Multimodal Transportation Networks: Modeling, Control and Quality of Service
Régulation, fiabilité et qualité de service des réseaux de transports multimodaux
Résumé
The research, teaching, and expertise presented in this HDR dissertation belong to the field of traffic regulation. Disciplinarily, the techniques developed and implemented fall within the domains of control engineering, operations research, computer science, and statistics.
In this dissertation, I outline my research along four axes: traffic state estimation, highway traffic regulation, urban multimodal traffic regulation, and reliability and quality of service of multimodal networks.
Traffic State Estimation: After the simple Kalman filter, I am currently working on implementing an "unscented" Kalman filter, which allows for better consideration of nonlinearities and constraints on traffic state.
Highway Traffic Regulation: My methodological contribution involved developing optimal control for coordinated regulation for large highways. I am currently assisting in the real-time implementation of this type of control in Île-de-France.
Urban Multimodal Traffic Regulation: I have contributed to the development of various regulation strategies based on Linear-Quadratic methods: Model Predictive Control, multi-objective control, and multi-agent systems. I initially focused on traffic in a conventional environment before addressing traffic in a cooperative environment and in the presence of autonomous vehicles.
Reliability and Quality of Service of Multimodal Networks: My contribution primarily concerns the definition and understanding of travel time reliability, a relatively new concept in project evaluations. I have analyzed and discussed the relevance of various indicators developed for its measurement. Methodologically, I present two major contributions. The first concerns the methodology developed for ex-post evaluation of reliability using the before-after comparison method, generalized to account for the distributions involved in reliability. The second concerns the development of the Gini index and a methodology allowing the use of the Lorenz curve to analyze the regularity of public transportation lines.
Finally, in perspective, I have already begun to extend my research to new types of sensors (GPS and Big Data) and, on the other hand, I am delving into the broad field of dynamic resilience in transportation networks
Les travaux de recherche, d’enseignement et d’expertise présentés dans ce mémoire de HDR relèvent du domaine de la régulation du trafic. Sur le plan disciplinaire, les techniques développées et mises en œuvre appartiennent aux domaines de l’automatique, de la recherche opérationnelle, de l’informatique et des statistiques.
Dans ce mémoire, je décline mes recherches suivant quatre axes : l'estimation de l'état du trafic, la régulation du trafic autoroutier, la régulation du trafic urbain multimodal, la fiabilité et la qualité de service des réseaux multimodaux.
Estimation de l'état du trafic. Après le filtre de Kalman simple, je travaille aujourd'hui à la mise en œuvre d'un filtre de Kalman "unscented", qui permet une meilleure prise en compte des non-linéarités et des contraintes sur l'état du trafic.
Régulation du trafic autoroutier. Mon apport méthodologique a consisté à développer une commande optimale pour une régulation coordonnée pour des autoroutes de grandes dimensions. J'accompagne aujourd'hui l’implémentation de ce type de commande en temps réel en Île-de-France.
Régulation du trafic urbain multimodal. J’ai contribué au développement de diverses stratégies de régulation sur la base des méthodes Linéaire-Quadratique : commande Prédictive à base de Modèle, commande multi-objectifs et système multi-agents. Je me suis d’abord intéressée à la circulation dans un environnement classique avant de traiter le trafic dans un environnement coopératif, puis en présence de véhicules autonomes.
Fiabilité et qualité de service des réseaux multimodaux. Ma contribution concerne en premier lieu la définition et la connaissance de la fiabilité du temps de parcours, notion relativement nouvelle dans les évaluations des projets. J'ai analysé et discuté la pertinence des différents indicateurs développés pour sa mesure. Du point de vue méthodologique, je présente deux contributions majeures. La première concerne la méthodologie mise au point pour l'évaluation ex-post de la fiabilité par la méthode de comparaison avant-après, généralisée pour tenir compte des distributions qui interviennent dans la fiabilité. La seconde concerne le développement de l'indice de Gini et d'une méthodologie permettant l'usage de la courbe de Lorenz pour analyser la régularité des lignes de transports en commun.
Enfin en perspective, d’une part j’ai déjà entamé l’extension de mes recherches aux nouveaux types de capteurs (données GPS et Big Data) et d’autre part j’investie le large domaine de la résilience dynamique dans les réseaux de transports.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)