traffic emissions in a metropolitan area. The first step is to estimate the time-dependent traffic flow at street-resolution for a full agglomeration area, using a dynamic traffic assignment (DTA) model. Then, a metamodel is built for the DTA model set up for the agglomeration, in order to reduce the computational cost of the DTA simulation. Then the road traffic emissions of atmospheric pollutants are estimated at street resolution, based on a modeling chain that couples the DTA metamodel with an emission factor model. This modeling chain is then used to conduct a global sensitivity analysis to identify the most influential inputs in computed traffic flows, speeds and emissions. At last, the uncertainty quantification is carried out based on ensemble simulations using Monte Carlo approach. The ensemble is evaluated with observations in order to check and optimize its reliability
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Mercier, Magali. "Étude de différents aspects des EDP hyperboliques : persistance d’onde de choc dans la dynamique des fluides compressibles, modélisation du trafic routier, stabilité des lois de conservation scalaires." Thesis, Lyon 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LYO10246/document.
Full textAbstract:
On étudie dans ce travail des systèmes de lois de conservation hyperboliques. La première partie étudie le temps d'existence des solutions régulières et régulières par morceaux de la dynamique des fluides compressibles. Après avoir présenté l'état de l'art en matière de solutions régulières, on montre une extension d'un théorème de Grassin à des gaz de Van der Waals. On étudie ensuite les solutions ondes de chocs : on poursuit l'approche de T. T. Li pour estimer leur temps d'existence dans le cas isentropique à symétrie sphérique, et l'approche de Whitham afin d'obtenir une équation approchée vérifiée par la surface de discontinuité. Dans une deuxième partie, motivée par la modélisation d'un rond-point en trafic routier, on étudie une extension multi-classe du modèle macroscopique de Lighthill-Whitham-Richards sur une route infinie avec des jonctions. On différencie les véhicules selon leur origine et leur destination et on introduit des conditions aux bords adaptées au niveau des jonctions. On obtient existence et unicité d'une solution au problème de Riemann pour ce modèle. Des simulations numériques attestent que les solutions obtenues existent en temps long. On aborde enfin le problème de Cauchy par la méthode de front tracking. La dernière partie concerne les lois de conservation scalaires. La première question abordée est le contrôle de la variation totale de la solution et la stabilité des solutions faibles entropiques par rapport au flux et à la source. Ce résultat nous permet d'étudier des équations avec flux non-local. Une fois établi leur caractère bien posé, on montre la Gâteaux-différentiabilité du semi-groupe obtenu par rapport aux conditions initialesIn this work, we study hyperbolic systems of balance laws. The first part is devoted to compressible fluid dynamics, and particularly to the lifespan of smooth or piecewise smooth solutions. After presenting the state of art, we show an extension to more general gases of a theorem by Grassin.We also study shock waves solutions: first, we extend T. T. Li's approach to estimate the time of existence in the isentropic spherical case; second, we develop Whitham's ideas to obtain an approximated equation satisfied by the discontinuity surface. In the second part, we set up a new model for a roundabout. This leads us to study a multi-class extension of the macroscopic Lighthill-Whitham-Richards' model. We study the traffic on an infinite road, with some points of junction. We distinguish vehicles according to their origin and destination and add some boundary conditions at the junctions. We obtain existence and uniqueness of a weak entropy solution for the Riemann problem. As a complement, we provide numerical simulations that exhibit solutions with a long time of existence. Finally, the Cauchy problem is tackled by the front tracking method. In the last part, we are interested in scalar hyperbolic balance laws. The first question addressed is the control of the total variation and the stability of entropy solutions with respect to flow and source. With this result, we can study equations with non-local flow, which do not fit into the framework of classical theorems. We show here that these kinds of equations are well posed and we show the Gâteaux-differentiability with respect to initial conditions, which is important to characterize maxima or minima of a given cost functional
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Laarabi, Mohamed Haitam. "Optimisation multicritère des itinéraires pour transport des marchandises dangereuses en employant une évaluation en logique floue du risque et la simulation du trafic à base d'agents." Thesis, Paris, ENMP, 2014. http://www.theses.fr/2014ENMP0074/document.
Full textAbstract:
Chaque jour des milliers de camions transportant des centaines de milliers de tonnes de marchandises dangereuses par diverses modalités. Toutefois, le terme “dangereux” indique une adversité intrinsèque qui caractérise ces produits transportés, et qui peuvent se manifester lors d'un accident entraînant la fuite d'une substance dangereuse. Dans une telle situation, les conséquences peuvent nuire à l'environnement et létal pour l'humain.L'importance des marchandises dangereuses revient aux bénéfices économiques considérables générés. En fait, on ne peut nier la contribution du transport des produits dérivés de combustibles fossiles, ce qui représente plus de 60% des marchandises dangereuses transportées en Europe. Eni, la société italienne leader de pétrochimie, gère chaque jour une flotte d'environ 1.500 camions, qui effectuent de nombreuses expéditions. Pourtant la distribution de produits pétroliers est une activité à grande risques, et tout accident lors du transport peut entraîner de graves conséquences.Consciente des enjeux, la division Eni R&M - Logistique Secondaire, historiquement actif au siège de Gênes, collabore depuis 2002 avec le DIBRIS à l'Université de Gênes, et le CRC à Mines ParisTech, dans le but d'étudier les améliorations possibles en matière de sûreté dans le transport de marchandises dangereuses. Au fil des ans, cette collaboration a permis le développement d'un système d'information et décisionnel. Le composant principal de ce système est une plate-forme de surveillance de la flotte Eni appelé TIP (Transport Integrated Platform), pour livrer les produits vers les points de distributions. Ces véhicules sont équipés d'un dispositif capable de transmettre des flux de données en temps réel en utilisant un modem GPRS. Les données transmises peuvent être de nature différente et contenir des informations sur l'état du véhicule, le produit et les événements détectés durant l'expédition. Ces données sont destinées à être reçues par des serveurs centralisés puis traitées et stockées, afin de soutenir diverses applications du TIP.Dans ce contexte, les études menées tout au long de la thèse sont dirigés vers le développement d'une proposition visant à réduire davantage les risques liés au transport de marchandises dangereuses. En d'autres termes, un modèle basé sur le compromis entre les facteurs économiques et sûretés pour le choix de l'itinéraire. L'objectif est motivé par la nécessité de soutenir les règlements et les normes de sécurité existantes, car ils ne garantissent pas totalement contre les accidents entrainant des marchandises dangereuses.L'objectif est effectué en prenant en compte le système existant comme base pour l'élaboration d'un système de transport intelligent (STI) regroupant plusieurs plates-formes logicielles. Ces plates-formes doivent permettre aux planificateurs et aux décideurs de suivre en temps réel leur flotte, à évaluer les risques et tous les itinéraires possibles, de simuler et de créer différents scénarios, et d'aider à trouver des solutions à des problèmes particuliers.Tout au long de cette thèse, je souligne la motivation pour ce travail de recherche, les problématiques, et les défis de transport de marchandises dangereuses. Je présente le TIP comme le noyau de l'architecture proposée du STI. Pour les besoins de la simulation, les véhicules virtuels sont injectés dans le système. La gestion de la collecte des données a été l'objet d'une amélioration technique pour plus de fiabilité, d'efficacité et d'évolutivité dans le cadre de la surveillance en temps réel. Enfin, je présente une explication systématique de la méthode d'optimisation des itinéraires considérant les critères économiques et de risques. Le risque est évalué en fonction de divers facteurs notamment la fréquence d'accidents entrainant des marchandises dangereuses, et ses conséquences. La quantification de l'incertitude dans l'évaluation des risques est modélisée en utilisant la théorie des ensembles flousEveryday thousands of trucks transporting hundreds of thousands of tons of dangerous goods by various modalities and both within and across nations. However, the term “dangerous” indicates an intrinsic