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Thèse Année : 2018

Urban Transportation Road Network Problems : Models, Methods and Application

Problèmes du réseau de transport urbain : modèles, méthodes et application

Résumé

The increase of the traffic flow in urban areas has a strong impact on the infrastructures of transportation networks. The situation becomes more complex whenever disruptions occur on the road networks, which often reduce the traffic capacity. This thesis comprises two major goals. The first objective consists of an academic study on Road Network problems with Disruptions and connecting requirements (RND). The other one is dedicated to the software engineering of a decision-support system, named Optimal traffic Deviation System (ODS). Depending on the network structure, RND is specialized into two problems: Unidirectional RND and Multidirectional RND. Multi-flow mathematical models are proposed for both problems, i.e. URND and MRND. Moreover, a Biased Random Key Genetic Algorithm (BRKGA) and an Iterated Local Search (ILS) metaheuristics are developed for the mono-objective RND versions, and then adaptations of these methods are proposed for the URND and MRND bi-objectives. In addition, classical bi-objective methods such as Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II and -constraint are also developed. Results indicate mono and bi-objective ILS overcome the other methods. The decision-making system ODS is connected to heterogeneous systems for collecting the geographical data and to get a set of disruptions from Troyes city. Moreover, several constraints and optimization criteria are taken into account in the dedicated algorithms in order to propose detouring solutions
L'augmentation du flux de trafic dans des zones urbaines a un fort impact sur les infrastructures de réseaux de transport. La situation devient encore plus compliquée lorsqu’il y a des interruptions qui perturbent la circulation. Dans cette thèse, deux objectifs majeurs sont ciblés : le premier consiste à l’étude du problème de conception de réseau routier avec des interruptions tout en assurant la forte connexité du réseau (RND) ; le second porte sur le développement du système d’aide à la décision : Optimal traffic Deviation System (ODS). En fonction de la nature du réseau, RND est spécialisé en Unidirectionnel RND et Multidirectionnel RND. Des modèles mathématiques multi-flot sont proposés pour ces problèmes. De plus, des méta-heuristiques du type Biased Random Key Genetic Algorithm (BRKGA) et Iterated Local Search (ILS) sont développées pour les problèmes en versions mono-objectif. Des adaptations pour ces méthodes sont ensuite proposées pour traiter les problèmes en version bi-objectif. En outre, des méthodes multi-objectif classiques sont également développées, telles que la méthode -constraint et Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II. Les résultats numériques indiquent que l’ILS dans les versions mono et bi-objectif produit les meilleurs résultats que les autres méthodes. Enfin, le système ODS est connecté à des systèmes hétérogènes de données géographiques et à la base des arrêtés municipaux de la ville de Troyes, incluant plusieurs contraintes, critères d’optimisation et algorithmes dédiés permettant de proposer des déviations
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03563657 , version 1 (09-02-2022)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03563657 , version 1

Citer

Yipeng Huang. Urban Transportation Road Network Problems : Models, Methods and Application. Infrastructures de transport. Université de Technologie de Troyes, 2018. English. ⟨NNT : 2018TROY0016⟩. ⟨tel-03563657⟩
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