La Programmation Par Contraintes au service de l’Optimisation Ferroviaire

Optimisation de la capacité en gare et des travaux de renouvellement

OpenGOV : Optimisation sous contraintes des Graphiques d’Occupation des Voies

Cosling accompagne SNCF Reseau dans le développement de la solution OpenGOV, un outil d’aide à la décision pour optimiser les Graphiques d’Occupation des Voies (GOV). Cet outil aide notamment à placer les trains sur les voies à quai adéquates et attribuer aux circulations les itinéraires minimisant les conflits d’exploitation. L’optimisation de la gestion des capacités en gare repose sur une modélisation fine des contraintes du trafic ferroviaire (infrastructures, matériel roulant, normes d’exploitations, cisaillements, horaires, etc.) et la capacité à trouver rapidement des solutions optimisées.

OpenGOV fait appel à des algorithmes avancés de programmation par contraintes, développés par Cosling et basés sur le solveur Choco Solver. L’attribution d’itinéraires d’un millier de trains s’exécute en quelques secondes, avec preuve d’optimalité sur une fonction multi-objectif. En réduisant drastiquement le nombre de conflits, ces technologies améliorent la fluidité des circulations en gare et la robustesse de l’exploitation ferroviaire.

3 Outils

La suite OpenGOV comporte 3 modules pour apporter une aide à la décision tout au long de la chaîne de décisions:

OpenGOV Etudes : pour appuyer les études amonts d'éléments quantitatifs objectifs
OpenGOV Conception : pour optimiser les plans de transport de la conception jusqu'à l'adaptation pré-opérationnelle
OpenGOV Temps Réel : pour aider les agents à gérer les aléas le jour J

+50 Gares

OpenGOV Conception est déployé sur plus d'une cinquantaine de gares réparties sur toute la France. La solution est suffisamment paramétrable pour gérer les nombreuses spécificités des différentes gares (e.g. 2TMV), qu'elles soient modélisées de manière macroscopique ou bien microscopique.

+30 000

Chaque jour, ce sont plus de 30 000 circulations qui sont optimisées par nos algorithmes. Il en découle une meilleure utilisation de l'infrastructure, des graphiques d'occupations des voies plus robustes, et donc in fine, une ponctualité accrue.

Optimisation de graphiques d’occupation des voies de la conception jusqu’à l’adaptation pré-opérationnelle

Les graphiques d’occupation des voies sont au cœur de la gestion du réseau ferroviaire. Grâce à l’efficacité du solveur Choco Solver, OpenGOV permet d’optimiser ces graphiques dès la phase de conception et de les ajuster dynamiquement en phase d’adaptation pré-opérationnelle. Le modèle mathématique intègre à la fonction multiobjectif l’écart à la solution précédente, afin de ne pas générer plus de changements que nécessaire et ainsi offrir une bonne expérience utilisateur. Ces modèles permettent d’intégrer les perturbations potentielles et d’anticiper les conflits, garantissant ainsi une adaptation fluide du plan de circulation aux aléas du terrain.

La Programmation Par Contraintes pour les Études d’Exploitation

Quel serait l’impact sur les circulations si je supprimais telle aiguille ? Puis-je démarrer plus tôt telle ou telle opération travaux ? L’augmentation de l’offre de transport envisagée est-elle réaliste ? Peut-on accueillir les prochains Jeux Olympiques ? etc. Ces différentes questions impliquent l’évaluation rigoureuse de la conséquence d’un choix structurant et la comparaison de multiples scénarios. Sans outil, il faudrait des semaines de travail avant d’obtenir le moindre élément de réponse, si bien que ces questions sont souvent repoussées. Pour cette raison, Cosling a développé pour le compte de SNCF Reseau le module OpenGOV Etudes, une solution facilitant la réalisation d’études d’exploitation.

OpenGOV Etude permet la modification d’une modélisation de gare afin de simuler instantanément ces changements stratégiques et d’en calculer l’impact au moyen d’algorithmes d’optimisation sous contraintes. Que la modification provienne d’un élément d’infrastructure, d’exploitation, du plan de transport ou encore des travaux à réaliser, OpenGOV Etude propose une réoptimisation du GOV en redispatchant les trains sur les voies disponibles et en minimisant les conflits. L’algorithme d’optimisation globale tourne en quelques minutes grâce à la puissance de la Programmation Par Contraintes et du solveur Choco-Solver.

Optimisation de la planification de chantiers de renouvellement des voies

L’optimisation de la maintenance et du renouvellement des infrastructures ferroviaires est un enjeu crucial pour garantir la performance du réseau SNCF. Entre contraintes strictes (fenêtres de maintenance, disponibilité des ressources, réduction des perturbations) et impératifs opérationnels, la planification devient un défi complexe. Cosling accompagne la SNCF en exploitant la puissance des solveurs Choco Solver et OR-Tools pour générer des plannings intelligents, maximisant l’efficacité des travaux tout en minimisant l’impact sur la circulation ferroviaire. Grâce à cette approche innovante, la gestion des infrastructures gagne en fiabilité, en fluidité et en précision.

Ce que nos clients pensent de nous

Marion P.
Cheffe de Projet
SNCF Réseau

❝ Cosling a apporté une valeur ajoutée indéniable à plusieurs projets d’optimisation et de recherche opérationnelle portés par DGEX Solutions, notamment grâces aux caractéristiques suivantes :