adversity that characterize these products, which can manifest in an accident leading to release of a hazardous substance (e.g. radioactive, flammable, explosive etc.). In this situation, the consequences can be lethal to human beings, other living organisms and damage the environment and public/private properties.The importance of dangerous goods boils down to the significant economic benefits that generates. In fact, one cannot deny the contribution of the transport of all fossil fuel derived product, which represents more than 60% of dangerous goods transported in Europe. Eni, the Italian leading petrochemical company, every day operates a fleet of about 1,500 trucks, which performs numerous trips from loading terminals to filling stations. Distribution of petroleum products is a risky activity, and an accident during the transportation may lead to serious consequences.Aware of what is at stake, the division Eni R&M - Logistics Secondary, historically active in Genoa headquarters, is collaborating since 2002 with the DIBRIS department at University of Genoa, and the CRC at Mines ParisTech, with the purpose of studying possible improvements regarding safety in transport of dangerous goods, particularly petroleum products. Over years, this collaboration has led to the development of different technologies and mainly to an information and decision support system. The major component of this system is a platform for monitoring Eni fleet, at the national level, to deliver the products to the distribution points, called the Transport Integrated Platform (TIP). These vehicles are equipped with a device capable of transmitting data stream in real-time using a GPRS modem. The data transmitted can be of different nature and contain information about the state of the vehicle and occurred events during the trip. These data are intended to be received by centralized servers then get processed and stored, in order to support various applications within the TIP.With this in mind, the studies undertaken throughout the thesis are directed towards the development of a proposal to further minimize the risk related to the transportation of dangerous goods. In other words, a trade-off based model for route selection taking into consideration economic and safety factors. The objective is prompted by the need to support existent regulations and safety standards, which does not assure a full warranty against accidents involving dangerous goods.The goal is carried out by considering the existent system as basis for developing an Intelligent Transportation System (ITS) aggregating multiple software platforms. These platforms should allow planners and decision makers to monitor in real-time their fleet, to assess risk and evaluate all possible routes, to simulate and create different scenarios, and to assist at finding solutions to particular problems.Throughout this dissertation, I highlight the motivation for such research work, the related problem statements, and the challenges in dangerous goods transport. I introduce the TIP as the core for the proposed ITS architecture. For simulation purposes, virtual vehicles are injected into the system. The management of the data collection was the subject of technical improvement for more reliability, efficiency and scalability in real-time monitoring of dangerous goods shipment. Finally, I present a systematic explanation of the methodology for route optimization considering both economic and risk criteria. The risk is assessed based on various factors mainly the frequency of accident leading to hazardous substance release and its consequences. Uncertainty quantification in risk assessment is modelled using fuzzy sets theory
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Lacroix, Benoît. "Normer pour mieux varier ? : la différenciation comportementale par les normes, et son application au trafic dans les simulateurs de conduite." Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00835831.
Full textAbstract:
Les simulateurs de conduite sont utilisées par l'industrie automobile pour le développement de systèmes d'aide à la conduite, des études d'ergonomie, de design, ou encore du comportement des conducteurs. L'objectif est d'améliorer la sécurité des véhicules, et de réduire coûts et délais des projets. Dans les simulateurs, le conducteur évolue dans un trafic simulé dont le réalisme est crucial pour la validité des résultats : les réactions d'un conducteur sont d'autant plus correctes qu'il perçoit l'environnement comme réel. Dans les approches centrées individu, comme ici le trafic, un des critères important pour le réalisme est la variété comportementale des agents. De plus, les comportements doivent également être cohérents : l'apparition de situations aberrantes est très pénalisante pour l'immersion. Cependant, ces deux aspects ne sont généralement pas pris en compte simultanément. Dans ce travail, nous nous sommes donc intéressés à la question suivante : dans les approches centrées individus, augmenter la variété des comportements des agents tout en préservant leur cohérence améliore-t-il le réalisme ? Par ailleurs, le contexte industriel des travaux, effectués en convention Cifre chez Renault, impliquait des besoins spécifiques : il fallait concevoir un outil qui permette à la fois aux experts de spécifier des comportements variés et cohérents, et aux utilisateurs finaux de les exploiter facilement. Nous proposons dans ce travail un modèle de différenciation comportementale, qui se décline en un outil dont les principaux apports sont d'être générique, non-intrusif, et de permettre une conception en dehors de l'agent. Le modèle s'articule selon trois axes. Tout d'abord, il décrit les comportements des agents par des normes. Celles-ci fournissent un profil comportemental à la conception, et un contrôle de la conformitéà l'exécution. Ensuite, le processus de génération des comportements permet d'autoriser la création d'agents déviants ou en violation. Il influe pour cela sur le déterminisme du mécanisme. Enfin, les normes peuvent être inférées à partir de simulations enregistrées ou de situations réelles, afin d'analyser les résultats des expérimentations et d'automatiser la configuration du modèle. Nous avons appliqué cet outil à la simulation de trafic dans scaner, l'application développée et utilisée par le Centre Technique de Simulation de Renault pour ses simulateurs de conduite. Les modules logiciels développés au cours de la thèse introduisent dans le trafic des styles de conduite spécifiés sous forme de normes, par exemple des conducteurs prudents ou agressifs. Ils permettent ensuite de peupler l'environnement de manière automatisée, et de faire évoluer facilement les scénarios existants. Ces développements sont d'ores et déjà intégrés dans la version commerciale de l'application. Au delà de l'amélioration subjective du réalisme, les expérimentations réalisées démontrent les apports de l'outil sur la variété et la représentativité des comportements obtenus.
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Chera, Catalin-Marian. "Contribution à l'extension de l'approche énergétique à la représentation des systèmes à paramètres distribués." Phd thesis, Ecole Centrale de Lille, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00578842.
Full textAbstract:
Tout phénomène, qu'il soit biologique, géologique ou mécanique peut être décrit à l'aide de lois de la physique en termes d'équations différentielles, algébriques ou intégrales, mettant en relation différentes variables physiques. Les objectifs de la thèse sont de montrer comment les systèmes à paramètres distribués peuvent être modélisés par un modèle bond graph, qui est par nature un modèle à paramètres localisés. Deux approches sont possibles : - utiliser une technique d'approximation qui discrétise le modèle initialement sous forme d'équations aux dérivées partielles (EDP) dans le domaine spatial, en supposant que les phénomènes physiques distribués peuvent être considérés comme homogènes dans certaines parties de l'espace, donc localisés. - déterminer la solution des EDP qui dépend du temps et de l'espace, puis à approximer cette solution avec différents outils numériques. Le premier chapitre rappelle quelques méthodes classiques utilisées pour l'approximation des EDP et les modèles bond graphs correspondants.Dans le deuxième chapitre, l'approche port-Hamiltonienne est présentée et son extension aux systèmes à paramètres distribués est proposée. Dans le troisième chapitre, les principaux modèles utilisés pour la représentation des flux de trafic routier sont rappelés et mis en œuvre en simulation. Ceci conduit à des comparaisons, d'une part entre différentes méthodes de résolution numérique et d'autre part entre différents modèles. Dans le quatrième chapitre, une approche originale propose d'étendre la représentation bond graph issue de la méthodologie Computational Fluid Dynamics au flux de trafic, en utilisant un modèle EDP à deux équations proposé par Jiang
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Aw, Abdallahi Bechir. "Modèles hyperboliques pour le trafic routier." Nice, 2001. http://www.theses.fr/2001NICE5625.
