Modélisation dynamique macroscopique de l'écoulement d'un trafic routier hétérogène poids lourds et véhicules légers PDF Download
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Author: Stéphane Chanut
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Category :
Languages : fr
Pages : 291
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Book Description
L'hétérogénéité du trafic est l'un des phénomènes à qualifier et à quantifier pour les exploitants. En particulier, se pose la question de l'impact sur l'écoulement de la présence de poids lourds au sein du trafic. Cette thèse propose un modèle d'écoulement du trafic permettant de décrire le comportement d'un trafic hétérogène. Ce modèle est macroscopique à deux classes : le trafic est un flux continu composé de deux classes homogènes : des poids lourds et des véhicules légers, différenciés par leur vitesse et leur longueur. Le modèle fait l'objet d'une résolution analytique complète et une résolution numérique est mise en place par l'utilisation d'un schéma de type Godunov. Une attention particulière est portée aux phases de dépassement et à leurs conséquences sur l'écoulement par la mise en place d'une modélisation spécifique. Les applications dont le modèle pourrait faire l'objet sur le terrain sont nombreuses, notamment quant au test de mesures de régulation d'un trafic hétérogène
Author: Stéphane Chanut
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Category :
Languages : fr
Pages : 291
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Book Description
L'hétérogénéité du trafic est l'un des phénomènes à qualifier et à quantifier pour les exploitants. En particulier, se pose la question de l'impact sur l'écoulement de la présence de poids lourds au sein du trafic. Cette thèse propose un modèle d'écoulement du trafic permettant de décrire le comportement d'un trafic hétérogène. Ce modèle est macroscopique à deux classes : le trafic est un flux continu composé de deux classes homogènes : des poids lourds et des véhicules légers, différenciés par leur vitesse et leur longueur. Le modèle fait l'objet d'une résolution analytique complète et une résolution numérique est mise en place par l'utilisation d'un schéma de type Godunov. Une attention particulière est portée aux phases de dépassement et à leurs conséquences sur l'écoulement par la mise en place d'une modélisation spécifique. Les applications dont le modèle pourrait faire l'objet sur le terrain sont nombreuses, notamment quant au test de mesures de régulation d'un trafic hétérogène
Author: Emmanuel Bourrel
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Languages : fr
Pages : 261
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Book Description
Pour répondre aux attentes des exploitants de réseaux routiers (notamment en termes d'aide à la décision et d'évaluation des actions d'exploitation), de nombreux modèles d'écoulement dynamique du trafic ont été développés afin de représenter la façon dont les véhicules se propagent sur un tronçon de route. Ces modèles décrivent l'écoulement de façon plus ou moins agrégée et sont généralement classés en deux grandes catégories de modèles : les modèles microscopiques, qui s'intéressent à la dynamique des véhicules individualisés, et les modèles macroscopiques, modèles plus globaux qui considèrent le trafic en mouvement comme un fluide. Une des difficultés rencontrées dans l'étude de ces modèles est la grande disparité des échelles considérées. L'objet de cette thèse est d'approfondir ces problèmes d'échelles (notamment en étudiant le lien qui existe entre les modèles microscopiques et macroscopiques) à travers le développement d'un modèle hybride d'écoulement du trafic routier (on définit un modèle hybride comme le couplage entre un modèle microscopique et un modèle macroscopique). L'intérêt d'un modèle hybride est qu'il permet d'adapter le modèle d'écoulement aux besoins de modélisation des différents éléments du réseau. Il est ainsi possible de décrire avec le modèle microscopique certains éléments spécifiques où les phénomènes locaux de l'écoulement peuvent avoir des conséquences au niveau global (gare de péage, entrecroisement autoroutier, carrefour giratoire, ) tout en conservant une vision globale de l'écoulement sur le reste du réseau avec le modèle macroscopique. Bien qu'il existe quelques modèles de ce type dans la littérature, il n'existe aucune vision globale des problèmes liés à l'hybridation. De ce fait, il est très difficile de savoir sur quelle base juger la pertinence des modèles proposés. C'est la raison pour laquelle nous proposons dans cette thèse un cadre théorique général définissant ces modèles, notamment en déterminant les propriétés fondamentales que doivent posséder les modèles hybrides pour être valides. Nous proposons alors un nouveau modèle hybride fondé sur un modèle macroscopique du premier ordre (le modèle Lighthill-Whitham-Richards). La particularité du modèle proposé est qu'il permet de prendre en compte la diversité de comportement des véhicules dans la partie microscopique en introduisant des distributions sur certains paramètres. Les résultats fournis par ce modèle sont alors étudiés pour trois exemples d'application (gare de péage à une voie, intersection entre une voie prioritaire et une voie secondaire et combinaison de deux intersections) dans lesquels nous montrons l'intérêt du couplage entre modèles microscopiques et macroscopiques.
