Encadrants : Assia Belbachir et Cédric Herpson
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Sur un carrefour les feux tricolores sont aujourd'hui asservis par un automate qui garanti le bon fonctionnement du système (Absence de famine, temps d'attente borné, conditions de sécurité,..). Si cette approche est efficace lorsque les conditions de circulation sont stable au cours du temps, elle se révèle inadaptée pour les zones où le trafic fluctue sensiblement sur une journée.
Pour réduire le temps d'attente au feu des véhicules aux heures creuses, les automates disposent aujourd'hui de différents modes de fonctionnement faisant varier leur jeu de paramètre (durée du feu rouge et du feu vert par exemple) en fonction de l’heure.
Si cette solution représente une amélioration, elle n'offre pas une flexibilité et une adaptation suffisante aux conditions de circulation rencontrées par les usagers qui peuvent toujours se retrouver inutilement bloqués au feu.
Pour y remédier, on considère dans le cadre de ce travail que chaque feu est équipé d'un système de communication lui permettant de dialoguer avec tous les feux de l’intersection (4 dans le cas d’un carrefour simple), et d'un capteur lui permettant d'établir avec certitude la présence d’un véhicule en attente sur sa voie à l'instant courant. Cette information permet de faire disparaître le besoin de basculer périodiquement les feux pour palier les risques de famine (ne reste donc que deux paramètres : la durée minimale d'un feu vert et la durée maximale d'attente d'un véhicule avant que son feu ne passe au vert)1. Proposer un protocole de communication permettant de minimiser le temps d'attente des usagers tout en respectant le temps d'attente maximal d'un véhicule et les règles de sécurité (symétrie de l'état des feux)[1].
D’autre part, afin d’éviter de stopper le flot de véhicule inutilement, de nombreux passages piétons sont aujourd'hui équipés d'un interrupteur. Si l'intention est louable, dans la pratique les piétons activent l'interrupteur mais réussissent majoritairement à traverser avant que le système de feu ne soit en mesure de leur céder le passage, conduisant dès-lors les automobilistes à se retrouver à l’arrêt pour rien. En supposant l'existence du même type de capteur que pour la question précédente, mais cette fois pour les piétons, proposer une adaptation du protocole précédent intégrant cet aspect. (On considéra les deux paramètres suivant pour le passage piéton : la durée minimale du feu piéton vert, et la durée maximale d'attente).
Les tâches à réaliser sont donc :
1. Analyse de la littérature sur cette problématique [3]
2. Proposer un protocole distribué permettant de minimiser de manière le temps d'attente des usagers tout en respectant le temps d'attente maximal et les règles de sécurité.
3. Test en simulation (SUMO)[2], et comparaison avec son équivalent centralisé et l’état de l’art.
4. Proposer et tester une variante (centralisée et distribuée), intégrant les passages piétons.
La gestion de projet suit la méthodologie agile Scrum et le code développé est open-source. Une attention particulière sera apportée aux tests et à la rédaction (en anglais) de la documentation technique et fonctionnelle associée au code fourni. Le travail fourni sera disponible sur gitLab. Ce sujet pourra donner suite à un stage de 2 mois cet été.
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Nombre d’étudiants : 3
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- [1] On notera que cette ébauche de technologie et d'électricité est aussi efficace qu'un rond point; et que la mise en œuvre d'une telle solution en situation réelle ne devrait théoriquement être envisagée que lorsque la taille du carrefour ou l'intensité du trafic ne permettent pas d'envisager l'installation du dit rond-point
- [2] Sumo : http://sumo.dlr.de/wiki/Simulation_of_Urban_MObility_-_Wiki
- [3] Xiao-Feng Xie, et al. Smart and Scalable Urban Signal Networks: Methods and Systems for Adaptive Traffic Signal Control. U.S. Patent No. 9,159,229, 2015. http://www.wiomax.com/team/xie/paper/US9159229.pdf