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Post-Doctorat : Modèles de trafic des réseaux urbains à grande échelle (H/F)

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

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Informations générales

Référence : UMR5216-LUCBOU-008
Lieu de travail : ST MARTIN D HERES
Date de publication : mercredi 9 octobre 2019
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 12 mois
Date d'embauche prévue : 1 décembre 2019
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : Entre 2617€ et 3729€ bruts mensuels selon expérience
Niveau d'études souhaité : Doctorat
Expérience souhaitée : Indifférent

Missions

Ce sujet de recherche traite du problème de modélisation, et de sa validation, d'un réseau urbain à un niveau agrégé. Dans ce contexte, un domaine de recherche s'intéressa à des modèles basés sur des EDP en 2D tandis que d'autres groupes se concentrèrent sur la notion de Macroscopic Fundamental Diagram (MFD). A partir d'observations empiriques du trafic routier dans une ville, "Existence of urban-scale macroscopic fundamental diagram" montra qu'il est possible d'exprimer une relation entre la densité moyenne et le flux moyen dans l'ensemble du réseau. Ce résultat permis d'introduire des modèles d'accumulation -aussi appelé modèle à réservoir- qui consistent à représenter l'état des conditions de trafic d'un réseau par une variable scalaire représentant le nombre total véhicule. Ces modèles sont utiles car ils sont facilement compréhensibles, avec peu de paramètres à ajuster et un coût de calcul moindre. Cependant, ils contiennent peu d'informations sur les conditions de trafic. Par exemple, ils ne peuvent pas décrire précisément où les véhicules sont situés dans le réservoir. Ce problème a été considéré par la suite dans d'autres articles dans lesquels les auteurs séparent la ville en différentes zones avec plusieurs réservoirs. D'autres travaux montrent que le trafic routier dans une zone urbaine peut être représenté par un modèle continu et en deux dimensions. Ces modèles représentent la densité de trafic comme une variable en deux dimensions dans le plan. Ces modèles sont basés sur une loi de conservation en 2D et une analyse de certains de ces modèles a été fait dans " Dynamic traffic assignment using the macroscopic fundamental diagram: a review of vehicular and pedestrian flow models".
Comme les modèles 2D sont récents, il y a peu de validation de ce type de modèle. Un premier challenge pour parvenir à les tester est d'obtenir une fonction de densité en deux dimensions à partir de données réelles. Notamment, la reconstruction d'une densité dans le plan 2D à partir de données des véhicules sur les routes doit être définie convenablement.
Dans le projet, nous avons développé un modèle 2D-LWR (qui inclut la propagation d'onde en 2D). Ce modèle peut être vu comme une extension naturelle du bien connu CTM. C'est le premier modèle 2D avec une magnitude et une direction de flux dépendant de la géométrie et donc dépendant de l'espace. Cependant, en l'état actuel, le modèle est seulement capable de représenter des directions uniques du flux. L'objectif principal de ce post-doc est d'étendre ce modèle à de multiples directions de flux (probablement en utilisant une approche multicouche) et de valider le modèle en utilisant des données réelles.

Activités

Plusieurs tâches spécifiques sont attendues:

- étendre notre ancien modèle à un modèle basé sur une EDP en 2D composé de plusieurs couches
- à partir des données réelles, retrouver la fonction de flux dans l'EDP qui pourrait expliquer les interactions entre les voitures à partir du problème inverse
- valider le modèle en utilisant un micro-simulateur
- réaliser des expériences sur notre micro-simulateur pour vérifier le processus agrégation et la validité du modèle.

Les expériences et simulations pour valider la théorie seront réalisées en utilisant l'équipement disponible au Grenoble Traffic Lab center, (voir GTL), qui est en train d'être étendu au niveau de la ville de Grenoble (projet GTL-Ville) dans lequel nous collectons des données de trafic et construisant un système de collecte en temps réel. Les algorithmes développés dans ce travail seront intégrés dans le projet du GTL-Ville. Les expériences qui ne pourront pas être testées dans la réalité seront testées sur un micro-simulateur reproduisant l'entière complexité du réseau routier d'une ville comme Grenoble.

Compétences

- Equation aux dérivées partielles exigé (EDP),
- Connaissainces en Data Science et Control science appréciées,
- Expérience en modélisation de trafic de préférence.

Contexte de travail

Gipsa-lab est une unité de recherche mixte du CNRS, de Grenoble INP, et de l'Université de Grenoble Alpes ; elle est conventionnée avec Inria et l'Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble.
Fort de 350 personnes dont environ 150 doctorants, Gipsa-lab est un laboratoire pluridisciplinaire développant des recherches fondamentales et finalisées sur les signaux et systèmes complexes. Il est reconnu internationalement pour ses recherches en Automatique, Signal et Images, Parole et Cognition et développe des projets dans les domaines stratégiques de l'énergie, de l'environnement, de la communication, des systèmes intelligents, du vivant et de la santé et de l'ingénierie linguistique.
De par la nature de ses recherches, Gipsa-lab maintient un lien constant avec le milieu économique via un partenariat industriel fort.
Son potentiel d'enseignants-chercheurs et chercheurs est investi dans la formation au niveau des universités et écoles d'ingénieurs du site grenoblois (Université Grenoble Alpes).
Gipsa-lab développe ses recherches au travers de 12 équipes organisées en 3 départements : Automatique, Images-signal et Parole-cognition.
Elle compte 150 permanents et environ 250 non-permanents (doctorants, post-doctorants, chercheurs invités, étudiants stagiaires de master…).

Scale-FreeBack est une ERC gérée par le CNRS. Le projet sera mené au sein du groupe NeCS (qui est une équipe commune CNRS (GIPSA-Lab)-INRIA), à Grenoble France en collaboration avec l'Université de Grenoble. Scale-FreeBack est un projet avec des objectifs théoriques ambitieux et innovants, qui ont été adoptés compte tenu des nouvelles opportunités présentées par les dernières technologies de détection à grande échelle. L'objectif global est de développer des méthodes holistiques de contrôle sans échelle des systèmes complexes en réseaux au sens le plus large et de proposer les bases d'une nouvelle théorie de contrôle traitant les réseaux physiques complexes avec une taille arbitraire.

Contraintes et risques

- Mathématiques appliquées, science des données, modèles de trafic, automatique
- Anglais maîtrisé.

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