Author: Ludovic Leclercq
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Languages : fr
Pages : 317
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Pour estimer finement le bruit émis par un trafic routier dont l'écoulement est très fluctuant (abords d'un feu tricolore par exemple), il est nécessaire de décrire et de prendre en compte l'évolution spatio-temporelle du flux de véhicules considéré. Cette thèse propose d'utiliser un modèle de simulation de trafic pour caractériser l'évolution du flux et permettre ainsi, en le couplant à des lois acoustiques décrivant finement l'émission unitaire des véhicules, d'estimer les variations dynamiques des niveaux de bruit émis par le trafic. Le modèle de trafic utilisé est un modèle macroscopique du premier ordre. Les situations où les véhicules accélèrent étant identifiées comme importantes pour estimer précisément les nuisances sonores, ce modèle est étendu pour permettre la représentation correcte de la cinématique des véhicules durant les phases transitoires. L'extension du modèle consiste à introduire une contrainte sur l'accélération maximale autorisée en complément des équations décrivant le comportement du flux. Cette contrainte est intégrée de manière analytique et de manière numérique par le développement d'une version discrétisée du modèle à accélération bornée. La cohérence des profils cinématiques obtenus grâce à cette version discrétisée est traitée d'un point de vue théorique par l'étude de la convergence des solutions numériques vers les solutions du modèle analytique et d'un point de vue pratique par l'étude en simulation du redémarrage d'un flux aux abords d'un feu tricolore. Ce modèle de trafic est ensuite couplé avec des lois unitaires d'émission fournies par le Laboratoire Transport et Environnement de l'INRETS. Cette opération est rendue possible par le développement d'un modèle intermédiaire capable d'estimer le rapport de boîte des véhicules en fonction de l'état cinématique de ceux-ci car le modèle de trafic ne modélise pas cette variable. Les résultats fournis par le modèle global sont présentés pour deux scénarios types (un feu tricolore et une restriction de capacité saturée) afin de montrer l'intérêt d'une description fine du comportement du trafic pour évaluer les niveaux de bruit résultants. Les résultats du modèle sont également comparés à des données expérimentales, ce qui permet de valider la représentation de la cinématique des véhicules lors du redémarrage à un feu et les émissions de bruit correspondantes.
Author: Violina Iordanova
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Languages : fr
Pages : 155
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Les travaux présentés dans cette thèse concernent la modélisation et la commande du flux de trafic autoroutier. L’objectif est d’apporter une réponse efficace aux problèmes de congestions dont les enjeux socio-économiques sont très importants. La résolution proposée est abordée en deux étapes. La première concerne la modélisation du trafic. Dans cette optique, notre contribution porte sur l’introduction d’un nouveau point de vue pour enrichir les modèles macroscopiques existants. L’approche proposée assimile le flux à un ensemble de volumes élémentaires en écoulement dans les sections routières. Cette démarche est enrichie par l’emploi du formalisme graphique des bond graph pour mieux représenter les comportements qui régissent le trafic et de déduire systématiquement les équations dynamiques. La seconde étape s’attache à l’aspect commande. Dans ce contexte, notre contribution repose sur l’introduction du concept relativement récent de la platitude différentielle afin de réguler le flux de véhicules circulant sur les autoroutes. La principale caractéristique de cette commande réside dans sa capacité à assurer la génération et le suivi de trajectoires sans intégration d’aucune équation différentielle du modèle étudié. Enfin, l’association des modèles bond graphs et la platitude est efficacement appliquée pour la commande intégrée du trafic mettant en jeu la régulation par rampe d’accès et à l’aide de la limitation dynamique du flux d’entrée. Les résultats de simulation valident la pertinence des approches proposées et ouvrent la voie à plusieurs perspectives d’amélioration et de généralisation de la commande de flux de trafic dans des réseaux routiers plus complexes.
