P ROCESSUS ENDOG ENES DANS LE MOD ` ELE ` HEDGE

En dehors des activit ´es des agents, l’environnement peut ´egalement produire une activit ´e (Weyns et al., 2005b). Un exemple typique est l’ ´evaporation des ph ´eromones artificielles dans les algorithmes `a base de colonies de fourmis, ou bien une balle roulant sur un plan inclin ´e sous l’effet de la gravit ´e.

Selon Helleboogh et al. (2007) une activit ´e endog `ene est une ´evolution d’un constituent particulier de l’environnement. Celle-ci d ´epend de trois ´el ´ements : (i) le constituent im-pliqu ´e, (ii) la strat ´egie d’ ´evolution, (iii) le laps de temps accord ´e pour faire ´evoluer le constituent.

Dans le cadre des applications vis ´ees par nos travaux, il existe des dynamiques de l’en-vironnement qui ne doivent pas ˆetre contr ˆol ´ees par des agents. Par exemple, la strat ´egie de contr ˆole de feux tricolores peut ˆetre mod ´elis ´ee par un processus endog `ene. Un autre exemple est l’utilisation d’un mod `ele de simulation hydrologique afin de simuler l’impact d’inondations sur un r ´eseau routier.

Dans le cadre de cette th `ese, nous ne proposons ni un nouveau mod `ele, ni un mod `ele g ´en ´erique de processus endog `ene. Un ´etat de l’art concernant les mod `eles de dyna-mique endog `ene de l’environnement montre une tr `es grande diversit ´e de propositions, in-cluant les mod `eles de ph ´enom `enes m ´et ´eorologiques ou climatiques (Berger et al., 2007; Landsberg, 1981; Oprea, 2012; Tom ´as et al., 2005), et hydrologiques (O’Brien et al., 1993). D’autres mod `eles utilisant la m ´ecanique classique pour simuler les mouvements des objets dans l’espace ont ´egalement ´et ´e pr ´esent ´es (Bender et al., 2014; Chen, 2013; Van Overveld et al., 1995; Yeh et al., 2007; Yeh, 2007). De plus, il existe des biblioth `eques logicielles cl´e en main  proposant un solveur des ´equations de Newton et d´edi´ees aux environnements virtuels, comme par exemple NVidia PhysX⁶ou ODE⁷.

Au vue de la diversit ´e des propositions, il nous parait pr ´ef ´erable de privil ´egier l’association de HEDGE avec ces mod `eles, plut ˆot que d’en proposer un nouveau. Ce point de vue est partag ´e par Robinson et al. (2004) qui indique que la r´eutilisation de mod`eles de simu-lation est une approche int ´eressante. Intuitivement, cette r ´eutilisation permet de r ´eduire les co ˆuts de conception de mod `eles de simulation et de d ´eveloppement de simulateurs. Afin de faciliter cette association d’un mod `ele de processus endog `ene avec HEDGE, nous faisons les deux hypoth `eses suivantes :

i) Un processus endog `ene est capable d’extraire de l’information `a partir de l’ ´etat de

l’environnement. Cette information est repr ´esent ´ee par un ensemble de percepts.

ii) Un processus endog `ene g ´en `ere un ensemble d’influences qui sont collect ´ees par

6. http://www.nvidia.com/object/physx new.html 7. http://www.ode.org

4.4. CONCLUSION 83

le mod `ele d’environnement et trait ´ees durant la phase de r ´eaction, au m ˆeme titre que les influences g ´en ´er ´ees par les agents.

La figure 4.6 illustre les relations entre les processus endog `enes et les autres ´el ´ements du mod `ele HEDGE.

Agent

Graphe HEDGE

Calcul des perceptions Calcul des réactions

Processus endogène 1 tp₁ ti1 Processus endogène 2 tp2 ti₂ Processus endogène n tpn ti_n

Environnement

Per cepts In fl u ences

FIGURE 4.6 – Les processus endog `enes et leurs relations avec les autres ´el ´ements de

HEDGE

L’utilisation des percepts et des influences entre le mod `ele HEDGE et un processus en-dog `ene est un moyen efficace de permettre leur association. Pour chaque mod `ele de processus endog `ene, il est n ´ecessaire de d ´efinir les transformations d’informations qui permettront de respecter ces deux hypoth `eses. Ces transformations sont illustr ´ees sur la figure 4.6 par les blocs t pn pour les transformations li ´ees `a la perception, et tin pour les transformations li ´ees aux influences.

Dans les applications que nous pr ´esentons dans le chapitre 5, nous utilisons un proces-sus endog `ene pour mod ´eliser les contr ˆoleurs de feux de signalisation dans les zones urbaines simul ´ees. Ce mod `ele endog `ene perc¸oit l’environnement `a l’aide des capteurs mod ´elisant des boucles magn ´etiques. Il ´emet des influences pour changer les ´etats des feux associ ´es au contr ˆoleur de trafic.

4.4/ C

ONCLUSION

L’environnement est un ´el ´ement actif dans une simulation multi-agent (Weyns et al., 2005a). Il peut avoir ses propres processus ind ´ependamment des activit ´es des agents. Dans ce chapitre, nous avons pr ´esent ´e nos contributions relatives `a la dynamique l’envi-ronnement.

