Search

In the context of Smart Cities, the need to inform drivers, to anticipate and to take action to regulate the traffic flow becomes critical. This need has driven the development of a large number of short-term (less than one hour) traffic flow forecasting methods. The era of big data has seen the rise in computing power, in storage capacity and in our ability to process information in real-time. At the same time, more and more road segments are equipped with traffic sensors. This evolution of technology is reflected in the evolution of traffic forecasting methods.In this work, we explore multiple questions in order to improve the accuracy of forecasting models on traffic data. The first question deals with the spatio-temporal neighborhood : what information should we consider in order to predict the future activity on a sensor? The second question is about the choice of the best forecasting methods with respect to the nature of the network (urban, freeway) and the forecast horizon. The last question concerns the choice of the optimal temporal aggregation for the data and its impact on the forecasting accuracy. In order to investigate these questions, we have studied a large panel of forecasting methods (ARIMA, VAR, k-NN, SVR, neural networks) and two variable selection mechanisms (Lasso, TiGraMITe). This experimental study has been conducted on data from the urban network of Lyon and from urban freeway of Marseille.; Dans le contexte de la ville intelligente, le besoin d’informer, d’anticiper, et d’agir sur l’état du trafic sur le réseau devient crucial. Ce dernier est à l'origine du développement de nombreuses méthodes de prévision de trafic à court-terme (dans l'heure). À l'ère des données, on observe une augmentation de nos capacités à stocker et à traiter des données rapidement. Parallèlement, un nombre croissant de tronçons de route sont équipés de capteurs. Cette évolution technologique se reflète par une évolution des méthodes de prévision de trafic.Dans ces travaux, nous explorons plusieurs problématiques afin d'améliorer les performances de prévision des modèles sur les données de trafic. La première question concerne le voisinage spatio-temporel : quelles données doit-on considérer pour prédire l’activité future observée par un capteur ? La deuxième question concerne le choix de la meilleure méthode de prévision en fonction du type de réseau (urbain, autoroute) et de l'horizon de prévision. Enfin, nous traitons de la question du choix optimal de la résolution temporelle des données, de son impact sur la prévision. Pour répondre à ces questions, nous avons étudié de nombreuses approches de prévision (ARIMA, VAR, k-NN, SVR, réseaux de neurones) et deux mécanismes de sélection de variables (Lasso, TiGraMITe). Cette étude expérimentale a été effectuée sur des données du réseau urbain de Lyon (fournie par la Métropole) et des données d'autoroute du réseau de Marseille.

Over last decades, virtual reality has been widely used in many disciplines. It is ableto plunge the user at the heart of an artificial environment created digitally through interactionand immersion paradigms. These paradigms are based on the use of very specificinterfaces that help user to interact and perform specific tasks in the virtual environment.Nevertheless, many technical problems are often present and may penalize the quality ofthat interaction and may break user immersion in the virtual environment.The goal of this thesis is to build a comprehensive procedure to guide the user to calibratea virtual reality interface and therefore attempt to overcome some technologicalshortcomings. The originality of the thesis is the use of an approach that combines twoareas of research that will combine very rarely, that of data processing and the virtualreality. This approach will provide theoretical and technical framework for the design ofa comprehensive calibration procedure to ensure continuous and precise interaction inthe virtual environment.To overcome problems described above, the work was conducted on several fronts :data acquisition, processing and validation. The first step is by the use of a new protocolinsofar as it is based on virtual reality techniques to collect calibration data. In secondstep, two calibration methods have been proposed to improve the absolute accuracy ofthe virtual reality interface. Both methods are universal approximators as well as theirability to estimate the outputs of the involved system from inputs even the model of thesystem being calibrated remains unknown. In the last step, two virtual reality applicationsprototypes were developed in order to assess the relevance of our approach.; Dans les dernières décennies, la réalité virtuelle a connu un essor fulgurant dans denombreuses disciplines. Elle permet via des paradigmes d’interaction et d’immersion deplonger l’utilisateur au coeur d’un environnement artificiel crée numériquement. Ces paradigmess’appuient sur l’utilisation des interfaces sensori-motrices bien spécifiques quipermettent à l’utilisateur d’interagir et accomplir des tâches particulières dans l’environnementvirtuel. Néanmoins, des nombreux problèmes, d’origine technologique, sontsouvent présents et peuvent pénaliser la qualité de l’interaction ainsi que le degré d’immersionde l’utilisateur dans l’environnement virtuel.L’objectif de cette thèse est de proposer une procédure complète visant à guider l’utilisateurà calibrer une interface sensori-motrice spécifique et par conséquent tenter depallier à certains défauts technologiques. L’originalité de la thèse réside dans l’utilisationd’une approche qui combine deux domaines de recherche qui ne s’associent que très rarement: celui du traitement de données et celui de la réalité virtuelle. Cette approche servirade cadre théorique et technique pour la conception d’une procédure de calibrationcomplète permettant de garantir une interaction continue et précise dans l’environnementvirtuel.Afin de contrebalancer les défauts et limites techniques, le travail a été conduit surplusieurs fronts : acquisition, traitement de données et validation. La première phaseest marquée par l’utilisation d’un protocole innovant dans la mesure où il repose sur lestechniques de réalité virtuelle pour récolter les données de calibration. Dans la deuxièmephase, deux techniques de calibration ont été proposées pour améliorer la précision absoluede l’interface de réalité virtuelle. Les deux techniques se distinguent par leurs qualitésd’approximateurs universels ainsi que par leurs capacités à estimer les sorties du systèmeconcerné à partir des entrées sans connaître à priori son modèle mathématique. Dansla dernière phase, deux prototypes d’applications de réalité virtuelle ont été développéespour s’assurer de la pertinence de notre approche.

