La croissance démographique dans les zones urbaines représente un problème pour la planification des transports. La surcharge des systèmes de transport urbains entraîne des coûts monétaires importants et des problèmes environnementaux. Des mesures politiques sont alors nécessaires pour réduire le niveau de congestion et accroître l'efficacité des systèmes de transport. À court terme, les simulateurs de trafic pourraient constituer un outil puissant pour la conception de solutions innovantes. Mais les simulateurs de trafic classiques sont exigeants sur le plan informatique pour les applications à grande échelle. De plus, la mise en place du scénario de simulation est complexe. Une modélisation de trafic agrégée pourrait être une bonne solution (Daganzo-2007, Geroliminis-2008). Le réseau routier des villes est divisé en régions, où un diagramme fondamental macroscopique bien défini (MFD) régule les conditions de circulation à l'intérieur de chacune. Le MFD concerne le débit et la densité de trafic moyens dans une région. Malgré que l’idée d’agréger le réseau de la ville soit simple, il soulève plusieurs défis qui n’ont pas encore été abordés. Jusqu'à aujourd'hui, seule (Yildirimoglu-2014) propose un cadre d'affectation dynamique du trafic pour les réseaux régionaux et les modèles MFD. Ce cadre est basé sur le modèle Logit multinomial et ne traite pas explicitement des distributions de longueurs de parcours. De plus, leur structure ne considère pas que les utilisateurs sont différents les uns des autres et ont des objectifs et des préférences différents pour leurs voyages. L'objectif de cette thèse est double. Tout d'abord, l'influence du comportement des utilisateurs sur la performance globale du réseau routier d’une ville est étudiée. Cette analyse se concentre sur la vitesse moyenne du réseau et ses capacités internes et de sortie, en comparant différents modèles tenant compte des différents types de comportement des utilisateurs par rapport à l'équilibre utilisateur déterministe et stochastique. En second lieu, un cadre innovant et complet d’affectation dynamique du trafic pour les modèles multirégionaux basés sur le MFD est proposé. Ce cadre est divisé en plusieurs étapes et repose sur les connexions entre la ville et les réseaux régionaux. Dans un premier temps, des méthodes systématiques de mise à l’échelle sont proposées pour rassembler les voies régionales. Dans un deuxième temps, quatre méthodes sont discutées pour calculer les distributions de longueurs de parcours pour caractériser ces chemins régionaux. Dans la troisième étape, un modèle de chargement de réseau qui considère les distributions de longueurs de parcours explicitement calculées et l’évolution des vitesses moyennes régionales est proposé. Enfin, ce cadre d'affectation dynamique du trafic est étendu pour prendre en compte les usager qui ont une aversion au regret ou une rationalité imparfaite. Cette thèse s'inscrit dans le cadre d'un projet européen ERC intitulé MAGnUM: approche de modélisation du trafic multi-échelle et multimodal pour la gestion durable de la mobilité urbaine. / The population growth in urban areas represents an issue for transportation planning. This overload of urban transportation systems, leading to significant monetary costs and environmental issues. Policy measures are then needed to decrease the level of congestion and increase the efficiency of transportation systems. In a short term, traffic simulators might be a powerful tool that helps to design innovative solution. But, the classical traffic simulators are computationally demanding for large scale applications. Moreover, the set up of the simulation scenario is complex. An aggregated traffic modeling might be a good solution (Daganzo, 2007; Geroliminis and Daganzo, 2008). The city network is divided into regions where a well-defined Macroscopic Fundamental Diagram (MFD) regulates the traffic conditions inside each one. The MFD relates the average traffic flow and density inside a region. Despite the idea of aggregating the city network is simple, it brings several challenges that have not yet been addressed. Up to today, only Yildirimoglu and Geroliminis (2014) proposed a dynamic traffic assignment framework for regional networks and MFD models. This framework is based on the simple Multinomial Logit model and does not explicitly deal with trip length distributions. Moreover, their framework does not consider that users are different from each other and have different purposes and preferences for their travels. The goal of this PhD dissertation is to twofold. First, the influence of the users behavior on the global network performance is investigated. This analysis focus on the network mean speed and its internal and outflow capacities, comparing different models that account for different kinds of users behavior against the Deterministic and Stochastic User Equilibrium. Second, an innovative and complete dynamic traffic assignment framework for multi-regional MFD-based models is proposed. This framework is divided into several milestones and is based on the connections between the city and regional networks. In a first step, systematic scaling-up methods are proposed to gather the regional paths. In a second step, four methods are discussed to calculate the distributions of trip lengths that characterize these regional paths. In the third step, a network loading model that considers distributions of trip lengths that are explicitly calculated and the evolution of the regional mean speeds is proposed. Finally, this dynamic traffic assignment framework is extended to account for bounded rational and regret-averse users. This PhD is part of a European ERC project entitled MAGnUM: Multiscale and Multimodal Traffic Modeling Approach for Sustainable Management of Urban Mobility.

