Infrastructure convergente de communication, contrôle et ordonnancement des systèmes de transports basés sur des multi-capsules
La mobilité urbaine ne cesse d’introduire de nombreux défis environnementaux, sociétaux et économiques. En effet, en raison du manque d’alternatives de transport efficaces, 54% de la population française utilise encore sa voiture tous les jours. Pour répondre à ces enjeux, URBANLOOP SAS développe actuellement un système de transport autonome à la demande et sur rail basé sur des capsules de petite taille.
Le système Urbanloop, concept unique dans le monde, est composé de boucles interconnectées avec une flotte de capsules électriques qui peuvent transporter jusqu’à un couple de personnes. Il présente à la fois les avantages du ferroviaire, tels que la faible consommation d’énergie et les avantages du transport à la demande, à savoir aucune correspondance ou arrêt intermédiaire et pas de temps d’attente.
Le projet COMMITS vise à développer une infrastructure convergente de communication, de contrôle et d’ordonnancement afin de construire un système cyber-physique pour gérer le réseau de transport Urbanloop à grande échelle. Le principal défi consiste à contrôler l’ensemble du réseau tout en respectant les contraintes de sûreté, de sécurité et de temps. Ce système doit répondre instantanément, automatiquement et de manière adaptative à des demandes multiples et simultanées de trajets ferroviaires. À l’échelle d’une ville, le système cyber-physique doit être capable d’orchestrer entre environ 10 et 4000 pods en temps réel avec les caractéristiques suivantes : pas de temps d’attente, pas d’arrêts et de connexions intermédiaires et une vitesse moyenne de 60km/h.
Le fait d’adapter l’architecture standard de système cyber-physique pour des transports ferroviaires, à savoir le CBTC (Communication-Based Train Control), n’est pas suffisant pour répondre aux défis posés par Urbanloop. En effet, le CBTC ne permet pas une cadence suffisante pour les performances recherchées. COMMITS doit développer son propre système de commande et de planification ainsi que l’architecture de communication sur laquelle le système se base, afin d’automatiser le système de transport sur rail à la demande qu’est Urbanloop. Pour cela, nous développerons et étudierons deux approches : centralisée et décentralisée, en fonction de la taille du réseau. Pour l’approche centralisée, une unité centrale sera développée qui communique avec chaque capsule pour générer et transmettre la feuille de route en temps réel. Un contrôleur local est conçu pour chaque capsule afin de respecter la feuille de route en question. Dans cette approche, toute l’intelligence et les fonctions liées à la sécurité sont gérées par l’unité centrale. Aucune autonomie n’est donnée aux capsules. Les communications entre la capsule et l’entité centrale sont alors importantes, ce qui limite la taille du réseau Urbanloop. Pour réduire le nombre de communications, l’approche décentralisée sera développée en transférant l’intelligence (partiellement ou totalement selon les résultats obtenus) dans les capsules et les boucles, nécessitant la gestion de la sécurité et des performances localement. Ainsi le nombre de capsules pouvant être gérées sera augmenté. Pour ces deux approches, COMMITs doit également concevoir l’interface de communication pour permettre un transfert d’information fiable et à faible latence entre les différents éléments. Le système cyber-physique conçu sera mis en œuvre et validé expérimentalement sur une plateforme de tests à l’échelle de plusieurs kilomètres.
Coordinateur scientifique : Abdelkader Lahmadi (Université de Lorraine)
