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Stage M2 2018/2019 - AFFECTE !

Adaptation des politiques de mobilité urbaine par l’étude de leur impact sur la qualité de l’air : la modélisation multi agents au service de la planification urbaine

Encadrement

  • Véronique Deslandres (Laboratoire LIRIS, UCB Lyon 1) site SMA
  • Florence Toilier (Laboratoire LAET, axe TMV) site TMV et Jean-Pierre Nicolas (Laboratoire LAET, axe Interactions Mobilités Territoires) site Mobilités

CONTEXTE

Ce stage pluridisciplinaire traite des problématiques de sciences pour l'ingénieur (modélisation, simulation) appliquées au domaine des sciences sociales, et plus particulièrement en économie des transports. Il fait suite au stage exploratoire réalisé sur le même thème et soutenu par IMU en 2017/18. La qualité de l’air est un enjeu majeur pour la santé et l'environnement, et des directives européennes ont défini des normes sanitaires que les acteurs des politiques urbaines doivent respecter en mettant en œuvre des actions adaptées. Les zones de circulation restreinte (ZCR) sont parfois envisagées : ce sont des zones au sein desquelles la circulation des véhicules les plus polluants est régulée, voire interdite de manière épisodique ou pérenne. A ce jour de nombreux travaux s’interrogent sur la mesurabilité des effets et le réel bénéfice des ZCR [1][2]. Dans ce cadre, la simulation par la modélisation peut aider à comprendre le rôle des différents facteurs repérés. Nous nous intéresserons plus spécifiquement à l’analyse de l’impact de la ZCR sur le TMV (Transport de Marchandises en Ville, [6][7]) et ce que cela induit sur l’émission de polluants sur la zone ZCR et les alentours. L’objet du stage consistera donc à développer un outil de simulation appliqué à la métropole lyonnaise, qui permette de co construire et adapter une politique de mise en œuvre d’une ZCR, par le biais de visualisations adaptées et d’interactions lors de la simulation.

L'EXISTANT

SmartGOV est une plateforme de simulation du LIRIS (développée avec Repast Symphony en Java [4]). A partir d’une modélisation multi-agent réaliste de l’agglomération (infrastructures, trajectoires), elle permet de simuler différentes politiques urbaines, en interaction avec un décideur qui ajuste et interprète les conséquences de ses actions. La plateforme est générique mais une modélisation a été élaborée qui représente les agents de la mobilité urbaine, les acteurs du TMV et les émissions de polluants. Le simulateur fait évoluer les comportements individuels par un mécanisme d’apprentissage en fonction d’une mesure d’utilité, définie par le concepteur par rapport aux indicateurs étudiés et du type d’agent/citoyen.

L’intérêt de la modélisation dans SmartGOV repose sur la recherche de satisfaction d’objectifs individuels et collectifs, grâce au couplage des niveaux micro (objectifs individuels) et macro (qualité de l’air global, au niveau de la métropole).

Le LAET effectue de nombreux travaux sur les mobilités urbaines, les transports et leurs émissions polluantes [3][8]. Les résultats des enquêtes TMV conduites par le laboratoire [7, 8] ainsi que les exercices de simulation macroscopique des modèles FRETURB et SIMBAD [2] [3] fourniront une base de données complète pour caractériser les différents types de flux de marchandises sur la métropole de Lyon. Par ailleurs, l’expertise de l’équipe permettra de synthétiser cette information de manière pertinente pour le/la stagiaire et de définir avec lui/elle un jeu de comportements complet et réaliste de la part des entreprises de TMV face aux ZCR (renouvellement du parc de véhicules, l’implantation de leurs entrepôts et les flux de véhicules, l’abandon de la desserte, etc.) [1] [6]. Ces données pourront être déclinées selon différents scénarios pour des simulations représentant les futurs possibles, avec différents horizons.

TRAVAIL ENVISAGÉ

Il s’agirait d'abord de compléter la première plateforme obtenue lors du stage l'an dernier. Notamment la population synthétique d’entreprises et de mouvements de marchandises, et la caractérisation des émissions en fonction des véhicules en circulation, pourront être affinés. Par ailleurs, les comportements possibles des entreprises du TMV face à la mise en œuvre de la ZCR devront être re-travaillés. Différents types de populations d’entreprises et d’adaptations pourront ainsi être représentés, plus ou moins réalistes et hétérogènes, dans le but de tester la crédibilité du simulateur [5].

SmartGOV propose une modélisation de l’apprentissage des politiques de façon générique, à partir d’un algorithme DRL (Deep Reinforcement Learning). Il faudra l’instancier pour la politique de la ZCR, afin que le système puisse proposer de lui-même des améliorations au décideur. D’autre part pour que ce dernier bénéficie d’une co-construction pertinente, nous aimerions travailler sur la richesse de l’interaction :

  • Élaborer des outils de visualisation adaptés : par ex., la visualisation géo localisée de la qualité de l’air sur la métropole ;
  • Définir une interface intuitive de calibrage des indicateurs jugés pertinents par le décideur, ainsi que des suggestions d’actions possibles, qui auront été apprises par le simulateur comme étant bénéfiques à l’objectif fixé. Toute l’interaction sera ainsi à concevoir et implémenter pour être le plus convivial possible pour l’utilisateur.
  • Fournir des résultats sous forme de graphiques qui soient suffisamment parlant pour le décideur.

Outre le travail d'amélioration d'une modélisation existante, il y a néanmoins une partie exploratoire, celle qui concerne l’impact social [9]. Grâce aux travaux du LAET, nous devrions être capable de mesurer cet impact à travers deux aspects qu’il faudra intégrer dans la modélisation : quelles entreprises sont perdantes ou gagnantes avec la mise en place de la ZCR ; du point de vue des populations habitant dans l’agglomération, quelles sont celles qui sont plus spécifiquement touchées, à l’intérieur et/ou à l’extérieur de la ZCR ? Comment vont ainsi être transformés les quartiers concernés sur le plan environnemental ?

Ce travail revêt un fort intérêt pour les responsables de la métropole lyonnaise, pour qui les simulations réalisées devraient ainsi fournir des conclusions environnementales et sociales originales.

Dates

5 mois : février à Juin 2019

Financement

Bourse du Labex IMU – Intelligence des Mondes Urbains. Gratification : entre 520 et 570€ par mois (25,2€ /jour)

Lieu

Laboratoire LIRIS, Bâtiment Nautibus, Campus de la Doua - 25 avenue Pierre de Coubertin 69622 Villeurbanne Cedex

Contact et Sujet détaillé

start/rech/offrem2.txt · Dernière modification: 2019/01/16 22:29 par vdesland

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