Modelling and generation of contextual itineraries of urban activities in the city
Modélisation et génération d’itinéraires contextuels d’activités urbaines dans la ville
Résumé
The city is an urban aggregation allowing to offer diverse services to his city-dwellers. She establishes a complex system which depends on several social and economic factors. The configuration of the space influences in a important way the accessibility to the various features of the city. The spatial analysis of the urban structure is realized on cities to study the characteristics of the space and be able to estimate its functional potential. The aim of the thesis is to propose an approach to spatial analysis which takes into account the various structural and semantic aspects of the city. A model based on the graphs was proposed to represent the multimodal transport network of the city which guarantees the accessibility to the various points of interest. Super-networks were used to integrate the possibility of an intermodal transfer into the model of transport by links of interdependence between the sub-graphs associated to the various means of transportation. The temporal aspect was represented in the model by attributes specifying the temporal constraints characterizing the itinerary of every nodeand every edge such as the time of exploration, the waiting time and the time required for the road penalties. The functional aspect is introduced by the concept of activity. We proposed a conceptual model which aims to model the various contextual elements which can affect the planning and the execution of the urban activities such as the spatiotemporal frame and the profile of the user. This model was enriched by knowledge management which aims to represent information about individual behaviors. The extracted knowledge are represented by a management system of rules allowing the contextual planning of the activity.
La ville est une agrégation urbaine permettant d’offrir divers services à ses citadins. Elle constitue un
système complexe qui dépend de plusieurs facteurs sociaux et économiques. La configuration de l’espace
influence d’une manière importante l’accessibilité aux différentes fonctionnalités de la ville. L’analyse
spatiale de la structure urbaine est réalisée sur les villes afin d’étudier les caractéristiques de l’espace et
pouvoir évaluer son potentiel fonctionnel. L’enjeu de la thèse est de proposer une approche d’analyse spatiale
qui prenne en compte les différents aspects structurels et sémantiques de la ville. Un modèle basé sur les
graphes a été proposé pour représenter le réseau de transport multimodal de la ville qui garantit l’accessibilité
aux différents points d’intérêt. Les super-réseaux ont été utilisés pour intégrer la possibilité d’un transfert
intermodal dans le modèle de transport par des liens d’interdépendance entre les sous-graphes associés
aux différents modes de transport. L’aspect temporel a été représenté dans le modèle par des attributs
spécifiant les contraintes temporelles caractérisant le parcours de chaque noeud et chaque arc tels que le
temps d’exploration, le temps d’attente et le temps requis pour les pénalités routières. L’aspect fonctionnel
est introduit par le concept d’activité. Nous avons proposé un modèle conceptuel qui vise à modéliser les
différents éléments contextuels qui peuvent affecter la planification et l’exécution des activités urbaines tels
que le cadre spatio-temporel et le profil de l’utilisateur. Ce modèle conceptuel de données a été enrichi par
un système de gestion de connaissances qui vise à représenter des informations sur les comportements des
individus dans le cadre d’une activité selon les profils et le contexte spatio-temporel. Nous nous basons sur
des données collectées dans le cadre d’une enquête de déplacement pour l’extraction de connaissances à
l’aide d’algorithmes de classement et de recherche de motifs séquentiels. Les connaissances extraites sont
représentées par un système de gestion de règles permettant la planification contextuelle de l’activité. À
partir d’un programme d’activité adapté à un profil donné, des itinéraires assurant la réalisation de l’activité
sont générés en formant un réseau d’activité contextuel. L’algorithme de recherche d’itinéraires s’appuie sur
l’algorithme A* qui permet, à travers une fonction heuristique, la réduction de la complexité de la recherche
en prenant en compte l’aspect temporel de l’activité et la structure multimodale de réseau. L’expérimentation
de l’approche a été réalisée sur quatre villes Françaises dans l’objectif de générer des réseaux thématiques
associés aux différentes activités réalisées par des profils différents. L’aspect fonctionnel représenté dans ces
réseaux fait l’objet d’une analyse spatiale qui consiste à étudier la configuration de l’espace toute en prenant
en compte l’usage contextuel des utilisateurs. L’analyse est basée sur les opérateurs de centralité définis par
la syntaxe spatiale ainsi que des opérateurs d’étude de couverture des réseaux thématiques originaux.
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