TDM - Transports Durables et Mobilité

Système d'aide à la décision pour une Conception Robuste et Indicateurs de la qualité de service des Plans de Transport ferroviaires – SCRIPT

Système d'aide à la décision pour une Conception Robuste et Indicateurs de la qualité de service des Plans de Transport ferroviaires

Le projet SCRIPT s'intéresse à la construction de plans de transport ferroviaires robuste. Il s’agit de définir les indicateurs permettant de modéliser la stabilité d’un plan en considérant l’ensemble des ressources critiques nécessaires (sillons, matériels roulants, agents de conduite). Le projet vise aussi à proposer des méthodes permettant de construire des plans stables optimisés et à les valider sur des données réelles avec un simulateur.

Améliorer la stabilité des plans de transport ferroviaire dans un contexte de trafic croissant

Le trafic ferroviaire est amené à croître fortement dans les années à venir mais cette évolution ne sera possible que si les usagers sont satisfaits du service offert. <br />Pour répondre à la future demande de transport, les opérateurs ferroviaires doivent donc garantir un plan de transport fiable et stable en anticipant les investissements et en mettant les ressources adéquates aux bons moments et aux bons endroits. Le projet SCRIPT répond donc à des enjeux sociaux, à travers l'amélioration de la qualité de service (régularité / ponctualité), économiques, en appréhendant le compromis coût/stabilité du plan de transport, et environnementaux, en tant qu’un élément favorisant le report modal de la route vers le rail. <br />Pour répondre à ces questions les objectifs du projet SCRIPT sont : <br />1- Construire une vision partagée des aléas et des leviers exploitables pour améliorer la stabilité des planifications en définissant des indicateurs fiables. <br />2- Proposer des approches innovantes pour la construction de planifications en environnement incertain. <br />3- Étudier leur applicabilité pour la planification des engins et des personnels en développant des outils d'aide à la conception de plans de transport.

La première partie du projet a consisté à faire un état de l'art des différents indicateurs et des méthodes proposées pour évaluer la stabilité dans le domaine, mais aussi de recenser les interactions entre les différentes ressources. Ce travail s’est accompagné d’échanges réguliers avec des personnels opérationnels de la SNCF et a ainsi permis de construire une vision partagée entre les différents partenaires du projet. Ce travail s’est accompagné d’une étude sur la perception de la qualité de service par les usagers. Ces éléments nous ont permis de sélectionner différents indicateurs pertinents pour caractériser la robustesse des plans de transport ferroviaires.
En parallèle avec le travail sur le choix d’indicateurs de robustesse, nous avons développé un prototype logiciel permettant de générer des plans de transport robustes en s’appuyant sur une optimisation intégrée des différentes ressources. Nous avons ensuite construit un modèle de simulation de flux permettant de reproduire le comportement d’un plan de transport soumis à des perturbations et ainsi quantifier l’impact de ces perturbations. Des expérimentations sur des données réelles ont permis de valider ces prototypes.

Le principal résultat du projet a été de démontrer qu’il était possible d’améliorer significativement la robustesse d’un plan de transport ferroviaire en le concevant de manière intégrée. Un point important est qu’une grande partie des améliorations observées l’ont été à coût de transport constant.
D’un point de vue scientifique, la robustesse des plans de transport ferroviaires était uniquement considérée pour chaque ressource séparément et cette approche originale de planification intégrée pourrait susciter de nombreux travaux.

Les perspectives du projet SCRIPT peuvent se classer en trois catégories :
- D’un point de vue algorithmique, la méthode d’optimisation développée pourrait sans doute être encore améliorée. De plus certains biais possibles ont été identifiés et demanderaient à être corrigés.
- Au niveau des critères d’optimisation, il serait intéressant de considérer un critère de réparabilité et plus généralement d’envisager une approche proactive-réactive.
- Enfin, en termes d’aide à la décision, il serait très utile d’identifier les corrélations entre les différents critères d’optimisation considérés et l’impact quantifié des différentes perturbations pour pouvoir choisir au mieux l’importance relative des critères.

Les travaux réalisés dans le cadre du projet ont donné lieu à la rédaction de deux articles présentés dans des conférences internationales, de deux communications dans des conférences nationales et d’une thèse de doctorat.

Le projet SCRIPT vise à caractériser et à répondre aux problèmes de robustesse dans la construction de plans de transport ferroviaires. Il s’agit dans un premier temps de définir les indicateurs permettant de modéliser la stabilité d’un plan tant du point du vue des usagers et des clients que du point de vue de l’entreprise ferroviaire. Le projet vise ensuite à proposer des méthodes innovantes permettant de construire des plans stables optimisés d’un point de vue système (i.e. en considérant les points de vue clients, usagers et entreprise ferroviaire) par rapport à une typologie d’aléas, et à valider ces méthodes avec un simulateur intégrant les différents aléas sur des données réelles. Ce projet rentre dans les axes thématiques 3.2 (la gestion des réseaux de transport) et 3.3 (productivité et services) de l’appel à projets 2012 du programme TDM. Les originalités du projet sont multiples. Il s’agit d’abord d’analyser la stabilité avec la double vision usagers, plutôt orientée qualité de service, et entreprise ferroviaire, plutôt orienté coûts. L’étude portera sur les usagers français, dont les attentes peuvent être sensiblement différentes de celles des autres pays. De plus, l’ensemble des ressources critiques nécessaires pour mettre en œuvre un plan de transport sera considéré : sillons, matériels roulants et agents de conduite. Un réseau complet réel servira de base d’étude avec ses connexions à d’autres réseaux. Pour mener à bien ces travaux, le projet réunit un consortium composé de deux laboratoires complémentaires sur les problématiques de robustesse, d’optimisation dans les transports et de simulation, et de l’acteur majeur du transport ferroviaire en France.

Coordinateur du projet

Monsieur Xavier DELORME (ARMINES Institut Henri Fayol de l'Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne) – delorme@emse.fr

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

ARMINES CMP ARMINES Centre Microélectronique de Provence de l'Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne
SNCF Société Nationale des Chemins de Fer Français
ARMINES FAYOL ARMINES Institut Henri Fayol de l'Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne

Aide de l'ANR 550 256 euros
Début et durée du projet scientifique : septembre 2012 - 36 Mois

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