Le problème d'affectation de places de stationnement dynamique : solutions pratiques et théoriques

The dynamic parking allocation problem : theoretical and practical solution methods

• Auteur / Autrice : Marko Mladenovic
• Direction : Thierry Delot, Gilbert Laporte, Christophe Wilbaut
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 14/01/2020
• Etablissement(s) : Valenciennes, Université Polytechnique Hauts-de-France
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'automatique, de mécanique et d'informatique industrielles et humaines (Valenciennes, Nord ; 1994-...)
• Jury : Président / Présidente : Bruno Defude
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thierry Delot, Gilbert Laporte, Christophe Wilbaut, Leandro Callegari-Coelho, François Clautiaux, Agnès Plateau, Caroline Prodhon
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Leandro Callegari-Coelho, François Clautiaux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Parcs de stationnement

Optimisation combinatoire

Programmation (mathématiques)

Problèmes d'affectation (programmation)

Automobiles -- Stationnement

Mots clés libres

Parking

Recherche à voisinage variable

Programmation en variables 0-1

Problèmes dynamiques

Combinatorial optimization

Dynamism

Assignment

Variable neighborhood search

0-1 programming

Résumé

Cette thèse s’intéresse à la problématique du stationnement en milieu urbain, en particulier en période de forte affluence. Un des objectifs principaux est l’exploration de méthodes issues de la recherche opérationnelle pour apporter des solutions pratiques via la programmation mathématique et les heuristiques. Nous considérons dans un premier temps une version simplifiée, statique du problème, dans laquelle l’ensemble des données nécessaires est fixé et déterministe sur un horizon d’une journée. Un modèle en variables 0-1, dérivé du problème d’affectation généralisée est proposé et testé sur un ensemble d’instances généré aléatoirement. Des extensions qui incluent des fonctions objectives différentes et d’autres modes de transport sont aussi examinées. De plus, nous avons proposé une heuristique basée sur la recherche à voisinage variable pour obtenir rapidement une solution de qualité satisfaisante. La nature dynamique du problème nous a conduit à adapter ce modèle de façon à pouvoir prendre en compte les mises à jour continues des données. Nous avons ainsi proposé et évalué plusieurs politiques et scénarios, avec l’ambition d’obtenir un système qui soit le plus adaptatif et robuste possible. Le système proposé doit pouvoir guider les utilisateurs vers une place qui leur est affectée lorsque cela est possible, ou à défaut vers leur destination. Notre approche est validée via un ensemble de simulations réalisées à partir de données réelles collectées depuis trois grandes villes européennes.

This thesis focuses on the problem of urban parking, especially in peak traffic hours. One of the main objectives is to explore the solution methods from operational research perspective and to provide practical solutions throug h mathematical programming and heuristics. We first consider a simplified, static version of the problem in which all the necessary data is fixed and deterministic over a one-day planning horizon. A 01 programming model derived from the generalized assignment problem is proposed and tested on a randomly generated set of instances. Extensions that include different objective functions and other modes of transport are also examined. In addition, we proposed a heuristic based on variable neighborhood search to quickly obtain a good quality solutions. The dynamic nature of the problem has led us to adapt this model so that it can take into account the continuous data updates. We have proposed and evaluated several policies and scenarios, with the goal of developing a system that is as adaptive and robust as possible. The proposed system should be able to guide users to a parking lot assigned to them when possible, or to their destination when their is no parking slot available. Our approach is corroborated via simulation over a set of real data collected from three major European cities.