Full text
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Bez, Rolf. "Modélisation des charges dues au trafic routier /." Lausanne : Ecole polytechnique fédérale Département de génie civil ICOM-Construction métallique, 1989. http://library.epfl.ch/theses/?nr=793.
Full text
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Moukir, Sara. "High performance analysis for road traffic control." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2024. http://www.theses.fr/2024UPASG039.
Full textAbstract:
La réduction des temps de trajet et de la consommation d'énergie dans les réseaux routiers urbains est cruciale pour le bien-être collectif et la durabilité environnementale. Depuis les années 1950, la modélisation du trafic a été un axe central de la recherche. Avec l'évolution des capacités informatiques, des simulations sophistiquées représentant fidèlement les complexités du trafic routier ont émergé, essentielles pour évaluer les technologies sans perturber le trafic réel.Les systèmes de transport deviennent plus complexes avec des informations en temps réel, nécessitant des modèles de simulation adaptés. Les simulations multi-agents, analysant les comportements individuels dans un environnement dynamique, sont particulièrement efficaces pour cette tâche, permettant de comprendre et de gérer le trafic urbain en représentant les interactions entre les voyageurs et leur environnement.Simuler de grandes populations de voyageurs dans les villes a longtemps été une tâche exigeante en termes de ressources informatiques. Les technologies avancées permettant la distribution des calculs sur plusieurs ordinateurs ont ouvert de nouvelles possibilités. Cependant, de nombreux simulateurs de mobilité urbaine n'exploitent pas pleinement ces architectures distribuées, limitant leur capacité à modéliser des scénarios complexes.L'objectif principal de cette recherche est d'améliorer la performance algorithmique et computationnelle des simulateurs de mobilité. Nous développons et validons des modèles de distribution génériques et reproductibles pouvant être adoptés par divers simulateurs de mobilité multi-agents, surmontant ainsi les barrières techniques pour analyser les systèmes de transport complexes dans des environnements urbains dynamiques.Nous utilisons le simulateur de trafic MATSim, reconnu pour la simulation de trafic multi-agents, pour tester nos méthodes génériques. Notre première contribution applique l'approche "Unite and Conquer" (UC) à MATSim. Cette méthode accélère les simulations en exploitant les architectures informatiques modernes. L'approche multiMATSim réplique plusieurs instances de MATSim sur plusieurs nœuds de calcul avec des communications périodiques, chaque instance fonctionnant sur un nœud séparé, utilisant les capacités de multithreading de MATSim pour améliorer le parallélisme. La synchronisation périodique assure la cohérence des données, tandis que les mécanismes de tolérance aux pannes permettent à la simulation de se poursuivre même en cas d'échec de certaines instances. Cette approche optimise l'utilisation des ressources informatiques selon les capacités spécifiques de chaque nœud.La deuxième contribution explore les techniques d'intelligence artificielle pour accélérer la simulation. Nous utilisons des réseaux de neurones profonds pour prédire les résultats des simulations MATSim. Initialement mise en œuvre sur un seul nœud, cette approche de preuve de concept utilise efficacement les ressources CPU disponibles. Les réseaux de neurones sont entraînés sur des données de simulations précédentes pour prédire des indicateurs tels que les temps de trajet et les niveaux de congestion. Les résultats sont comparés à ceux de MATSim pour évaluer leur précision. Cette approche est conçue pour évoluer avec des plans futurs pour une formation distribuée sur plusieurs nœuds.En résumé, nos contributions fournissent de nouvelles variantes algorithmiques et explorent l'intégration du calcul haute performance et de l'IA dans les simulateurs de trafic multi-agents. Nous démontrons l'impact de ces modèles et technologies sur la simulation de trafic, en abordant les défis et les limites de leur mise en œuvre. Notre travail met en évidence les avantages des architectures émergentes et des nouveaux concepts algorithmiques pour améliorer la robustesse et la performance des simulateurs de trafic, avec des résultats prometteursThe need to reduce travel times and energy consumption in urban road networks is critical for improving collective well-being and environmental sustainability. Since the 1950s, traffic modeling has been a central research focus. With the rapid evolution of computing capabilities in the 21st century, sophisticated digital simulations have emerged, accurately depicting road traffic complexities. Mobility simulations are essential for assessing emerging technologies like cooperative systems and dynamic GPS navigation without disrupting real traffic.As transport systems become more complex with real-time information, simulation models must adapt. Multi-agent simulations, which analyze individual behaviors within a dynamic environment, are particularly suited for this task. These simulations help understand and manage urban traffic by representing interactions between travelers and their environment.Simulating large populations of travelers in cities, potentially millions of individuals, has historically been computationally demanding. Advanced computer technologies allowing distributed calculations across multiple computers have opened new possibilities. However, many urban mobility simulators do not fully exploit these distributed architectures, limiting their ability to model complex scenarios involving many travelers and extensive networks.The main objective of this research is to improve the algorithmic and computational performance of mobility simulators. We aim to develop and validate generic and reproducible distribution models that can be adopted by various multi-agent mobility simulators. This approach seeks to overcome technical barriers and provide a solid foundation for analyzing complex transport systems in dynamic urban environments.Our research leverages the MATSim traffic simulator due to its flexibility and open structure. MATSim is widely recognized in the literature for multi-agent traffic simulation, making it an ideal candidate to test our generic methods.Our first contribution applies the "Unite and Conquer" (UC) approach to MATSim. This method accelerates simulation speed by leveraging modern computing architectures. The multiMATSim approach involves replicating several MATSim instances across multiple computing nodes with periodic communications. Each instance runs on a separate node, utilizing MATSim's native multithreading capabilities to enhance parallelism. Periodic synchronization ensures data consistency, while fault tolerance mechanisms allow the simulation to continue smoothly even if some instances fail. This approach efficiently uses diverse computational resources based on each node's specific capabilities.The second contribution explores artificial intelligence techniques to expedite the simulation process. Specifically, we use deep neural networks to predict MATSim simulation outcomes. Initially implemented on a single node, this proof-of-concept approach efficiently uses available CPU resources. Neural networks are trained on data from previous simulations to predict key metrics like travel times and congestion levels. The outputs are compared to MATSim results to assess accuracy. This approach is designed to scale, with future plans for distributed neural network training across multiple nodes.In summary, our contributions provide new algorithmic variants and explore integrating high-performance computing and AI into multi-agent traffic simulators. We aim to demonstrate the impact of these models and technologies on traffic simulation, addressing the challenges and limitations of their implementation. Our work highlights the benefits of emerging architectures and new algorithmic concepts for enhancing the robustness and performance of traffic simulators, presenting promising results
