Description
Date depot: 1 janvier 1900
Titre: Modèles et algorithmes pour le contrôle du trafic routier urbain par un réseau de capteurs
Encadrant :
Claude CHAUDET (LTCI (EDMH))
Directrice de thèse:
Isabelle DEMEURE (LTCI (EDMH))
Domaine scientifique: Sciences et technologies de l'information et de la communication
Thématique CNRS : Non defini
Resumé:
Cette thèse prend pour objet d'étude l'infrastructure de transports terrestres urbains. Ce réseau, comprenant transports en communs ainsi que véhicules personnels, a d'ores et déjà été la source de nombreux travaux scientifiques pour des disciplines aussi variées que l'économie, l'environnement, la sociologie, les transports et, bien entendu, les STIC, notamment au travers des initiatives 'villes intelligentes' ou 'e-cities', telles que l'emblématique laboratoire {Smart Cities} du MIT.
Cette thèse propose de s'attaquer à la problématique de la régulation du trafic routier afin de satisfaire des objectifs de sécurité et de réduction de l'impact environnemental des villes, tout en améliorant l'expérience de l'usager par la réduction de la fréquence et de la taille des embouteillages. Il s'agit de caractériser, de formaliser et de traiter simultanément ces objectifs {a priori} antagonistes au travers de modèles et d'algorithmes distribués s'appuyant sur un réseau radio multisaut de capteurs localisés dans les équipements de signalisation routière auquel peut s'adjoindre un réseau de véhicules communicants.
La première phase de ce travail consistera à modéliser et à caractériser un objectif d'optimisation multi-critères combinant la maximisation du flux de trafic, la réduction des temps de parcours, la diminution des émissions de gaz à effets de serre, garantissant un partage équitable de l'infrastructure avantageant les véhicules prioritaires. Par la suite, différentes stratégies seront évaluées au regard de cet objectif, en utilisant des formalismes tels que la théorie des files d'attente, aboutissant à la définition d'un ensemble d'algorithmes distribués de gestion des éléments de signalisation (feux et limitations de vitesse) dont les propriétés (performance, absence de situations de blocage, etc.) seront confrontées à des modèles de comportement réalistes des usagers. Ce travail sera enfin instancié dans un protocole de communication efficace et sécurisé au sein d'un réseau composé des éléments de signalisation auquel pourra s'adjoindre un réseau véhiculaire complétant les données collectées par l'infrastructure tout en bénéficiant d'informations de trafic précises pour alimenter des outils de navigation intelligents.
Si le coeur de cette thèse est dans le domaine des TIC, de nombreuses collaborations pluridisciplinaires pourront en émerger. L'INRETS, au travers de son axe de recherche 2.3 'Optimisation de l'exploitation et de l'usage des réseaux, intermodalité', mais aussi par son département 'Économie et Sociologie des Transports' est un interlocuteur privilégié avec lequel des contacts ont été initiés. Des organismes tels que la ville de Paris ou Air Parif pourront être impliqués lors de la définition des objectifs et de la description du scénario, fournissant des données géographiques, de trafic ou de présence de polluants. Si des modèles de chacun des aspects sus-mentionnés sont disponibles publiquement, des contacts ont été entrepris auprès de ces organismes afin d'obtenir des données plus précises et actuelles.
Le projet global est fondamentalement pluridisciplinaire. Cependant, l'équilibre entre les différentes disciplines reste à identifier et à définir. En outre, un travail important de modélisation et de conception algorithmique est nécessaire avant d'imaginer réaliser un démonstrateur ou dériver une solution industrielle. À cette fin, une collaboration démarrée avec la ville de Cergy (Val d'Oise) sera mise à profit pour alimenter les modèles en données réalistes. S'il semble prématuré de porter ce projet au niveau des appels nationaux ou européens, plusieurs entreprises ont d'ores et déjà été identifiées à cette fin. JC Decaux et Citélum, avec qui le département Informatique et Réseaux de Télécom ParisTech démarre une importante collaboration, sont des partenaires évidents. La société anglaise {now wireless} peut, elle aussi constituer un partenaire intéressant dans le cadre d'une collaboration européenne. Elle propose d'ores et déjà une offre centralisée de contrôle des feux de circulation (basée sur la technologie Mesh4G) pour permette à une ville de changer l'organisation des feux de circulation à partir d'un centre de contrôle lors de travaux, par exemple, mais le système n'intègre pas d'intelligence distribuée. Enfin, des sociétés de transport telles que la RATP ou le SAMU, en tant qu'usagers prioritaires de l'infrastructure routière devront être impliqués {a minima} lors des phases de définition du scénario, de mise en oeuvre et d'évaluation.
Aucune contribution de l'état de l'art, à notre connaissance, n'a réellement cherché à exprimer un objectif d'optimisation complexe, mêlant plusieurs objectifs potentiellement contradictoires. Le premier objectif de cette thèse sera par conséquent de définir des modèles pertinents et réalistes des différents critères de performance et de les combiner pour aboutir à une métrique mêlant :
-* la performance du rése
Doctorant.e: Faye Sebastien