Over last decades, virtual reality has been widely used in many disciplines. It is ableto plunge the user at the heart of an artificial environment created digitally through interactionand immersion paradigms. These paradigms are based on the use of very specificinterfaces that help user to interact and perform specific tasks in the virtual environment.Nevertheless, many technical problems are often present and may penalize the quality ofthat interaction and may break user immersion in the virtual environment.The goal of this thesis is to build a comprehensive procedure to guide the user to calibratea virtual reality interface and therefore attempt to overcome some technologicalshortcomings. The originality of the thesis is the use of an approach that combines twoareas of research that will combine very rarely, that of data processing and the virtualreality. This approach will provide theoretical and technical framework for the design ofa comprehensive calibration procedure to ensure continuous and precise interaction inthe virtual environment.To overcome problems described above, the work was conducted on several fronts :data acquisition, processing and validation. The first step is by the use of a new protocolinsofar as it is based on virtual reality techniques to collect calibration data. In secondstep, two calibration methods have been proposed to improve the absolute accuracy ofthe virtual reality interface. Both methods are universal approximators as well as theirability to estimate the outputs of the involved system from inputs even the model of thesystem being calibrated remains unknown. In the last step, two virtual reality applicationsprototypes were developed in order to assess the relevance of our approach.; Dans les dernières décennies, la réalité virtuelle a connu un essor fulgurant dans denombreuses disciplines. Elle permet via des paradigmes d’interaction et d’immersion deplonger l’utilisateur au coeur d’un environnement artificiel crée numériquement. Ces paradigmess’appuient sur l’utilisation des interfaces sensori-motrices bien spécifiques quipermettent à l’utilisateur d’interagir et accomplir des tâches particulières dans l’environnementvirtuel. Néanmoins, des nombreux problèmes, d’origine technologique, sontsouvent présents et peuvent pénaliser la qualité de l’interaction ainsi que le degré d’immersionde l’utilisateur dans l’environnement virtuel.L’objectif de cette thèse est de proposer une procédure complète visant à guider l’utilisateurà calibrer une interface sensori-motrice spécifique et par conséquent tenter depallier à certains défauts technologiques. L’originalité de la thèse réside dans l’utilisationd’une approche qui combine deux domaines de recherche qui ne s’associent que très rarement: celui du traitement de données et celui de la réalité virtuelle. Cette approche servirade cadre théorique et technique pour la conception d’une procédure de calibrationcomplète permettant de garantir une interaction continue et précise dans l’environnementvirtuel.Afin de contrebalancer les défauts et limites techniques, le travail a été conduit surplusieurs fronts : acquisition, traitement de données et validation. La première phaseest marquée par l’utilisation d’un protocole innovant dans la mesure où il repose sur lestechniques de réalité virtuelle pour récolter les données de calibration. Dans la deuxièmephase, deux techniques de calibration ont été proposées pour améliorer la précision absoluede l’interface de réalité virtuelle. Les deux techniques se distinguent par leurs qualitésd’approximateurs universels ainsi que par leurs capacités à estimer les sorties du systèmeconcerné à partir des entrées sans connaître à priori son modèle mathématique. Dansla dernière phase, deux prototypes d’applications de réalité virtuelle ont été développéespour s’assurer de la pertinence de notre approche.