Notre premi `ere contribution concerne la gestion des actions simultan ´ees et conjointes des agents. Afin de pr ´eserver l’int ´egrit ´e de l’environnement, nous proposons d’appliquer le mod `ele influence-r ´eaction (Michel, 2007) qui fournit un cadre d’interaction entre les agents et l’environnement. Collecter et g ´erer les influences g ´en ´er ´ees par les agents impose la d ´efinition d’un mod `ele de r ´eaction de l’environnement. Nous proposons un mod `ele inspir ´e par les lois du mouvement de Newton dans lequel les influences expriment

des forces `a appliquer aux objets de l’environnement et la r ´eaction est le r ´esultat de la r ´esolution des ´equations physiques.

Pour cela, nous proposons d’introduire une phase de localisation des entit ´es dans le cycle de simulation. Cette phase permet de localiser les objets dans le graphe `a partir de leurs positions 2D/3D afin de garantir la coh ´erence entre les positions des objets dans le mod `ele physique et leurs positions dans le graphe HEDGE.

Enfin, nous d ´ecrivons une architecture permettant l’association de mod `eles de processus endog `enes existants avec le mod `ele HEDGE.

Afin d’illustrer nos travaux sur une application concr `ete, nous pr ´esentons deux projets d’am ´enagement de la ville de Belfort et de sa communaut ´e d’agglom ´erations dans le chapitre suivant. Les qualit ´es et les d ´efauts de notre approche ont ´et ´e mis en ´evidence dans le cadre de cette application.

5

SIMULATIONS POUR L’AMENAGEMENT´

DE LA VILLE DE BELFORT

D

<sup>ans ce chapitre, nous illustrons l’utilisation du mod `ele HEDGE dans le cadre de deux</sup>projets d’am ´enagement de la ville de Belfort et de sa communaut ´e d’agglom ´erations. Ils nous permettent de valider le mod `ele HEDGE et d’illustrer son applicabilit ´e sur des projets industriels r ´eels.

Le premier projet concerne la mise en place d’un r ´eseau de bus `a haut niveau de ser-vice. Ce projet participe `a une r ´eflexion globale men ´ee sur la planification des transports publics pour inciter plus de personnes `a utiliser les transports en commun. HEDGE est utilis ´e pour mod ´eliser les zones n ´evralgiques `a un niveau microscopique. Il permet de mod ´eliser efficacement et rapidement l’infrastructure routi `ere. Les simulations r ´ealis ´ees avec ce mod `ele ont mis en ´evidence des probl `emes structurels et des probl `emes fonc-tionnels.

Le second projet concerne l’am ´enagement de la Place d’Armes de Belfort afin de

renfor-Sommaire

5.1 Logiciel Voxelia Simulate . . . . 84

5.1.1 Architecture du logiciel Voxelia Simulate . . . . 84 5.1.2 Editeur et G ´en ´erateur de graphe HEDGE . . . .^´ 85

5.2 Contexte et objectifs des ´etudes . . . . 86

5.2.1 Contexte g ´en ´eral . . . . 87 5.2.2 Contexte des projets de simulation . . . . 87

5.3 D ´efinition du comportement des agents . . . . 88

5.3.1 Comportement des pi ´etons et son extension aux cyclistes . . . . 88 5.3.2 Comportement des conducteurs de v ´ehicules routiers . . . . 91

5.4 D ´efinition du mod `ele physique des v ´ehicules . . . . 94

5.4.1 Architecture du mod `ele de v ´ehicule . . . . 94 5.4.2 Mod `eles s ´electionn ´es pour les composants d’un v ´ehicule . . . . 95

5.5 Validation de HEDGE . . . . 98 5.5.1 La place Rabin . . . . 98 5.5.2 Le quartier Denfert-Thiers . . . 102 5.5.3 La Place d’Armes . . . 104 5.6 Conclusion . . . 107 85

cer l’attractivit ´e commerciale et touristique du centre historique de la ville. La valorisation des d ´eplacements des pi ´etons et la mise en valeurs des grands ´equipements historiques sont au centre de ce projet. HEDGE a permis de donner vie `a un projet tout en respec-tant son essence architecturale. Le produit de l’application de ce mod `ele est utilis ´e `a des fins d’ ´etudes techniques ( ´etudes pr ´eliminaires, avant-projet), de communication (concer-tations et d ´ebats publics) et de promotion (expositions, valorisation) sous la forme de logiciels interactifs en 3D.

Ce chapitre est structur ´e comme suit. Dans la section suivante, nous pr ´esentons le lo-giciel Voxelia Simulate qui int `egre une implantation du mod `ele HEDGE. Il a ´et ´e utilis ´e pour r ´ealiser les projets d’applications mentionn ´es ci-dessus. Dans la section 5.2, nous pr ´esentons le contexte et les objectifs de ces deux ´etudes. Les mod `eles de comporte-ment des agents sont d ´etaill ´es dans la section 5.3. Le mod `ele physique des v ´ehicules est d ´etaill ´e dans la section 5.4. La validation du mod `ele HEDGE est d ´ecrite `a travers la mod ´elisation de trois zones n ´evralgiques de la ville de Belfort dans la section 5.5. Enfin, nous concluons ce chapitre en r ´ealisant un bilan de l’application du mod `ele HEDGE dans le cadre des deux projets d ´ecrits dans ce chapitre.

Dans le document Un modèle d'environnement pour la simulation multi-agents des déplacements en milieu urbain (Page 93-97)