Author: Milka Uzunova
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Le travail de thèse présenté dans le manuscrit s'articule autours de plusieurs éléments d'études concernant les modèles macroscopiques de flux de trafic routier à savoir la modélisation, la simulation et la commande. L'objectif de l'étude consiste à atteindre ou à maintenir une circulation automobile fluide sur des voies rapides. Il s'agit donc de s'assurer que le processus de flux de trafic routier reste dans des limites de stabilité et tout en offrant les meilleures performances et qualités de service aux usagers. L'étude repose sur l'analyse de la solution analytique d'une équation dynamique d'évolution du processus afin d'obtenir une fonction de transfert (TF). Le modèle retenu est un modèle macroscopique de flux de trafic du premier ordre du type LWR. L'objectif est d'obtenir une modélisation analytique conforme au modèle du réseau routier, qui dans le cas applicatif retenu est constitué d'un segment en aval d'un péage routier. Une commande du flux de trafic reposant sur le choix d'une stratégie qui satisfait les besoins des usagers sur les autoroutes au niveau des péages a été étudiée. Mettre en place une gestion des axes routier est une nécessité due à la croissance des flux qui ont pour conséquence de provoquer une saturation des voies de circulation. Les congestions apparaissent généralement aux heures de pointe, lors de travaux ou d'incidents. Elles provoquent des retards dans les déplacements des usagers et ont donc des répercutions socio-économiques et sur l'environnement. Il est donc nécessaire de garantir la fluidité du trafic routier par la conception et l'implémentation de stratégies de commande efficaces permettant d'annuler, de réduire, ou de retarder l'apparition des congestions. Une boucle de correction robuste de type CRONE est introduite dans le système de flux de trafic afin de satisfaire les objectifs de qualité requises du réseau routier face aux aléas de circulation et en assurant une circulation fluide, par le contrôle des barrières de péage.La variable de commande proposée est la densité du tronçon en amont du péage. Le résultat obtenu représente un retard pur pour le modèle de trafic comme un système à paramètres distribués. La commande étudiée est une commande robuste d'ordre non-entier associée à un prédicteur de Smith et une compensation du retard. Toutes les études ont été menées en simulation sous Matlab/Simulink. L'étude des réponses temporelles et harmoniques du système de flux de trafic a été réalisée. La stabilité du système et de ses performances ont pu ainsi être abordées. De même l'étude harmonique permet d'assurer que le système présente une marge de stabilité suffisante dans le domaine de variation des paramètres.
Author: Antoine Tordeux
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Ce travail présente des modèles d'écoulement en temps continu de flux de trafic routier. En premier lieu, il s'agit de modèles microscopiques de poursuite. Un modèle par systèmes d'équations différentielles couplées est proposé, basé sur le temps inter-véhiculaire. Ce modèle intègre un temps de réaction et des possibilités d'anticipation pour chaque véhicule. Les paramètres sont estimés par maximum de vraisemblance dans un modèle statistique à deux niveaux. Des simulations permettent de caractériser le comportement d'une file de véhicules. Dans une approche stochastique, un modèle d'évolution de la distance inter-véhiculaire est étudié à l'aide du processus Markovien de saut zero-range. L'introduction d'un temps de réaction tend à produire des ondes cinématiques. D'autre part, un modèle d'écoulement de trafic par le processus Markovien de saut des misanthropes est proposé. Il s'agit d'une modélisation au niveau mésoscopique, adaptée à la simulation de flux de trafic sur un réseau.