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Tréca, Maxime. "Designing traffic signal control systems using reinforcement learning." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2022. http://www.theses.fr/2022UPASG043.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse étudient en détail la problématique d'optimisation du trafic par le biais du contrôle des feux de signalisation d'un réseau routier. Cette optimisation passe par l'utilisation de techniques d'apprentissage par renforcement, branche du machine learning permettant à un agent de résoudre une tâche dans un environment en maximisant ses signaux de récompenses.Dans un premier temps, les champs respectifs du contrôle de feux et de l'apprentissage par renforcement sont présentés, permettant ensuite d'introduire le domaine du contrôle de feu par apprentissage par renforcement. Dans un second temps, nous définissons un modèle mathématique du trafic utilisant des notions de théorie des graphes, ainsi que le modèle d'apprentissage, le simulateur de trafic et la librairie d'apprentissage par renforcement spécialement définie pour nos expérimentations. Dans un troisième et dernier temps, ces définitions nous permettent de construire une méthode d'optimisation du trafic performante.Nous étudions premièrement différentes méthodes d'apprentissage par renforcement sur une intersection isolée. Plusieurs grandes familles d'algorithmes (Q-learning, LRP, acteur-critique) sont comparés à des méthodes deterministes. Nous introduisons ensuite des méthodes d'approximation par réseau de neurones profonds, permettant d'augmenter sensiblement la performance de ces méthodes sur une intersection seule. Ces expérimentations nous permettent alors d'isoler le double deep Q-learning (DDQN) comme la méthode la plus adaptée pour le contrôle de feux.Sur cette base, nous introduisons ensuite le concept de coordination dans un système multi-agents d'apprentissage par renforcement (MARL). Là encore, plusieurs modes de coordination sont comparées à la méthode isolée définie précédemment. Plus particulièrement, nous définissons une nouvelle méthode, DEC-DQN, qui permet à plusieurs agents d'une POMDP de communiquer afin de mieux optimiser le trafic routier. DEC-DQN utilise un réseau de neurone commun à tous les agents du système, ce qui leur permet d'apprendre eux-même la meilleure façon de communiquer. Afin de correctement récompenser les actions de communication de chaque agent, qui sont distinctes de leurs actions d'optimisation du trafic par le contrôle de feux, DEC-DQN définit une fonction de récompense qui permet à chaque agent d'estimer l'effet de son action de communication sur les agents voisins. Cette estimation se fait directement à l'aide des réseaux de neurones servant au choix d'actions d'optimisation des intersections voisines.Cette nouvelle méthode de coordination est finalement comparée à d'autres méthodes de coordination phares de la litérature. La méthode DEC-DQN permet un apprentissage accéleré du routage de trafic par les agents, tout en montrant des performances et stabilité supérieures aux autres méthodes testéesThis thesis studies the problem of traffic optimization through traffic light signals on road networks. Traffic optimization is achieved in our case through the use of reinforcement learning, a branch of machine learning in which an agent solves a given task in an environment by maximizing its reward signals.First, we present the fields of traffic signal control (TSC) and reinforcement learning (RL) separately, before presenting how the latter is applied on the former (RL-TSC). Then, we define a mathematical model of traffic based on graph theory, before introducing the reinforcement learning model, traffic simulator and deep reinforcement learning library created for our research work.Finally, these definitions allow us to build an efficient traffic signal control method based on reinforcement learning.We first study multiple classical reinforcement learning techniques on an isolated traffic intersection. Multiple classes of RL algorithms are compared (e.g. Q-learning, LRP, actor-critic) to deterministic TSC methods used as a baseline. We then introduce function approximation methods using deep neural networks, allowing for significant performance improvement on isolated intersections. These experiments allow us to single out dueling deep Q-learning as the best isolated RL-TSC method for out model.On this basis, we introduce the concept of agent coordination in multi-agent reinforcement learning systems (MARL). We compare multiple modes of coordinaiton to the isolated baseline that we previously defined. These experiments allow us to define the DEC-DQN coordination method, which allows for multiple agents of a POMDP to communicate in order to better optimize traffic. DEC-DQN uses a deep neural network shared by all agents of the network, allowing them to learn a common communication protocol from scratch. In order to correctly reward communication actions, which are entirely distinct from traffic optimization actions taken by agents, DEC-DQN defines a special reward function allowing each agent to directly estimate the impact of its communications on neighboring agents of the network. Communicaiton action rewards are directly estimated on the traffic optimization neural networks of neighboring intersections.Finally, this novel cooridnation method is compared to other methods of the literature on a large-scale simulation. The DEC-DQN algorithm results in faster agent learning, as well as increased performance and stability thanks to agent coordination
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Nguyen, Van Tri. "Adjoint-based approach for estimation & sensor location on 1D hyperbolic systems with applications in hydrology & traffic." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAT063/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse propose une approche générique pour l'estimation de l'état/ des paramètres et pour le placement de capteurs de systèmes hyperboliques non linéaires en dimension infinie. Le travail est donc divisé en deux parties principales : une partie consacrée à l'estimation optimale et une partie dédiée au placement optimal de capteurs. La méthode d'estimation optimale utilise une approche par calcul des variations et utilise la méthode des multiplicateurs de Lagrange. Ces multiplicateurs jouent un rôle important en donnant accès aux sensibilités des mesures par rapport aux variables qui doivent être estimées. Ces sensibilités, décrites par les équations adjointes, sont aussi à l'origine d'une nouvelle approche, dite méthode de l'adjoint, pour le placement optimal de capteurs. Divers exemples, construits sur la base de simulations mais également de données réelles et pour différents scénarios, sont aussi étudiées afin d'illustrer l'efficacité des approches développées. Ces exemples concernent les écoulements à surface libre (en hydrologie des bassins versants) et le trafic routier représentés par des équations aux dérivées partielles hyperboliques non linéairesThe thesis proposes a general framework for both state/parameters estimation and sensor placement in nonlinear infinite dimensional hyperbolic systems. The work is therefore divided into two main parts: a first part devoted to the optimal estimation and a second one to optimal sensor location. The estimation method is based on the calculus of variations and the use of Lagrange multipliers. The Lagrange multipliers play an important role in giving access to the sensitivities of the measurements with respect to the variables to be estimated. These sensitivities, described by the adjoint equations, are also the key idea of a new approach, so-called the adjoint-based approach, for the optimal sensor placement. Various examples, either based on some simulations with synthetic measurements or real data sets and for different scenarios, are also studied to illustrate the effectiveness of the developed approaches. Theses examples concern the overland flow systems and the traffic flow, which are both governed by nonlinear hyperbolic partial differential equations
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Brotcorne, Luce L. D. "Approches opérationnelles et stratégiques des problèmes de trafic routier." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 1998. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/212002.
Full text
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Ghorayeb, Ali. "Capteur catadioptrique pour le diagnostic du trafic routier urbain." Amiens, 2010. http://www.theses.fr/2010AMIE0101.
Full textAbstract:
Nous proposons, dans cette thèse, un capteur visuel catadioptrique optimal en vue d'une application au diagnostic du trafic routier permettant de remplacer profitablement un réseau de caméras perspectives. Le système proposé a l'avantage, par le nombre et la conception des miroirs calculés, de générer une vue unique de la couronne du carrefour et de ses voies en maximisant le nombre de pixels utiles. Il en résulte une image où le pourcentage de pixels directement exploitables pour les phases ultérieures de traitement d'image est optimal. Nous décrivons la méthodologie utilisée pour concevoir un tel capteur. Afin de tester notre capteur, nous avons également développé les traitements d'images, qui fournissent les indicateurs utiles à l'estimation de l'activité du carrefour, à savoir, le taux d'occupation, la vitesse des véhicules et le débit. Le capteur ainsi conçu a été comparé avec des caméras utilisant différentes formes standard de miroirs (sphérique, parabolique, hyperbolique et miroirs ayant la résolution constante horizontale). Cette validation a montré que ce capteur est plus robuste et plus précisIn this thesis we present an optimal omnidirectional visual sensor which can replace perspective camera network for traffic diagnosis. The proposed system has the advantage, by the number and the designed mirror, to generate a single view of the crown and junction ways of the crossroads by maximizing the number of useless pixels. So, the percentage of pixels used directly for subsequent phases of image processing is optimal. We describe the methodology used to design such a sensor. In addition, to assess our sensor, we also developed image processing methods that provide useful indicators for estimating the state of the traffic as the crossroads occupancy rate, the vehicle speed and the flow of vehicles. We compare this optimal sensor to the traditional ones that used parabolic, hyperbolic, spherical mirror or a mirror that has constant horizontal resolution to observe the scene. We prove that optimal sensor has better results than traditional ones
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Delle, Monache Maria Laura. "Lois de conservation pour la modélisation du trafic routier." Thesis, Nice, 2014. http://www.theses.fr/2014NICE4056/document.
