Commande d'un système de trafic autoroutier. Application au boulevard périphérique de Paris
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Ramp metering offers several operational features for improving freeway flow by the regulation of input flow to a freeway. In this research, the optimal control theory is used to develop two global ramp metering strategies. The first one consists in an accurate control for each ramp of the motorway. It is based on a non linear traffic model and inequality constraints. The problem is resolved thanks to the Pontryagin maximum principal. The gradient conjugant is used to find the optimal solution. The second strategy consists in a hierarchical strategy at two levels. The first one uses also the maximum principle but is based on a simplified model applied to aggregated variables. An aggregation is performed at the second level, either by sharing proportionally, among the different ramps, the control values or by using them as desired values for a local ramp metering strategy. Both strategies are evaluated on simulation using real time data from Paris ring road (35 km per direction, 147 on and off ramps on its entirety). These strategies were also compared to the isolated control strategy ALINEA. Several simulation results for the different traffic conditions were performed.
Abstract FR:
Dans cette thèse, la théorie de la commande optimale des systèmes est appliquée pour développer des stratégies de régulation du trafic pour des autoroutes périurbaines par le moyen du contrôle d’accès. Deux stratégies globales de commande des accès sont développées. La première, développée sur la base d’un modèle non linéaire du trafic, est une commande optimale de tous les accès de l'autoroute. La seconde est une stratégie hiérarchisée à deux niveaux. Au premier niveau, une commande optimale est développée, sur la base d’un modèle simplifié, pour des accès agrégés. Au second niveau, la commande obtenue au premier niveau est soit désagrégée à la proportionnelle entre les différentes entrées, soit donnée comme consigne à une stratégie locale de contrôle d’accès. Une estimation des paramètres et la validation du modèle simplifié ont été effectuées. Le problème d’optimisation sous contraintes a été résolu grâce au principe du maximum de Pontryagin. Les deux stratégies ont été appliquées en simulation à la totalité du Boulevard Périphérique de Paris (35 km par sens de circulation, 147 bretelles d'entrées-sorties sur sa totalité). Ces stratégies ont été comparées à la stratégie de contrôle d’accès isolés ALINEA (Asservissement linéaire d’un accès isolé), qui consiste en une commande en boucle fermée à un accès autoroutier. Divers tests en simulation ont été effectués pour différentes conditions du trafic.