Etude des systèmes de transport public et réseaux logistiques par les réseaux de Petri colorés et l'algèbre (max, +) : modélisation, évaluation de performances et optimisation - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2019

Study of public transportation systems and logistics networks by colored Petri nets and (max, +)- algebra : modeling, performance evaluation and optimization

Etude des systèmes de transport public et réseaux logistiques par les réseaux de Petri colorés et l'algèbre (max, +) : modélisation, évaluation de performances et optimisation

Résumé

The present work focuses on optimal management, resource sharing and conflicts resolution in Discrete Event Systems (DES). We mainly focus on public transportation systems and supply chains. The main objective of this work is to develop a generic approach to represent the functioning of a DES in a real and dynamic context, with fewer simplifying assumptions. More precisely, we aim to develop theoretical models, describing the behavior of the real system characterized by different phenomena including conflicts and resource sharing. In order to solve these phenomena, we develop algorithms and routing policies to arbitrate conflicts and thus determine and control the different states of the system. To this end, we propose a new modelling approach combining colored Petri nets and (max, +) algebra. The obtained models make it possible to study and evaluate the behavior of the system and therefore prove its performance properties. As a second contribution, and in order to improve the performance of the system, a control approach based on residuation theory in dioid algebra is developed. The purpose of this control is to ensure a certain performance both for users, in terms of waiting times and travel times, and for companies in terms of the number of transportation means to deploy in the network (vehicles, etc.) in order to minimize their costs. The developed models are generic and can be applied to any public transportation network (bus network, rail network, multimodal network, etc.) of any size. Similarly, these models are adapted to supply chain networks in order to minimize storage and transport times for goods in different warehouses and distribution hubs. Illustrative examples are given to show the applicability of the proposed approach and the obtained results are promising. These examples enables the verification and the validation of the developed models through concrete scenarios. Finally, a simulation tool, based on established models and programmed with python, is developed. This tool is used to study, analyze and control DES, particularly public transportation systems and supply chains
Ce travail de recherche porte sur les problématiques de modélisation, de résolution de conflits et de gestion optimale dans les Systèmes de Transport Public (STP) et les réseaux logistiques. Dans un premier temps, nous nous intéressons au développement d'une approche générique permettant de représenter le fonctionnement d'un STP dans un contexte réel et dynamique, avec moins d'hypothèses simplificatrices. Il s'agit plus précisément de développer un modèle théorique, décrivant le comportement du système physique caractérisé par différents phénomènes dont les conflits liés au partage de ressources, le parallélisme et la synchronisation. Pour ce type de phénomènes, notamment les conflits, il s'avère indispensable de développer des algorithmes et des politiques de routage, permettant de les arbitrer et ainsi déterminer et contrôler les différents états du système. Pour ce faire, une nouvelle approche de modélisation combinant les réseaux de Petri colorés et l'algèbre (max, +) est proposée. Les modèles obtenus permettent d'étudier et d'évaluer le comportement du système et par conséquent, prouver ses propriétés de bon fonctionnement. Ensuite, afin d'améliorer les performances du système, une approche de contrôle fondée sur la théorie de la résiduation dans l'algèbre des dioïdes est développée. La finalité de ce contrôle est d'assurer une meilleure performance aussi bien pour les utilisateurs, en termes des temps d'attente et des temps de trajet, que pour les entreprises en termes de gestion et d'organisation (moyens matériels et ressources humaines à déployer sur le réseaux). Les modèles graphiques et mathématiques développés sont génériques et peuvent être appliqués à tout type de réseau de transport public (réseau de bus, réseau ferroviaire, réseau multimodal, etc.) de n'importe quelle taille. Par ailleurs, ces mêmes modèles sont adaptés et appliqués aux réseaux logistiques dans le but de minimiser les temps de transport et de stockage des marchandises dans différents entrepôts ou centres de distribution. Cette adaptation est fondée sur une analogie parfaite et une similarité entre les STP (transport de passagers) et les réseaux logistiques (transport de marchandises). En outre, des exemples illustratifs sont fournis pour montrer l'applicabilité et l'efficacité de l'approche proposée. Les résultats obtenus sont prometteurs et permettent d'atteindre les objectifs visés. Enfin, nous avons développé un outil de simulation à événements discrets. La version actuelle, au moment de la rédaction de ce manuscrit, permet d'étudier, d'analyser et de commander à la fois les STP et les réseaux logistiques
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03637338 , version 1 (11-04-2022)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03637338 , version 1

Citer

Yassine Idel Mahjoub. Etude des systèmes de transport public et réseaux logistiques par les réseaux de Petri colorés et l'algèbre (max, +) : modélisation, évaluation de performances et optimisation. Autre. Université de Picardie Jules Verne; Université Cadi Ayyad (Marrakech, Maroc), 2019. Français. ⟨NNT : 2019AMIE0055⟩. ⟨tel-03637338⟩
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