La base des règles

Les règles applicables lors d’une simulation comprennent le code de la route ainsi que les comportements humains. Les règles de comportement permettent d’avoir des évènements liés à une conduite dangereuse ou non, ou alors une conduite éco-responsable. Nous verrons dans les prochains paragraphes les différentes règles mises en place ainsi que leurs implémentations.

Principe général des informations gérées par la base de règles

La base de règles permet de stocker tous les cas liés à la conduite et à sa gestion. Elle alimente le moteur d’inférence afin de répondre à une problématique à un moment donné.

Passons à la description des processus de décision de chaque mouvement vers l’avant d’un véhicule le long de l’itinéraire prédéfini.

Le premier test consiste à déterminer les changements de tronçons. En effet, au sein d’un même tronçon, il n’y a aucune raison que les conditions de circulation changent.

Si le véhicule entre dans un nouveau tronçon de route, il peut faire face à diverses situations.

Le cas le plus simple reste que le tronçon suivant corresponde au prolongement du précédent (c’est-à-dire que l’on reste sur une même route sans modification mais qu’un tronçon a dû être créé pour gérer un changement de propriété comme un changement de direction par exemple).

La présence d’un stop ou d’un feu rouge implique pour le véhicule la même réaction, à savoir un arrêt pendant un temps donné. Ce temps d’arrêt est déterminé, au cours de ce projet, comme une durée fixe de trois secondes. Bien qu’assez éloignée de la réalité, cette durée permet d’introduire un délai dans le flux de véhicules tout en conservant une certaine simplicité dans les conditions demandées. En effet, la durée réelle des feux de signalisation est une information très peu renseignée et implique dans tous les cas la mise en place d’une valeur par défaut.

La sortie de cette condition renvoie vers le test initial de libération du tronçon suivant pour permettre l’avancée du véhicule.

Pour connaître la présence d’un piéton sur un passage pour piétons, nous avons placé un booléen de présence sur ces derniers. Il permet de définir si le véhicule peut avancer ou doit s’arrêter. Actuellement, la présence de piétons est générée aléatoirement à chaque temps de calcul. L’arrêt, quant à lui, est géré de la même manière que précédemment.

Le dernier cas est le plus complexe à mettre en œuvre. Il consiste à représenter le compor-tement que peut adopter le conducteur dans certaines situations. Cette partie est, de loin, celle qui demande le plus grand temps de calculs. En effet, la présence d’un cédez le passage exige le ralentissement du véhicule et l’estimation de la disponibilité du tronçon à l’intersection. Ces deux actions doivent être réalisées dans un même temps.

Présentation de la Base de Règles associée au Code de la Route

La base de règles traitant des informations du Code de la route étant composé d’une ving-taine de règles, il n’est pas envisageable d’en présenter l’ensemble dans ce chapitre. Cependant, à titre d’exemples, voici quelques unes des règles choisies pour appliquer le Code de la route via notre Système Expert :

— Siun véhicule arrive à un stop alorsil s’arrête

— Siun véhicule arrive à un feu de signalisation alors

— Si le feu est rougealors il s’arrête

— Si le feu est vertalors il continue

— Siun véhicule arrive à un cédez le passage alors

— Si le tronçon en intersection est videalors il passe

— Si le tronçon en intersection est occupée alorsil s’arrête

— Siun véhicule arrive à un passage pour piétons alors

— S’il n’y a pas de piéton alorsil passe

— S’il y a au moins un piéton alorsil s’arrête

Bien sûr des passerelles entre les règles existent. Par exemple, lorsque le véhicule est arrêté à un feu de signalisation :

— Sile feu passe au vert et que le passage pour piétons est libre, alorsle véhicule passe.

— Si le tronçon suivant est libre, alors le véhicule reprend sa circulation Si le tronçon est occupé,alors le véhicule reste sur place et applique l’état du feu de signalisation Comme il l’a été mentionné précédemment, le déplacement d’un véhicule donné est avant tout conditionné par la disponibilité du tronçon qu’il doit emprunter :

— Sile tronçon est libre, alorsle véhicule peut avancer sans autre condition.

Dans le cas inverse :

— Sile tronçon est déjà occupé, alors la distance séparant les deux véhicules est calculée en fonction de leurs positions sur le tronçon.

Cette distance est ensuite comparée à la distance de sécurité. Le véhicule avance librement si la distance de sécurité est supérieure à celle qui le sépare du véhicule qui le précède. Dans le cas contraire, deux cas peuvent être envisagés :

— Si le mode collision est désactivé, alors la vitesse du véhicule est adaptée pour que la distance de sécurité soit respectée.

— Si le mode collision est activé, alors la vitesse du véhicule reste la même. (Le véhicule avance alors librement sauf si la distance avec le véhicule qui le précède devient nulle.

Dans ce cas, les deux véhicules s’arrêtent, simulant ainsi un accident. Le tronçon est alors considéré comme bloqué à la circulation. De ce fait, les itinéraires des autres véhicules doivent être recalculés pour éviter ce tronçon).