<p>European cities of today are under the challenge to find ways to stay competitive and flourish in a rapidly changing world, where the old patterns of centrality and periphery not necessarily holds true. New and improved communication networks, a changed political geography in Europe, and the globalisation of not only the financial and industrial markets but also to a certain extent the globalisation of people, have all led to great challenges for cities and regions.</p><p>In a changed spatial reality the classic monocentric models are challenged by newer models of urbanisation. The polycentric urban region is one such model which has been used to describe urban regions like the Randstad in the Netherlands and the Rhein-Ruhr region in Germany. Regions which lack the single dominant central city of the monocentric models of old, and instead shows a high degree of more equal-sized and sometimes more specialised cities in regional cooperation. The polycentric urban region is in that aspect a possible model for how other urbanised regions in Europe may act to be able to position themselves as attractive urban regions and regional hubs in the European urban network.</p><p>Polycentric urban regions are not a universal solution, though. For such regions to work there are a number of prerequisites to be filled, something that makes it a possible future for regions like Haute-Normandie in France, where the two cities of Le Havre and Rouen have the possibility to form one urban region and already show signs of heading in that direction, while a region like Dolnośląskie in Poland – where the city of Wrocław is the dominant city in what makes for a more classic monocentric region – has much less opportunity to use a polycentric strategy on the regional level to become competitive. On the other hand such a city and region can instead benefit from the fact that Poland is to a high degree a polycentric nation, and as one of the larger cities in such an environment, Wrocław has the opportunity to position itself as a hub in the European urban network in a way that Le Havre and Rouen cannot, due to their physical location close to the giant European urban region of Paris.</p> / <p>Dagens europeiska städer står inför en utmaning att finna sätt att förbli konkurrenskraftiga och framgångsrika i en snabbt föränderlig värld, där de gamla mönstren vad gäller centralitet och periferi inte längre nödvändigtvis gäller. Nya och förbättrade kommunikationsnätverk, en förändrad politisk geografi i Europa, globaliseringen av inte bara de finansiella och industriella systemen, utan även till viss del en globalisering av människorna, har alla lett till stora utmaningar för städer och regioner.</p><p>I en förändrad rumsgeografisk verklighet utmanas de klassiska monocentriska modellerna av nyare urbaniseringsmodeller. Den polycentriska urbana regionen är en sådan modell som har använts för att beskriva urbana regioner som Randstad i Nederländerna och Rhein-Ruhrregionen i Tyskland. Regioner som saknar den ensamt dominierande centrala staden från de klassiska monocentriska modellerna, och istället uppvisar en hög grad av mer jämnstora och ibland mer specialiserade städer i regionalt samarbete. Den polycentriska urbana regionen är mot den bakgrunden en möjlig modell för hur andra urbaniserade regioner i Europa kan agera för att positionera sig själva som attraktiva urbana regioner och regionala nav i det Europeiska urbana nätverket.</p><p>Polycentriska urbana regioner är däremot inte någon universallösning. För att sådana regioner ska fungera krävs att ett antal punkter är uppfyllda, något som gör det till en möjlig framtid för regioner som exempelvis Haute-Normandie i Frankrike, där de två städerna Le Havre och Rouen tillsammans kan bilda en urban region och redan visar tecken på att gå i den riktningen, medan en region som Dolnośląskie i Polen – där staden Wrocław är den dominerande staden i vad som utgör en mer traditionell monocentrisk region – har betydligt mindre möjlighet att använda sig av en polycentrisk strategi på det regionala planet för att bli konkurrenskraftig. Å andra sidan kan en sådan stad och region istället utnyttja det faktum att Polen är en ovanligt polycentrisk stat, och som en av de större städerna i en sådan miljö har Wrocław möjligheten att positionera sig själv som ett nav i det europeiska urbana nätverket på ett sätt som Le Havre och Rouen inte kan, till följd av deras fysiska lokalisering nära den gigantiska europeiska urbaniserade regionen Paris.</p>