Author: Catalin Dimon
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Languages : fr
Pages : 164
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Book Description
Les principaux objectifs de la thèse sont de proposer des modèles dynamiques pour décrire la circulation routière en adaptant des modèles de la mécanique des fluides et à partir de ces modèles de concevoir et mettre en œuvre des algorithmes de contrôle. La circulation routière est considérée comme un système complexe organisé dans une structure décentralisée à trois niveaux: au plus haut niveau il y a le réseau routier, décomposé, au niveau suivant, en objets routiers (tronçons et intersections), aussi décomposés, au dernier niveau, en éléments (segments) routiers.La thèse est organisée en six chapitres. Le premier chapitre présente les problèmes spécifiques aux réseaux de circulation routière, ainsi que des modèles et des algorithmes de contrôle trouvés dans la littérature. Le deuxième chapitre présente les principaux outils nécessaires pour décrire un modèle de trafic macroscopique et des façons pour représenter le flux de véhicules. Dans le troisième chapitre, des modèles dynamiques sont proposés pour différents segments et tronçons routiers. Le quatrième chapitre est consacré à la conception d'algorithmes pour le contrôle du trafic et l'optimisation de la circulation, y compris une analyse de robustesse pour évaluer la tolérance du système aux non-linéarités du modèle. Le cinquième chapitre présente une stratégie de contrôle pour le réseau routier, en utilisant la représentation par des modèles à compartiments et le concept de dynamique positive. Dans le dernier chapitre de la thèse, les contributions de l'auteur sont mises en évidence et quelques perspectives pour le développement ultérieur de la recherche sont présentées.
Author: Florence Giorgi
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Languages : fr
Pages : 332
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Book Description
Dans un environnement saturé par les véhicules particuliers, la gestion des autres véhicules et notammant des TC en ville devient un enjeu important. Pour évaluer différents choix de gestion d'un trafic mixte, on peut simuler l'écoulement des véhicules sur le réseau grâce aux modèles de trafic microscopiques qui représentent les véhicules individuellement ou aux modèles macroscopiques qui caractérisent le flux de manière globale et homogène. Stradabus propose d'adapter un modèle macroscopique pour prendre en compte les TC et leur interaction avec le trafic, comparable à celle d'une discontinuité mobile. La résolution de ce modèle introduit une forme de discrétisation particulière autour de l'autobus. Les expérimentations in situ ont permis le calibrage et la validation du modèle.
Author: Mohamed Said El Hmam
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 150
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Book Description
Cette thèse traite de la modélisation et de la simulation hybride du flux de trafic routier. L'approche de modélisation hybride repose sur l'association des deux modes de représentation du flux de trafic; macroscopique et microscopique. Il s'agit d'adapter la représentation au phénomène etudié. Un modèle macroscopique est adapté pour représenter de façon globale le flux de véhicules dans un réseau autoroutier alors qu'un modèle microscopique permet de décrire plus finement le comportement des véhicules dans un réseau urbain. Ainsi, nous pouvons obtenir des informations détaillées de l'état du trafic au niveau d'un carrefour (par exemple) à l'aide des outils de représentation microscopique et simultanément de mettre en oeuvre des lois de commande du flux synthétisées à partir d'un modèle macroscopique. L'objectif final est de concevoir et d'implémenter un outil d'aide à la décision permettant de tester et de valider différentes stratégies de régulation. Pour cela, nous avons développé dans un premier temps un modèle microscopique fondé sur le paradigme agent. Dans un deuxième temps nous avons développé une procédure de couplage qui permet d'assurer la conservation et la continuité du flux entre les deux mondes macroscopique et microscopique. Les résultats du modèle hybride développé montrent qu'il est possible de faire cohabiter deux modèles au sein d'un même système. Le modèle hybride est ensuite mis en application dans le cadre de la régulation du flux. Le modèle que nous avons proposé est une première version d'un simulateur hybride de flux de trafic plus conséquent qui restera à développer dans le cadre des travaux futurs.
Author: Massimiliano Daniele Rosini
Publisher: Springer
ISBN: 3319001558
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 244
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Book Description
This monograph presents a systematic treatment of the theory for hyperbolic conservation laws and their applications to vehicular traffics and crowd dynamics. In the first part of the book, the author presents very basic considerations and gradually introduces the mathematical tools necessary to describe and understand the mathematical models developed in the following parts focusing on vehicular and pedestrian traffic. The book is a self-contained valuable resource for advanced courses in mathematical modeling, physics and civil engineering. A number of examples and figures facilitate a better understanding of the underlying concepts and motivations for the students. Important new techniques are presented, in particular the wave front tracking algorithm, the operator splitting approach, the non-classical theory of conservation laws and the constrained problems. This book is the first to present a comprehensive account of these fundamental new mathematical advances.