Full textAbstract:
Nous considérons deux modèles EDP-EDO couplés: un pour modéliser des goulots d’étranglementmobiles et l’autre pour décrire la distribution du trafic sur une bretelle d’accès. Le premier modèle a étéintroduit pour décrire le mouvement d’un bus, qui roule à une vitesse inférieure à celle des autresvoitures, en réduisant la capacité de la route et générant ainsi un goulot d’étranglement. Une loi deconservation scalaire avec une contrainte mobile sur le flux décrit le trafic et une EDO décrit latrajectoire du bus. Nous présentons un résultat d’existence des solutions du modèle et nous proposonsune méthode numérique “front/capturing" et une méthode basée sur une technique de reconstructiondes ondes de chocs. Dans la deuxième partie, nous introduisons un nouveau modèle macroscopique dejonction pour les bretelles d’autoroute. Nous considérons le modèle de trafic de Lighthill-Whitham-Richards sur une jonction composée d’une voie principale, une bretelle d’accès et une bretelle de sortie,toutes reliées par un nœud. Une loi de conservation scalaire décrit l’évolution de la densité des véhiculessur la voie principale et une EDO décrit l’évolution de la longueur de la file d’attente sur la bretelled’accès. La définition de la solution du problème de Riemann à la jonction est basée sur la résolutiond’un problème d’optimisation linéaire et sur l’utilisation d’un paramètre de priorité. Ensuite, ce modèleest étendu aux réseaux et discrétisé en utilisant un schéma de Godunov qui prend en compte les effetsde la bretelle d’accès. Enfin, nous présentons un modèle d’optimisation de la circulation sur les ronds pointsIn this thesis we consider two coupled PDE-ODE models. One to model moving bottlenecks and theother one to describe traffic flow at junctions. First, we consider a strongly coupled PDE-ODE systemthat describes the influence of a slow and large vehicle on road traffic. The model consists of a scalarconservation law accounting for the main traffic evolution, while the trajectory of the slower vehicle isgiven by an ODE depending on the downstream traffic density. The moving constraint is expressed byan inequality on the flux, which models the bottleneck created in the road by the presence of the slowerDépôt de thèse – Donnéescomplémentairesvehicle. We prove the existence of solutions to the Cauchy problem for initial data of bounded variation.Moreover, two numerical schemes are proposed. The first one is a finite volume algorithm that uses alocally nonuniform moving mesh. The second one uses a reconstruction technique to display thebehavior of the vehicle. Next, we consider the Lighthill-Whitham-Richards traffic flow model on ajunction composed by one mainline, an onramp and an offramp, which are connected by a node. Theonramp dynamics is modeled using an ordinary differential equation describing the evolution of thequeue length. The definition of the solution of the Riemann problem at the junction is based on anoptimization problem and the use of a right of way parameter. The numerical approximation is carriedout using a Godunov scheme, modified to take into account the effects of the onramp buffer. Aftersuitable modification, the model is used to solve an optimal control problem on roundabouts. Two costfunctionals are numerically optimized with respect to the right of way parameter
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Oberoi, Kamaldeep Singh. "Modélisation spatio-temporelle du trafic routier en milieu urbain." Thesis, Normandie, 2019. http://www.theses.fr/2019NORMR075/document.
Full textAbstract:
Le domaine de la modélisation du trafic routier vise à comprendre son évolution. Dans les dernières années, plusieurs modèles du trafic ont été proposés dans l’objectif de géolocaliser les embouteillages au sein du trafic, détecter des motifs dans le trafic routier, estimer l’état du trafic etc. La plupart des modèles proposés considèrent le trafic routier en termes de ses constituants ou comme une entité agrégée en fonction de l’échelle choisie et expliquent l’évolution du trafic quantitativement en tenant compte des relations entre les variables de trafic comme le flot, la densité et la vitesse. Ces modèles décrivent le trafic en utilisant des données très précises acquises par différents capteurs. La précision des données rend son calcul coûteux en termes de ressources requises. Une des solutions à ce problème est la représentation qualitative du trafic routier qui réduit le nombre de ressources de traitement nécessaires. Puisque le trafic routier est un phénomène spatio-temporel, les modèles proposés pour représenter ce type de phénomène pourraient être appliqués dans le cas du trafic routier. Les modèles spatio-temporels, proposés par la communauté de l’Analyse Spatio-Temporelle, ont comme objectif la représentation d’un phénomène tant du point de vue qualitatif que quantitatif. Certains de ces modèles proposent une discrétisation des phénomènes modélisés en considérant un phénomène comme constitué d’entités. Appliquée au trafic routier, cette notion permet d’identifier différentes entités, comme les véhicules, les piétons, les bâtiments etc., qui le constituent. Ces entités influent sur l’évolution du trafic. Les modèles spatio-temporels qualitatifs définissent l’effet des différentes entités les unes sur les autres en terme de relations spatiales. L’évolution spatio-temporelle du phénomène modélisé est représenté par la variation temporelle de ces relations. La prise en compte des entités du trafic et des relations spatiales formalise une structure qui peut être représentée en utilisant un graphe, où les nœuds modélisent des entités et les arcs des relations spatiales. Par conséquent, l’évolution du trafic, modélisée via ce graphe, devient l’évolution du graphe et peut être représenté en terme de la variation de la structure du graphe ainsi que celle des attributs de ses nœuds et de ses arcs. Dans cette thèse, nous proposons une modélisation du trafic routier de ce type basée sur la théorie des graphes. Une des applications à la modélisation du trafic routier est la détection des motifs pertinents au sein du trafic. Dans les modèles du trafic existants, les motifs détectés sont statistiques et sont représentés en utilisant des caractéristiques numériques. Le modèle que nous pro posons dans cette thèse met en avant la structure représentant le trafic routier et peut donc être utilisé pour définir des motifs structurels du trafic qui prennent en compte des différentes entités du trafic et leurs relations. Ces motifs structurels sont sous-jacents à une modélisation sous forme de graphe dynamique. Dans cette thèse, nous proposons un algorithme pour détecter ces motifs structurels du trafic dans le graphe spatio-temporel représentant le trafic routier. Ce problème est formalisé comme celui de l’isomorphisme de sous-graphe pour des graphes dynamiques. L’algorithme proposé est évalué en fonction desdifférents paramètres de graphesFor past several decades, researchers have been interested in understanding traffic evolution, hence, have proposed various traffic models to identify bottleneck locations where traffic congestion occurs, to detect traffic patterns, to predict traffic states etc. Most of the existing models consider traffic as many-particle system, describe it using different scales of representation and explain its evolution quantitatively by deducing relations between traffic variables like flow, density and speed. Such models are mainly focused on computing precise information about traffic using acquired traffic data. However, computation of such precise information requires more processing resources. A way to remedy this problem is to consider traffic evolution in qualitative terms which reduces the required number of processing resources. Since traffic is spatio-temporal in nature, the models which deal with spatio-temporal phenomenon can be applied in case of traffic. Such models represent spatio-temporal phenomenon from qualitative as well as quantitative standpoints. Depending on the intended application, some models are able to differentiate between various entities taking part in the phenomenon, which proves useful in case of traffic since different objects like vehicles, buildings, pedestrians, bicycles etc., directly affecting traffic evolution, can be included in traffic models. Qualitative spatio-temporal models consider the effects of different entities on each other in terms of spatial relations between them and spatio-temporal evolution of the modeled phenomenon is described in terms of variation in such relations over time. Considering different traffic constituents and spatial relations between them leads to the formation of a structure which can be abstracted using graph, whose nodes represent individual constituents and edges represent the corresponding spatial relations. As a result, the evolution of traffic, represented using graph, is described in terms of evolution of the graph itself, i. e. change in graph structure and attributes of nodes and edges, with time. In this thesis, we propose such a graph model to represent traffic. As mentioned above, one of the applications of existing traffic models is in detecting traffic patterns. However, since such models consider traffic quantitatively, in terms of acquired traffic data, the patterns detected using such models are statistical (a term employed by Pattern Recognition researchers) in the sense that they are represented using numerical description. Since graph-based traffic model proposed in this thesis represents the structure of traffic, it can be employed to redefine the meaning of traffic patterns from statistical to structural (also a term from Pattern Recognition community). Structural traffic patterns include different traffic constituents and their inter-links and are represented using time-varying graphs. An algorithm to detect a given structural traffic pattern in the spatio-temporal graph representing traffic is proposed in this thesis. It formalizes this problem as subgraph isomorphism for time-varying graphs. In the end, the performance of the algorithm is tested using various graph parameters
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Sossoe, Kwami. "Modélisation des systèmes de transport multimodaux de grands réseaux." Thesis, Paris Est, 2017. http://www.theses.fr/2017PESC1196/document.