European cities of today are under the challenge to find ways to stay competitive and flourish in a rapidly changing world, where the old patterns of centrality and periphery not necessarily holds true. New and improved communication networks, a changed political geography in Europe, and the globalisation of not only the financial and industrial markets but also to a certain extent the globalisation of people, have all led to great challenges for cities and regions. In a changed spatial reality the classic monocentric models are challenged by newer models of urbanisation. The polycentric urban region is one such model which has been used to describe urban regions like the Randstad in the Netherlands and the Rhein-Ruhr region in Germany. Regions which lack the single dominant central city of the monocentric models of old, and instead shows a high degree of more equal-sized and sometimes more specialised cities in regional cooperation. The polycentric urban region is in that aspect a possible model for how other urbanised regions in Europe may act to be able to position themselves as attractive urban regions and regional hubs in the European urban network. Polycentric urban regions are not a universal solution, though. For such regions to work there are a number of prerequisites to be filled, something that makes it a possible future for regions like Haute-Normandie in France, where the two cities of Le Havre and Rouen have the possibility to form one urban region and already show signs of heading in that direction, while a region like Dolnośląskie in Poland – where the city of Wrocław is the dominant city in what makes for a more classic monocentric region – has much less opportunity to use a polycentric strategy on the regional level to become competitive. On the other hand such a city and region can instead benefit from the fact that Poland is to a high degree a polycentric nation, and as one of the larger cities in such an environment, Wrocław has the opportunity to position itself as a hub in the European urban network in a way that Le Havre and Rouen cannot, due to their physical location close to the giant European urban region of Paris. / Dagens europeiska städer står inför en utmaning att finna sätt att förbli konkurrenskraftiga och framgångsrika i en snabbt föränderlig värld, där de gamla mönstren vad gäller centralitet och periferi inte längre nödvändigtvis gäller. Nya och förbättrade kommunikationsnätverk, en förändrad politisk geografi i Europa, globaliseringen av inte bara de finansiella och industriella systemen, utan även till viss del en globalisering av människorna, har alla lett till stora utmaningar för städer och regioner. I en förändrad rumsgeografisk verklighet utmanas de klassiska monocentriska modellerna av nyare urbaniseringsmodeller. Den polycentriska urbana regionen är en sådan modell som har använts för att beskriva urbana regioner som Randstad i Nederländerna och Rhein-Ruhrregionen i Tyskland. Regioner som saknar den ensamt dominierande centrala staden från de klassiska monocentriska modellerna, och istället uppvisar en hög grad av mer jämnstora och ibland mer specialiserade städer i regionalt samarbete. Den polycentriska urbana regionen är mot den bakgrunden en möjlig modell för hur andra urbaniserade regioner i Europa kan agera för att positionera sig själva som attraktiva urbana regioner och regionala nav i det Europeiska urbana nätverket. Polycentriska urbana regioner är däremot inte någon universallösning. För att sådana regioner ska fungera krävs att ett antal punkter är uppfyllda, något som gör det till en möjlig framtid för regioner som exempelvis Haute-Normandie i Frankrike, där de två städerna Le Havre och Rouen tillsammans kan bilda en urban region och redan visar tecken på att gå i den riktningen, medan en region som Dolnośląskie i Polen – där staden Wrocław är den dominerande staden i vad som utgör en mer traditionell monocentrisk region – har betydligt mindre möjlighet att använda sig av en polycentrisk strategi på det regionala planet för att bli konkurrenskraftig. Å andra sidan kan en sådan stad och region istället utnyttja det faktum att Polen är en ovanligt polycentrisk stat, och som en av de större städerna i en sådan miljö har Wrocław möjligheten att positionera sig själv som ett nav i det europeiska urbana nätverket på ett sätt som Le Havre och Rouen inte kan, till följd av deras fysiska lokalisering nära den gigantiska europeiska urbaniserade regionen Paris.