La partie amorçant le Système Expert est la partie décrite précédemment avec la gestion de la disponibilité des tronçons. C’est uniquement dans le cas où le véhicule peut circuler librement que la partie concernant l’application du Code de la route peut être appliquée.

Une fois la décision prise sur l’avancement du tronçon, nous greffons la partie dédiée aux interactions avec le mobilier urbain et les piétons. C’est-à-dire que :

— Sile tronçon suivant n’est pas occupé,alorsnous regardons s’il existe un mobilier urbain sur un sommet de ce tronçon.

— Si un mobilier existe, alors

— Si c’est un passage pour piétons, alorson regarde s’il est occupé,

— Sinon si c’est un feu de signalisation, alorson regarde son état,

— Sinon si c’est un cédez le passage, alors on regarde l’état du tronçon suivant,

— Sinon si c’est un stop,alors on s’arrête et on regarde l’état du tronçon suivant Sinon on avance sur le tronçon.

L’association de ces deux modes de fonctionnement permet de représenter une circulation urbaine basée sur des itinéraires indépendants pour chaque véhicule. Cette approche permet une représentation du trafic visuellement réaliste indispensable à l’immersion de l’utilisateur.

De tels systèmes sont caractérisés notamment par leur complexité. Celle-ci se définit sur différents plans (comme l’algorithme employé, les actions simulées ou les choix des comporte-ments à mettre en œuvre selon les influences de l’environnement) et peut être quantifiée par différentes méthodes d’évaluation comme par Yoann Kubera [35] qui tient compte de la com-plexité inhérente à la multiplication des agents logiciels et de leurs interactions mutuelles sur leur(s) environnement(s).

Présentation de la Base de Règles associée aux comportements humains

Au cours de ce chapitre, nous avons illustré que les règles qui devaient régir ce Système Expert étaient de deux ordres :

— les règles du Code de la route, présentées dans la section ci-dessous,

— les règles liées aux comportements humains.

Ce sont de ces règles dont nous allons traiter dans cette section. Si définir des règles liées au Code de la route représente une ”traduction” permettant de passer d’un texte juridique à un texte compréhensible par un ordinateur ou une unité de calcul, il n’en est pas de même pour les comportements humains. En effet ces comportements ne suivent pas des règles bien identifiées puisqu’elles sont, par définition, liées au vécu de l’individu. On peut alors schématiser ces comportements comme étant :

— soit dans la logique commune de l’utilisation de la route (pour le cas qui nous intéresse),

— soit contraires aux habitudes usuelles que doivent suivre les usagers de la route (aussi bien conducteurs que piétons ou cyclistes).

Les règles que nous avons répertoriées au cours de ce travail sont au nombre d’une trentaine, dont un certain nombre seront présentées ci-après.

— Siun véhicule ne circule pas à la même vitesse sur le même tronçonalorsregarder si le véhicule est devant

— Si le véhicule est devant,alors le véhicule peut éventuellement le doubler

— Si une double voie est disponible, alors le véhicule peut entamer une manœuvre de dépassement

— Si la voie de dépassement est libre, alors le véhicule peut se déporter et se mettre à la vitesse réglementaire

— Si la voie de dépassement est trop courte pour doubler (calcul de la distance),alors le véhicule freine et se rabat

— Sila voie principale est occupée, alorsle véhicule reste sur la voie de dépassement

— Sila distance minimale avec le véhicule suivant est dépassée, alorsle véhicule freine

— Si un véhicule est arrêté, alors le véhicule s’arrête avec une distance de sécurité plus courte.

Ces règles s’appliquent dans le cadre d’une conduite réglementée, sans prise de risque. Pour accentuer un mode de conduite plus dangereux, nous pouvons modifier les distances de sécurité puis appliquer des règles différentes comme par exemple :

— Si la voie de dépassement est trop courte, alors le véhicule accélère sans limitation de vitesse pour pouvoir doubler

— Siau tronçon suivant un stop est libre, alorsle véhicule ne s’arrête pas (application de la règle du cédez le passage).

— Sila limitation de vitesse est atteinte, alorsune accélération aléatoire est appliquée.

Chapitre 12

L’Intelligence Artificielle à l’interface entre simulations et système expert

Parce que ce projet s’adresse aussi bien aux besoins des mairies, qu’aux attentes très diverses des métiers de la circulation routière, la méthodologie développée doit permettre de rassembler toutes les techniques utilisables pour faciliter la visualisation des phénomènes routiers et orienter la décision d’une ou plusieurs personnes. L’outil dont nous présentons les méthodologies au cours de ce manuscrit permet à la fois de visualiser des informations tridimensionnelles à l’échelle de la ville, mais également de proposer une simulation du trafic urbain. Proposer un tel appui d’aide à la décision, nécessite de développer un outil d’Intelligence Artificielle qui sera à la frontière entre simulation et Système Expert.

12.1 Simulation et Système Expert, deux modules complé-mentaires

Avant de décrire comment a été développé ce module d’Intelligence Artificielle à l’inter-face des simulations discrètes et continues ainsi que du Système Expert, présentons, dans les paragraphes suivants, un rapide récapitulatif de ces moteurs qui aideront à une meilleure com-préhension des techniques d’interfacages entre ces modules.