Full textAbstract:
L’objectif de ce travail consiste en la modélisation des flux de véhicules d’un grand et dense réseau de transport multimodal. Le travail s’organise en deux parties: un aspect théorique et un aspect développement. L’étude théorique met l’accent sur la façon dont un réseau multimodal peut être modélisé et comment sa performance en termes d’offre peut être optimisée. Pour ce faire, trois études principales sont réalisées: la prévision et la régulation des flux de trafic sur les grands réseaux de surface, la multimodalité véhiculaire dans les grands réseaux de surface prenant en compte les nouvelles formes de mobilité, et enfin l’impact de l’information sur le coût des itinéraires. La partie développement consiste en la conception d’un simulateur de flux de trafic pour réguler le trafic multimodal véhiculaire. Le simulateur développé devrait aider les opérateurs de transport et les collectivités territoriales dans leurs stratégies de gestion des flux de traficThe objective of this work consists on the modeling of traffic flow of a large multimodaltransportation network. The work is organized in two parts: a theoretical study part anda development part. The theoretical study emphasizes on how a multimodal network canbe model and how its performance in terms of supply can be optimized. To do so, threemain studies are discussed: the traffic flow prediction and regulation on large surface net-works, the vehicular multimodality in big surface networks taking into account new forms ofmobility, and finally the impact of the information on the cost of the itineraries. The devel-opment part consists on the conception of a traffic flow simulator to regulate the vehicularmultimodal traffic. The developed simulator should assist transport operators and territorialcommunities in their traffic flow management strategies
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Allain, Guillaume. "Prévision et analyse du trafic routier par des méthodes statistiques." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/351/.
Full textAbstract:
La société Mediamobile édite et diffuse de l'information sur le trafic aux usagers. L'objectif de ce travail est l'enrichissement de cette information par la prévision et la complétion des conditions de route. Notre approche s'inspire parfois de la modélisation physique du trafic routier mais fait surtout appel à des méthodes statistiques afin de proposer des solutions automatisables, modulaires et adaptées aux contraintes industrielles. Dans un premier temps, nous décrivons une méthode de prévision de la vitesse de quelques minutes à plusieurs heures. Nous supposons qu'il existe un nombre fini de comportements types du trafic sur le réseau, dus aux déplacements périodiques des usagers. Nous faisons alors l'hypothèse que les courbes de vitesses observées en chaque point du réseau sont issues d'un modèle de mélange. Nous cherchons ensuite à améliorer cette méthode générale de prévision. La prévision à moyen terme fait appel à des variables bâties sur le calendrier. Nous retenons le modèle de mélange des courbes de vitesse et nous proposons également des modèles de régression fonctionnelle pour les courbes de vitesses. Ensuite nous proposons une modélisation par régression locale afin de capturer la dynamique physique du trafic à très court terme. Nous estimons la fonction de noyau à partir des observations du phénomène en intégrant des connaissances a priori sur la dynamique du trafic. La dernière partie est dédiée à l'analyse des vitesses issues de véhicules traceurs. Ces vitesses sont irrégulièrement observées en temps et en espace sur un axe routier. Nous proposons un modèle de régression locale à l'aide de polynômes locaux pour compléter et lisser ces donnéesThe industrial partner of this work is Mediamobile/V-trafic, a company which processes and broadcasts live road-traffic information. The goal of our work is to enhance traffic information with forecasting and spatial extending. Our approach is sometimes inspired by physical modelling of traffic dynamic, but it mainly uses statistical methods in order to propose self-organising and modular models suitable for industrial constraints. In the first part of this work, we describe a method to forecast trafic speed within a time frame of a few minutes up to several hours. Our method is based on the assumption that traffic on the a road network can be summarized by a few typical profiles. Those profiles are linked to the users' periodical behaviors. We therefore make the assumption that observed speed curves on each point of the network are stemming from a probabilistic mixture model. The following parts of our work will present how we can refine the general method. Medium term forecasting uses variables built from the calendar. The mixture model still stands. Additionnaly we use a fonctionnal regression model to forecast speed curves. We then introduces a local regression model in order to stimulate short-term trafic dynamics. The kernel function is built from real speed observations and we integrate some knowledge about traffic dynamics. The last part of our work focuses on the analysis of speed data from in traffic vehicles. These observations are gathered sporadically in time and on the road segment. The resulting data is completed and smoothed by local polynomial regression
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Firozaly, Jérémy. "Homogénéisation d’équations de Hamilton-Jacobi et applications au trafic routier." Thesis, Paris Est, 2017. http://www.theses.fr/2017PESC1064/document.
