Stage de R&D : Simulation multi-agent du Grand Paris Express

Contexte du stage

Au sein de l’Institut de Recherche Technologique SystemX, situé au cœur du campus scientifique d’excellence mondiale de Paris-Saclay, vous prendrez une part active au développement d’un centre de recherche technologique de niveau international dans le domaine de l’ingénierie numérique des systèmes. Adossé aux meilleurs organismes de recherche français du domaine et constitué par des équipes mixtes d’industriels et d’académiques, ce centre a pour mission de générer de nouvelles connaissances et solutions technologiques en s’appuyant sur les percées de l’ingénierie numérique et de diffuser ses compétences dans tous les secteurs économiques.

Vous serez encadré par un ingénieur-chercheur SystemX du domaine Calcul Scientifique / Optimisation.

Vous travaillerez au sein d’un projet exploratoire à l’IRT SystemX sur les simulations multi-agent du Grand Paris Express avec l’outil open source MATSim (Horni et al., 2016). L’outil est utilisé par des industriels tels que Volkswagen ou les Chemins de fer fédéraux suisses (CFF) et un grand nombre d’instituts de recherche tels que ETH Zurich ou TU Berlin.

Présentation du sujet

Objectifs du stage

Le Grand Paris Express est un projet d’infrastructure à grande échelle qui devra être achevé en partie dans les années à venir. Les simulations de transport sont utilisées pour évaluer l’impact de tels projets sur la population et les schémas de mobilité dans la région. Ces dernières années, des modèles multi-agents sont apparus, qui permettent de représenter de manière très détaillée les déplacements quotidiens des habitants d’une région (Chouaki et al., 2022).
Cependant, contrairement aux approches traditionnelles très agrégées, les simulations multi-agents exigent du modélisateur qu’il décrive le système de transport et l’offre à un niveau de détail élevé. Cela inclut la définition des lignes de rabattement vers les nouvelles stations de métro, qui autrement ne seraient pas connectées au territoire environnant. Dans une recherche récente, IRT SystemX a développé des algorithmes pour concevoir automatiquement de tels services de bus de rabattement pour les simulations multi-agents (Chouaki et al., 2024).
Les objectifs du stage sont :

• d’intégrer le Grand Paris Express dans une simulation de transport à grande échelle multi-agent en Île-de-France (Hörl & Balac, 2021),
• d’utiliser notre nouvel algorithme pour définir de manière semi-automatique les services de rabattement vers les nouvelles gares du Grand Paris Express,
• de documenter les améliorations des résultats de simulation en utilisant la nouvelle méthodologie,
• d’effectuer une évaluation systématique de l’impact du Grand Paris Express sur les déplacements régionaux, les types d’utilisateurs concernés et les changements dans l’utilisation de la voiture.

Missions

• Réaliser un état de l’art sur l’impact du Grand Paris Express et les évaluations existantes
• Implémenter le Grand Paris Express dans l’offre de transport de l’Île-de-France (en format GTFS)
• Mettre en place de simulations autour les gares du Grand Paris Express avec l’outil MATSim
• Analyser et visualiser systématiquement les résultats des simulations (statistiques, évolutions, cartes)

Les résultats du stage pourront faire l’objet d’une contribution à une conférence internationale.

Références bibliographiques :

Horni, A., Nagel, K., Axhausen, K.W. (Eds.), 2016. The Multi-Agent Transport Simulation MATSim. Ubiquity Press. https://matsim.org/

Tarek Chouaki, Sylvain Declerq, Sebastian Hörl. 2024. Towards an integrated approach for the automatic design of feeder bus lines using agent-based simulation and combinatorial optimization. The 12th Symposium of the European Association for Research in Transportation (hEART). https://hal.science/hal-04551009

Hörl, S., Balac, M., 2021. Synthetic population and travel demand for Paris and Île-de-France based on open and publicly available data. Transportation Research Part C: Emerging Technologies 130, 103291. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0968090X21003016

Chouaki, T., Hörl, S., Puchinger, J. 2022. Towards reproducible simulations of the Grand Paris Express and on-demand feeder services, paper accepted for presentation at the 102nd Annual Meeting of the Transportation Research Board, January 2023, Washington, D.C., USA. https://hal.science/hal-03788331

Profil et compétences

De formation : Niveau master, dans le domaine de l’informatique / de l’IA et/ou l’ingénierie des transports

Compétences souhaitées :

• Travailler avec la littérature scientifique internationale
• Traitement, analyse et visualisation de données
• Expérience de programmation en Python ou/et Java

Aptitudes personnelles :

• Organisé et structuré
• Appétence pour l’apprentissage et curiosité scientifique
• Intérêt dans le sujet de la mobilité

Merci d’indiquer la référence du stage dans l’objet de votre mail de candidature, d’y joindre CV, lettre de motivation, lettre(s) de recommandation et relevés de notes.