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Pôle de Sciences et Technologies
pour la Sécurité des Transports
ST2
Séminaire - 19 Févier 2004
Projet 6 :Gestion et optimisation des
réseaux de transport
Joaquin RODRIGUEZ
OBJECTIFS
6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport
Recommandations européennes(a) :
Amélioration des performances
Garantir un niveau de sécurité
(a) Commission des Communautés Européennes Livre Blanc-La politique
Européenne des transports à l’horizon 2010: l’heure des choix, COM(2001)
370.
OBJECTIFS
6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport
Optimisation des performances des
réseaux
Services
Ressources(Personnel, matériel roulant,
infrastructures, …)
Risques Contraintes
6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport
Maîtrise :
Explosion combinatoire
Incertitudes
VÉRROUS
VÉRROUS
6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport
Maîtrise : Explosion combinatoire Incertitudes
Un exemple: la gestion de circulations ferroviaires dans un poste d'aiguillage
1 LN
ParisGare du Nord Chantilly
LGV Lille
Grande Ceinture
VSD
DC
RC
RT1 R 2 R
2 L 1 D
M
2 D
1 LC
2 LC
2 LN2 LN
1 LN
2 M
1 M
2 LC
VÉRROUS
6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport
Maîtrise : Explosion combinatoire Incertitudes
Scénario à 6 trains
1 LN
ParisGare du Nord Chantilly
LGV Lille
Grande Ceinture
VSD
DC
RC
RT1 R 2 R
2 L 1 D
M
2 D
1 LC
2 LC
2 LN2 LN
1 LN
2 M
1 M
2 LC
: conflits
: limiter l'amplification des retards ?
VÉRROUS
6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport
Maîtrise : Explosion combinatoire Incertitudes
1 LN
ParisGare du Nord Chantilly
LGV Lille
Grande Ceinture
VSD
DC
RC
RT1 R 2 R
2 L 1 D
M
2 D
1 LC
2 LC
2 LN2 LN
1 LN
2 M
1 M
2 LC
2. Changer l’ordre des trains 1. Changer les parcours des trains
2n combinaisons
n = nb de conflits
25920 combinaisons
Scénario à 6 trains : limiter l'amplification des retards ?
: conflits
VÉRROUS
6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport
Maîtrise : Explosion combinatoire Incertitudes
1 LN
ParisGare du Nord Chantilly
LGV Lille
Grande Ceinture
VSD
DC
RC
RT1 R 2 R
2 L 1 D
M
2 D
1 LC
2 LC
2 LN2 LN
1 LN
2 M
1 M
2 LC
Heures d'entrée Longueur des trains Capacité de traction Conduite
: conflits
Scénario à 6 trains : limiter l'amplification des retards ?
VÉRROUS
6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport
Explosion combinatoire
Incertitudes
Action 1:
Évaluation des performances d'un plan de transport
Action 2:
Optimisation d'un plan de transport
ACTEURS
6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport
EQUIPESUVHC
LAMIH-ROILAMIH-SPLAMIH-RAIHM
USTLLAGIS (SED)LAGIS (COMPIL)
INRETSESTAS
Total : 7PR, 12 MC, 5 Doctorants
AVANCEMENT
6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport
Début (date d'obtention des crédits)
Action 1 : Analyse des performances ? 2004
Action 2 : 2.1 Reconfiguration de réseaux Septembre 20032.2 Transport de de matières dangereuses Décembre 2002
AVANCEMENT
6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport
Action 1 : Analyse de performances
Analyse de la capacité ferroviaire
•Réseaux de Petri stochastiques•Algèbre des dioïdes
Champs d’expérimentationThéories/modèles
AVANCEMENT
6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport
Action 1 : Analyse des performancesModélisation d'un noeud ferroviaire/risques :
Description de l'infrastrastructure
Composition de :• Cantons• Signaux• Enclenchements
d'itinéraires
Réseau de Pétri temporisés stochastiques
Opérateurs de fusion et suppression de :• Places• Transitions
AVANCEMENT
6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport
Action 1 : Analyse des performancesModélisation d'un noeud ferroviaire/risques :
Publication:[Bourdais & al. 04] Etude de noeuds ferroviaires à l'aide des réseaux de Petri temporisés stochastiques, R. Bourdais, B. Trouillet, P.Yim, Conférence Internationale Francophone d'Automatique - CIFA 2004.
