Design and Implementation of a Sustainable Cyber-Physical Urban Mobility System in Developing Countries

Résumé

Le présent travail porte sur la conception et la mise en œuvre d'un Système de Mobilité Urbaine Cyber-Physique (SMUCP) dans les pays en développement. Il s'aligne sur la transformation numérique du système de mobilité urbaine dans les villes de ces pays. Pour ce faire, le travail de recherche s'appuie sur le domaine des systèmes cyber-physiques, qui intègrent le cyberespace, les réseaux de communication et les infrastructures physiques de transport urbain pour un meilleur contrôle de ces dernières. L'objectif principal de cette thèse est de construire des solutions de mobilité intégrées adaptées aux contextes spécifiques des pays en développement, en utilisant les outils et techniques de l'intelligence artificielle. Ce système prend en compte les sous-systèmes de l'écosystème urbain suivant une analyse multiniveau, afin d'améliorer l'efficacité des déplacements dans les villes des pays en développement. Un cadre architectural système orienté composant a été proposé, mettant en lumière les éléments du SMUCP et leurs interactions complexes. Le langage de description d'architecture π-ADL a permis de décrire formellement cette architecture système. Des spécifications abstraites des composants respectifs, Trafic, PlateformeCyber, et Mairie au sein du SMUCP ont été proposées, ainsi que leurs interopérabilités. Cette approche basée sur les types abstraits permet de garantir la fiabilité, la maintenabilité et l'évolutivité du SMUCP. Une étude empirique basée sur des enquêtes, une revue de la littérature et des consultations d'experts a permis d'identifier 90 composants contribuant à la représentation de la matrice de structures de conception de taille $90 \times 90$. La réduction de la dimensionnalité à l'aide de l'analyse en composantes principales a facilité la visualisation sur un plan bidimensionnel. L'algorithme des k-moyennes et l'indice de Calinski-Harabasz ont permis la mise en œuvre efficace du système de mobilité urbaine intégré et modulaire selon l'approche cyber-physique. Cependant, Les résultats numériques ont permis d'identifier des valeurs aberrantes qui nécessitent une attention accrue de la part des parties prenantes et des ingénieurs lors de la mise en œuvre. Enfin, la thèse pose plusieurs orientations futures, notamment l'analyse des données de mobilité urbaine et la prédiction intelligente, la vérification formelle de la spécification SMUCP et l'amélioration des SMUCP intelligents et adaptatifs en tirant parti de la théorie des modèles et des techniques d'intelligence artificielle.

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