La planification des opérations en transport ferroviaire

Jean-François Cordeau

Service de l’enseignement de la GOP

École des HEC

Plan de la présentation

• Introduction

• La planification du transport ferroviaire de marchandises

• Classification des modèles proposés

• Exemples

• Affectation des locomotives et des wagons aux trains de passagers

La petite histoire du transport ferroviaire

• 1825 : premier chemin de fer opérationnel

• 1830 - 1900 : croissance

• 1900 - 1945 : âge d’or

• 1945 -1980 : déclin

• 1980 - : revitalisation

Causes du déclin

• Développement de modes de transport plus rapides et mieux adaptés

• Gestion orientée vers les coûts plutôt que vers la qualité du service

• Optimisation locale et mauvais partage des ressources

• Mauvais contrôle des ressources

La R.O. en transport ferroviaire

• Grand nombre de problèmes pouvant être modélisés et résolus par optimisation

• Gains potentiels considérables

• Difficultés : taille et complexité des problèmes, disponibilité des données

• Résultats : utilisation de la simulation, peu d’implantations pratiques, retard par rapport à d’autres domaines (aérien, routier, ...)

Depuis 10 - 15 ans

• Privatisation, déréglementation, compétition

• Ordinateurs et systèmes d’information plus puissants

• Modèles récents davantage réalistes

• Conséquences : convergence de la théorie et de la pratique, utilisation croissante de la R.O. et de l’optimisation mathématique

La planification

Stratégique :construction ou abandon de segments,

acquisition de matériel roulant

Tactique :horaire des trains et du personnel,

affectation de la demande aux trains

Opérationnelle :ordonnancement des trains,

mises à jour suite aux retards

La planification tactique du transport de marchandises

Demandes : tonnages à transporterd’une origine à une destination

Politiques de routage des trainset de la marchandise dans

le réseau

Ressourcesdisponibles

Composantes de la planificationTrain directs ouconsolidation ?

Politique deblocage des wagons

Politique d’habillagedes trains

Distribution deswagons vides

Affectation deslocomotives aux trains

Ordonnancementdes trains

Modèles de routage

Modèles temporels

Trains directs ou consolidation ?

• Dépend de l’intensité de la demande

• Trains directs réduisent les délais et le travail de classification mais sont plus sensibles aux variations de la demande

• Consolidation permet les économies d’échelle et la stabilité des opérations

Politique de blocage des wagons

• Plan de consolidation de la marchandise

Politique d’habillage des trains

• Affectation des blocs aux trains

Distribution des wagons vides

• Repositionnement dynamique permet de mieux répondre à la demande

• Wagons vides représentent environ 30% de tous les déplacements

• Impact sur les besoins en capacité

• Nécessite des prévisions de demande fiables

Les modèles de routage

• Modèles analytiques de cours de triage

• Modèles de configuration de réseau

• Modèles de blocage des wagons• Modèles d’habillage des trains• Modèles d’habillage et d’horaire

• Modèles de distribution des wagons vides• Une seule entreprise

• Plusieurs entreprises

Les modèles temporels

• Modèles analytiques d’utilisation des voies

• Modèles d’ordonnancement des trains• Vitesse fixe

• Vitesse variable• Modèles d’affectation des locomotives

• Une locomotive par train

• Plusieurs locomotives par train

• Locomotives et wagons de passagers

A2 blocs

300

B1 bloc100

C1 bloc100

D

A - B : 100 wagonsA - C : 80 wagonsA - D : 90 wagons

Contrainte : volume minimal de 100 wagons pour opérer un train sur un segment

A

B

C

D

E

+25

-25

+75

-75

+100

-100

+50

-50

A

B

C

D

E

+25

-25

+75

-75

+50

-50

+50

-50

Contrainte : volume minimal de 100 wagons pour opérer un train sur un segment

2500 HP

6500 HP3000 HP

Locomotives disponibles : 1500 2000

1500

1500

1500

1500

2000 2000

1500 1500

1500

Trains: (1) Nord-sud, 9h, 50 kmh (2) Sud-nord, 9h, 50 kmh (3) Sud-nord, 11h, 100 kmh

E1

E3

E2

E4

9h 11h 13hSUD

NOR