Pôle de Sciences et Technologies pour la Sécurité des Transports ST2

1. Pôle de Sciences et Technologies pour la Sécurité des Transports ST2 Projet 6 : Gestion et optimisation des réseaux de transport Joaquin RODRIGUEZ Séminaire - 19 Févier 2004

2. Amélioration des performances • Garantir un niveau de sécurité 6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport OBJECTIFS Recommandations européennes(a): (a)Commission des Communautés Européennes Livre Blanc-La politique Européenne des transports à l’horizon 2010: l’heure des choix, COM(2001) 370.

3. Optimisation des performances des réseaux 6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport OBJECTIFS Risques  Contraintes Ressources (Personnel, matériel roulant, infrastructures, …) Services

4. 6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport VÉRROUS Maîtrise : Explosion combinatoire Incertitudes

5. Paris Gare du Nord Chantilly 1 LC 1 D VSD 2 L 2 LC DC M 1 LN RC 2 D 2 M 1 M RT 1 R 2 R 1 LN 2 LC 2 LN Grande Ceinture 2 LN LGV Lille 6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport VÉRROUS Maîtrise :  Explosion combinatoire  Incertitudes Un exemple: la gestion de circulations ferroviaires dans un poste d'aiguillage

6. Paris Gare du Nord Chantilly 1 LC 1 D VSD 2 L 2 LC DC M 1 LN RC 2 D 2 M 1 M RT 1 R 2 R 1 LN 2 LC 2 LN Grande Ceinture 2 LN : conflits LGV Lille 6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport VÉRROUS Maîtrise :  Explosion combinatoire  Incertitudes Scénario à 6 trains : limiter l'amplification des retards ?

7. Scénario à 6 trains : limiter l'amplification des retards ? 25920 combinaisons 2n combinaisons n =nb de conflits Paris Gare du Nord Chantilly 1 LC 1 D VSD 2 L 2 LC DC M 1 LN RC 2 D 2 M 1 M RT 1 R 2 R 1 LN 2 LC 2 LN Grande Ceinture 2 LN : conflits LGV Lille 6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport VÉRROUS Maîtrise :  Explosion combinatoire  Incertitudes Changer les parcours des trains 2. Changer l’ordre des trains

8. Scénario à 6 trains : limiter l'amplification des retards ? Paris Gare du Nord Chantilly 1 LC 1 D VSD 2 L 2 LC DC M 1 LN RC 2 D 2 M 1 M RT 1 R 2 R 1 LN 2 LC 2 LN Grande Ceinture 2 LN : conflits LGV Lille 6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport VÉRROUS Maîtrise :  Explosion combinatoire  Incertitudes  Heures d'entrée  Longueur des trains  Capacité de traction  Conduite

9. 6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport VÉRROUS

10. 6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport ACTEURS EQUIPES UVHC LAMIH-ROI LAMIH-SP LAMIH-RAIHM USTL LAGIS (SED) LAGIS (COMPIL) INRETS ESTAS Total : 7PR, 12 MC, 5 Doctorants

11. 6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport AVANCEMENT Début (date d'obtention des crédits) Action 1 : Analyse des performances ? 2004 Action 2 : 2.1 Reconfiguration de réseaux Septembre 2003 2.2 Transport de de matières dangereuses Décembre 2002

12. Théories/modèles Champs d’expérimentation • Réseaux de Petri stochastiques • Algèbre des dioïdes Analyse de la capacité ferroviaire 6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport AVANCEMENT Action 1 : Analyse de performances

13. 6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport AVANCEMENT Action 1 : Analyse des performances Modélisation d'un noeud ferroviaire/risques : Description de l'infrastrastructure Réseau de Pétri temporisés stochastiques Composition de : • Cantons • Signaux • Enclenchements d'itinéraires Opérateurs de fusion et suppression de : • Places • Transitions

14. 6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport AVANCEMENT Action 1 : Analyse des performances Modélisation 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.

15. Théorie/modèles Champs d’expérimentation • Approches évolutionnistes, Multi-agents • Re-configuration de réseaux dans les situations de crise • Programmation mathématique, modèle bi-niveaux • Transport de matières dangereuses (TMD) 6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport AVANCEMENT Action 2 : Optimisation

16. 6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport AVANCEMENT Action 2 : Optimisation 2.1 Reconfiguration de réseaux Verrous spécifiques : • Intégration d’informations spatio-temporelles • Perturbations provenant de l’environnement urbain

17. 6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport AVANCEMENT 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.

18. Action 2 : Optimisation 6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport AVANCEMENT 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

19. 6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport AVANCEMENT Accidents routiers de TMD par département (Source : Ministère de l ’Écologie et du Développement Durable)

20. 6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport AVANCEMENT Evaluation du risque - Objectifs considérés • Evaluation du risque B A RAB = ProbABPopAB • Problèmes multi-objectifs de chemin ou de localisation:Minimisation du risque (risque total ou/et équité)Minimisation du coût

21. (origine-destination) : (Lille, Auxerre) (Rouen, Auxerre) (Lille, Melun) 6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport AVANCEMENT Conception de réseau par les chemins

22. 6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport AVANCEMENT Conception de réseau par les chemins La conception par chemins n’est pas satisfaisante

23. 6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport AVANCEMENT Problème de conception de réseau de tranport sûr B A D C Couples (origine-destination) : (A,B) (A,D) (B,C) Déterminer un réseau pour le TMD prenant en compte des critères économiques et de risque.

24.  Meneur  Suiveur  Hiérarchie entre les agents de décision 6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport AVANCEMENT Notre approche Agents de décision : - Autorité de tutelle - Transporteurs Objectifs : - Minimiser le risque encouru - Minimiser un coût généralisé

25. 6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport AVANCEMENT Notre approche Modélisation sous forme d’un problème de programmation mathématique à deux niveaux Hypothèse: Faire payer aux transporteurs le coût du risque qu’ils font courir à la population Variables de décision: - Meneur :Tarif dépendant du risque donc du flux - Suiveur : Flux dépendant du coût généralisé incluant le tarif Méthodes : Heuristiques

26. Action 1 Action 2.2 Action 2.1 POSITIONNEMENT: Prévention, Correction, Gestion des conséquences Projet 6 6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport

27. 6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport OUVERTURE NATIONALE OU INTERNATIONALE 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)

28. PERSPECTIVES 6 - Gestion et optimisation des réseaux de transport • Implémentation et expérimentation des modèles proposés • Modèle utilisant l’algèbre des dioïdes (Max + )