6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport
Action 2 : Optimisation
• Re-configuration de réseaux dans les situations de crise
• Approches évolutionnistes, Multi-agents
• Transport de matières dangereuses (TMD)
• Programmation mathématique, modèle bi-niveaux
Champs d’expérimentationThéorie/modèles
AVANCEMENT
AVANCEMENT
6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport
Action 2 : Optimisation2.1 Reconfiguration de réseaux
Verrous spécifiques :
• Intégration d’informations spatio-temporelles
• Perturbations provenant de l’environnement urbain
AVANCEMENT
6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport
2.1 Reconfiguration de réseaux
Solutions :
• Approche évolutionniste de la Régulation avec
Reconfiguration (AERAR)
•Algorithme de recherche d’Itinéraires (ARI) est présenté et
mis en œuvre
[Fayech & al, 02d] B.Fayech, S.Hammadi and S.Maouche, “Partial Network Reconfiguration through a Dynamic Vehicle Scheduling Approach”, IEEE SMC, CDROM Proceedings TA2I3, October 6-9, Tunisia, 2002.
AVANCEMENT
6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport
Action 2 : Optimisation
2.2 Conception d’un réseau sûr pour le transport de matières dangereuses (TMD)
• Une matière dangereuse : substance qui, par ses propriétés physiques ou chimiques, ou bien par la nature des réactions qu'elle est susceptible de mettre en oeuvre, peut présenter un danger grave pour l'homme,les biens ou l'environnement. Elle peut être : inflammable, toxique, explosive, corrosive ou radioactive.
• Le TMD : 2/3 routier - 1/3 ferroviaire
• Accidents:De 1989 à 1993 : 181 accidents en moyenne dont 17 mortels1996 : 234 accidents dont 19 mortels
AVANCEMENT
6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport
(Source : Ministère de l ’Écologie et du Développement Durable)
Accidents routiers de TMD par département
AVANCEMENT
6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport
Evaluation du risque - Objectifs considérés
• Evaluation du risque
A
B
RAB = ProbAB PopAB
• Problèmes multi-objectifs de chemin ou de localisation:
Minimisation du risque (risque total ou/et équité)
Minimisation du coût
AVANCEMENT
6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport
Conception de réseau par les chemins
(origine-destination) : (Lille, Auxerre)
(Rouen, Auxerre)
(Lille, Melun)
AVANCEMENT
6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport
La conception par chemins n’est pas satisfaisante
Conception de réseau par les chemins
AVANCEMENT
6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport
Problème de conception de réseau de tranport sûr
A
B
C
D
Couples (origine-destination) : (A,B) (A,D) (B,C)
Déterminer un réseau pour le TMD prenant en compte
des critères économiques et de risque.
AVANCEMENT
6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport
Notre approche
Agents de décision :
- Autorité de tutelle
- Transporteurs
Objectifs :
- Minimiser le risque encouru
- Minimiser un coût généralisé
Hiérarchie entre les agents de décision
Meneur Suiveur
AVANCEMENT
6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport
Notre approche
Modélisation sous forme
d’un problème de programmation mathématique à deux niveaux
Méthodes : Heuristiques
Hypothèse: Faire payer aux transporteurs le coût du risque qu’ils fontcourir à la population
Variables de décision:- Meneur : Tarif dépendant du risque donc du flux- Suiveur : Flux dépendant du coût généralisé incluant le tarif
6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport
Action 1Action 2.2
Action 2.1
POSITIONNEMENT:Prévention, Correction, Gestion des
conséquences
Projet 6
Prévention CorrectionGestion
desconséquences
Comportementsindésirables
échec échec
accident
Robustesseaux chocs….
- récupération H/M- freinage-procéured
- normes- procédures- maintenance- supervision (surveillance, détection de
défaillances …)
OUVERTURE NATIONALE OU INTERNATIONALE
6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport
Projets internationaux:-TAMPUS sur la télécommunication et l’information temps réel(UE)-FRSQ sur la Gestion de systèmes de véhicules d’urgence (Canada)
Projets nationaux:-PREDIM(plateforme de recherche nationale sur l’information multimodale)-INTERREGIIc(observatoire eurorégional pour les transports et la mobilité)
Projets régionaux(CPER-GRRT):-RECIFE(analyse de la capacité ferroviaire)-3-Suisses(Logistique/SupplyChain)
PERSPECTIVES
6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport
• Implémentation et expérimentation des modèles proposés
• Modèle utilisant l’algèbre des dioïdes (Max + )