Full textAbstract:
Cette thèse contient deux contributions à l’homogénéisation en espace-temps des équations de Hamilton-Jacobi du premier ordre. Ces équations sont en lien avec la modélisation du trafic routier. Enfin, sont présentés des résultats d’homogénéisation en milieu presque périodique. Le premier chapitre est consacré à l’homogénéisation d’un système infini d’équations différentielles couplées avec temps de retard. Ce système provient ici d’un modèle microscopique de trafic routier simple. Les conducteurs se suivent sur une route rectiligne infinie et l’on tient compte de leur temps de réaction. On suppose que la vitesse de chaque conducteur est une fonction de l’interdistance avec le conducteur qui le précède: on parle d’un modèle du type “follow-the-leader”. Grâce à un principe de comparaison strict, on montre la convergence vers un modèle macroscopique pour des temps de réaction inférieurs à une valeur critique. Dans un second temps, on exhibe un contre-exemple à l’homogénéisation pour un temps de réaction supérieur à cette valeur critique, pour des conditions initiales particulières. Pour cela, on perturbe la solution stationnaire dans laquelle les véhicules sont tous équidistants aux instants initiaux. Le second chapitre porte sur l’homogénéisation d’une équation de Hamilton-Jacobi dont l’Hamiltonien est discontinu en espace. Le modèle de trafic associé est une route rectiligne comportant une infinité de feux tricolores. Ces feux sont supposés identiques, équidistants et le déphasage entre deux feux successifs est supposé constant. On étudie l’influence à grande échelle de ce déphasage sur le trafic. On distingue la portion de route libre, qui sera représentée par un modèle macroscopique, et les feux, qui seront modélisés par des limiteurs de flux périodiques en temps. Le cadre théorique est celui par C. Imbert et R. Monneau (2017) pour les équations de Hamilton-Jacobi sur réseaux. L’étude se décompose en l’homogénéisation théorique, où l’Hamiltonien effectif dépend du déphasage, puis l’obtention de propriétés qualitatives de cet Hamiltonien à l’aide d’observations via des simulations numériques. Le troisième chapitre présente des résultats d’homogénéisation en milieu presque périodique. On étudie tout d’abord un problème d’évolution avec un Hamiltonien stationnaire, presque périodique en espace. À l’aide d’arguments presque périodiques, on effectue dans un second temps une nouvelle preuve du résultat d’homogénéisation du second chapitre. L’Hamiltonien est alors périodique en temps et presque périodique en espace. Sont également présentes des questions encore ouvertes, notamment dans le cas où l’Hamiltonien est presque périodique en temps-espace, et dans le cas d’un modèle de trafic où les feux sont assez proches, avec donc un modèle microscopique entre les feuxThis thesis report deals with the homogenization in space and time of some first order Hamilton-Jacobi equations. It contains two contributions. The corresponding equations are derived from traffic flow modelling. We finally present some results of almost periodic homogenization. In the first chapter, we consider a one dimensional pursuit law with delay which is derived from traffic flow modelling. It takes the form of an infinite system of first order coupled delayed equations. Each equation describes the motion of a driver who interacts with the preceding one: such a model is referred to as a ``follow-the-leader" model. We take into account the reaction time of drivers. We derive a macroscopic model, namely a Hamilton-Jacobi equation, by a homogenization process for reaction times that are below an explicit threshold. The key idea is to show, that below this threshold, a strict comparison principle holds for the infinite system. Above this threshold, we show that collisions can occur. In a second time, for well-chosen dynamics and higher reaction times, we show that there exist some microscopic pursuit laws that do not lead to the previous macroscopic model. Such a law is here derived as a perturbation of the stationnary solution, for which all the vehicles are equally spaced at initial times. The second chapter is dedicated to the homogenization of a Hamilton-Jacobi equation for traffic lights. We consider an infinite road where lights are equally spaced and with a constant phase shift between two lights. This model takes the form of a first order Hamilton-Jacobi equation with an Hamiltonian that is discontinuous in the space variable and the notion of viscosity solution is the one introduced by C. Imbert and R. Monneau (2017). Each light is modelled as a time-periodic flux limiter and the traffic flow between two lights corresponds to the classical LWR model. The global Hamiltonian will be time-periodic but not periodic in space for a general phase shift. We first show that the rescaled solution converges toward the solution of the expected macroscopic model where the effective Hamiltonian depends on the phase shift. In a second time, numerical simulations are used to analyse the effect of the phase shift on the effective Hamiltonian and to reveal some properties of the effective Hamiltonian from the numerical observations. In the third chapter, we are interested in some homogenization problems of Hamilton-Jacobi equations within the almost periodic setting which generalizes the usual periodic one. The first problem is the evolutionary version of the work cite {ishii2000almost}, with the same stationary Hamiltonian. The second problem has already been solved in the second chapter but we use here almost periodic arguments for the time periodic and space almost periodic Hamiltonian. We only study the ergodicity of the associated cell problems. We finally discuss open problems, the first one concerning a space and time almost periodic Hamiltonian and the second one being a microscopic model for traffic flow modelling where the Hamiltonian is almost periodic in space
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Gashaw, Sosina Mengistu. "Modélisation de trafic routier hétérogène pour systèmes de transport intelligents." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018AZUR4202/document.
Full textAbstract:
Cette dissertation modélise et analyse les flux de trafic hétérogènes, avec une attention particulière portée à la circulation de voitures et de deux-roues. L'augmentation du nombre de congestions de trafic a forcé les personnes désirant se déplacer à se diriger vers les le deux-roues (appelé ici PTWs = powered two wheelers), comme les motos, les mopeds et les scooters, du fait de leur facilité de manoeuvre et leur efficacité dans l'espace. L'augmentation du nombre de PTWs combinée au caractère unique de certaines de leurs fonctionnalités a résulté en un trafic complexe, donc les particularités sont difficiles à recréer avec les approches de modélisation existantes. Nous développerons ici un modele analytique permettant de reproduire de manière pertinente les particularités d'un flux de véhicules mêlant à la fois les voitures et les deux-roues. Le trafic se décompose en deux classes de véhicules : les PTWs et les voitures. Les propriétés fondamentales sont déduites en employant une approche "porous flow". On suppose que la vitesse d'un véhicule d’une certaine classe est dictée par les propriétés physiques et motrices du véhicule, ainsi que la distribution d'espace vide sur la route. Nous proposons une méthode d'approximation pour dériver la distribution d'espace vide. Dans le but d'explorer plus largement les caractéristiques du flux de trafic notamment requis par les applications de système de transport intelligent (ITS), nous formulons le modèle dans les cadres lagrangien et eulérien. Puis, nous feront appel à une méthode numérique pour la discrétisation du modèle mathématique. Se basant sur le modèle développé nous analyserons les caractéristiques du flux de trafic pour en identifier les propriétés les plus importantes qui nous permettrons de prédire de futures ITS applications et d'organisations du trafic. La possibilité d'appliquer le modèle pour les différentes ITS applications est illustrée par des exemples. Finalement, le modèle développé est validé à l'aide de l'outil de microsimulationThis dissertation models and analyzes heterogeneous traffic flow, with a particular focus on mixed traffic flow consisting of cars and two-wheelers. The increase in traffic congestion induces commuters to switch to powered two wheelers (PTWs), i.e. motorcycle, mopeds and scooters, because of their high maneuverability and space efficiency. The growth in number of PTWs, combined with their unique mobility features, results in complex traffic characteristics which are difficult to recreate with the existing modeling approaches. We develop an analytical model that can accurately reproduce the traffic features in a mixed flow of cars and PTWs. The traffic stream is decomposed into two vehicle classes, PTWs and cars. The fundamental properties are derived by employing a porous flow approach. It is assumed that the speed of a vehicle class is dictated by the physical and motion properties of the vehicle class, and the distribution of free spaces on the road. We propose an approximation method to derive the free-space distribution. In order to explore broader aspects of the traffic flow characteristics, notably required by intelligent transport system (ITS) applications, we formulate the model in the Lagrangian and the Eulerian frameworks. Further, we provide a numerical method for the discretization of the mathematical model. We analyze the flow characteristics of mixed PTWs and cars traffic and identify important properties, which give insights for future ITS solutions and traffic policy makers. The applicability of the model for different ITS applications is illustrated. Finally, the developed model is validated using a microsimulation tool
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Goatin, Paola. "Analyse et approximation numérique de quelques modèles macroscopiques de trafic routier." Habilitation à diriger des recherches, Université du Sud Toulon Var, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00765410.
Full textAbstract:
Ce mémoire présente une partie de mon activité de recherche postérieure à la thèse, soutenue en 2000. Plus particulièrement, je décris ici les résultats obtenus à partir de 2004, en tant que Maître de Conférences à l'Institut des Sciences de l'Ingénieur de Toulon et du Var et membre de l'actuel Institut de mathématiques de Toulon et du Var.
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Godin, Olivier. "Information visuelle multirésolution pour l'estimation de la vitesse du trafic routier." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2013. http://hdl.handle.net/11143/6583.
Full textAbstract:
La hausse du taux d'occupation des routes rend nécessaire l'utilisation de dispositifs visant à surveiller et analyser la circulation des utilisateurs du réseau routier. Bien souvent, des réseaux de surveillance par caméras sont déjà en place sur les routes. L'information visuelle est donc déjà disponible, mais est peu utilisée pour l'analyse automatisée du trafic. L'objectif de ce travail est de mettre au point une méthode automatisée basée sur l'information visuelle multirésolution permettant d'évaluer la fluidité de la circulation à plusieurs niveaux de précision. En effet, si une analyse manuelle de l'information visuelle peut permettre de dégager certaines tendances sur l'état du trafic routier, une approche automatisée permettra d'évaluer plus précisément plusieurs données sur le mouvement des véhicules. En tout temps, le déplacement moyen dans la scène sera évalué, afin d'obtenir un indice de fluidité global. Tant que la circulation demeure fluide, il n'est pas nécessaire d'estimer la vitesse du trafic avec plus de précision. Toutefois, si cet indice descend sous un certain seuil, l'analyse sera raffinée pour fournir le déplacement moyen par direction, en utilisant une résolution deux fois supérieure à la précédente. Finalement, à partir des images à pleine résolution, il sera possible d'obtenir une mesure du déplacement de chaque véhicule.
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Rousseau, Julien. "Contribution à la modélisation du trafic routier dans l'algèbre min-plus." Angers, 2010. http://www.theses.fr/2010ANGE0060.
Full textAbstract:
Face aux nombreux enjeux inhérents au trafic routier, il peut sembler essentiel de savoir le modéliser avec précision. De ce fait, de nombreuses études du trafic ont été réalisées afin de représenter au mieux le comportement des véhicules sur un réseau routier. Ces modèles décrivent l'écoulement de façon plus ou moins agrégé et sont souvent classés en deux catégories : les modèles microscopiques, mettant en jeu les véhicules comme des entités propres, et les modèles macroscopiques, considérant les déplacements des véhicules comme des flux. L'objectif de cette thèse est de proposer une modélisation du trafic routier en l'étudiant comme un système dynamique à évènements discrets, en particulier dans le cadre des systèmes linéaires sur les dioïdes. Un des principaux aspects de la modélisation proposée est qu'elle se base sur la théorie des systèmes, en particulier sur la composition de systèmes min-plus linéaires représentant chacun un tronçon, nous permettant ainsi de réaliser des assemblages pour modéliser des infrastructures plus complexes. La méthode de modélisation pour un tronçon est composée de deux phases. La première est l'estimation, via des méthodes adaptées de l'automatique classique et des méthodes originales dans l'algèbre min-plus, d'applications de formes particulières approximant les réponses impulsionnelles de systèmes min-plus linéaires correspondant à certains types de tronçons routiers. La seconde phase est celle de la modélisation à proprement parler. Ainsi, un modèle générique a été développé, celui-ci facilement composable en série et il permet également d'intégrer certains aspects inhérents au trafic routier.
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Martinet, Simon. "Estimation in-situ des facteurs d’émission des polluants du trafic routier." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSET006.
Full textAbstract:
La pollution atmosphérique en milieu urbain est un enjeu majeur pour la santé humaine et l’environnement. Le trafic routier représente la principale source de pollution dans les zones urbaines et contribue fortement à cette pollution atmosphérique dans ces zones malgré des améliorations de technologies de dépollution et de motorisations. Pour mesurer et approfondir les connaissances des émissions de polluants des véhicules routiers, différentes méthodes existent, avec chacune ses avantages et ses limites. Par exemple, les mesures sur un banc d’essai permettent d’étudier les émissions des véhicules selon leur technologie et avec une bonne reproductibilité des conditions de test. Cependant, cette approche reste limitée notamment pour la représentativité des émissions d’un parc de véhicules dans des conditions réelles de fonctionnement. La connaissance limitée des émissions des polluants non-réglementés, tels que les BTEX, les alcanes de C9 à C22, les composés carbonylés, les particules en nombre et le carbone suie qui ont des effets néfastes sur la santé et l’environnement et qui sont rarement mesurés en raison de la complexité de la métrologie, constitue un second axe d’approfondissement des émissions du trafic. L’objectif de ce travail est d’estimer in-situ des facteurs d’émission des polluants non-réglementés du trafic routier, dans des conditions réelles de circulation des véhicules et pour des parcs dont la composition est caractérisée avec précision. Dans ce but, les travaux de cette thèse ont permis de développer et de mettre en œuvre des méthodologies de mesure in-situ, en zone urbaine, des émissions de polluants non-réglementés du trafic routier, d’estimer des facteurs d’émission à partir des mesures effectuées sur différents sites (site ouvert en bord de route et site confiné). Ces facteurs d’émission sont établis pour des polluants non-réglementés, et pour un parc automobile réel précisément défini (connaissance détaillée de la composition du parc automobile en circulation et des conditions locales de circulation). Les facteurs d’émission ainsi déterminés in-situ sont comparés avec ceux dérivés des mesures sur banc à rouleau afin d’en vérifier la cohérence et analyser en fonction des différents sites de mesure et de l’impact de la composition du parc sur les émissions de polluants. Trois campagnes de mesure in-situ ont été menées, deux en bord de route dans des zones urbaines (sites ouverts) et une dans un tunnel proche d’une zone urbaine (site confiné). Les concentrations des polluants ciblés mesurées sur ces trois sites, ainsi que les différentes compositions de parc et les conditions de circulation relevées ont été utilisées pour estimer des facteurs d’émission par véhicule ou pour l’ensemble d’un parcUrban air pollution is a major issue for human health and the environment. Road traffic is the main source of pollution in urban areas and contributes significantly to air pollution in these areas despite improvements in pollution control technologies and engines. To measure and improve knowledge of pollutant emissions from road vehicles, different methods exist, each with its own advantages and limitations. For example, measurements on a test bench make it possible to study vehicle emissions according to their technology and with good reproducibility of test conditions. However, this approach remains limited, particularly for the representativeness of vehicle fleet emissions under real operating conditions. The limited knowledge of emissions of unregulated pollutants, such as BTEX, C9-22 alkanes, carbonyl compounds, particulate matter and soot carbon, which have adverse effects on health and the environment and are rarely measured due to the complexity of metrology, is a second area for further study of traffic emissions. The objective of this work is to estimate in-situ emission factors for unregulated pollutants from road traffic, under real vehicle traffic conditions and for fleets whose composition is precisely characterized. For this purpose, the work of this thesis has made it possible to develop and implement methodologies for in-situ measurement, in urban areas, of unregulated pollutant emissions from road traffic, and to estimate emission factors based on measurements made at different sites (open roadside site and confined site). These emission factors are established for unregulated pollutants, and for a precisely defined actual vehicle fleet (detailed knowledge of the composition of the vehicle fleet in use and local traffic conditions). The emission factors thus determined in-situ are compared with those derived from bench measurements in order to verify their consistency and analyse them according to the different measurement sites and the impact of the composition of the fleet on pollutant emissions. Three in-situ measurement campaigns were carried out, two roadside in urban areas (open sites) and one in a tunnel near an urban area (confined site). The concentrations of the targeted pollutants measured at these three sites, as well as the different fleet compositions and traffic conditions identified, were used to estimate emission factors per vehicle or for the entire fleet