La planification des opérations en transport ferroviaire

1. La planification des opérations en transport ferroviaire Jean-François Cordeau Service de l’enseignement de la GOP École des HEC

2. Plan de la présentation • Introduction • La planification du transport ferroviaire de marchandises • Classification des modèles proposés • Exemples • Affectation des locomotives et des wagons aux trains de passagers

3. La petite histoire du transport ferroviaire • 1825 : premier chemin de fer opérationnel • 1830 - 1900 : croissance • 1900 - 1945 : âge d’or • 1945 -1980 : déclin • 1980 - : revitalisation

4. Causes du déclin • Développement de modes de transport plus rapides et mieux adaptés • Gestion orientée vers les coûts plutôt que vers la qualité du service • Optimisation locale et mauvais partage des ressources • Mauvais contrôle des ressources

5. La R.O. en transport ferroviaire • Grand nombre de problèmes pouvant être modélisés et résolus par optimisation • Gains potentiels considérables • Difficultés : taille et complexité des problèmes, disponibilité des données • Résultats : utilisation de la simulation, peu d’implantations pratiques, retard par rapport à d’autres domaines (aérien, routier, ...)

6. Depuis 10 - 15 ans • Privatisation, déréglementation, compétition • Ordinateurs et systèmes d’information plus puissants • Modèles récents davantage réalistes • Conséquences : convergence de la théorie et de la pratique, utilisation croissante de la R.O. et de l’optimisation mathématique

7. La planification Stratégique : construction ou abandon de segments, acquisition de matériel roulant Tactique : horaire des trains et du personnel, affectation de la demande aux trains Opérationnelle : ordonnancement des trains, mises à jour suite aux retards

8. Politiques de routage des trains et de la marchandise dans le réseau La planification tactique du transport de marchandises Demandes : tonnages à transporter d’une origine à une destination Ressources disponibles

9. Composantes de la planification Train directs ou consolidation ? Modèles de routage Politique de blocage des wagons Politique d’habillage des trains Distribution des wagons vides Modèles temporels Affectation des locomotives aux trains Ordonnancement des trains

10. Trains directs ou consolidation ? • Dépend de l’intensité de la demande • Trains directs réduisent les délais et le travail de classification mais sont plus sensibles aux variations de la demande • Consolidation permet les économies d’échelle et la stabilité des opérations

11. Politique de blocage des wagons • Plan de consolidation de la marchandise

12. Politique d’habillage des trains • Affectation des blocs aux trains

13. Distribution des wagons vides • Repositionnement dynamique permet de mieux répondre à la demande • Wagons vides représentent environ 30% de tous les déplacements • Impact sur les besoins en capacité • Nécessite des prévisions de demande fiables

14. Les modèles de routage • Modèles analytiques de cours de triage • Modèles de configuration de réseau • Modèles de blocage des wagons • Modèles d’habillage des trains • Modèles d’habillage et d’horaire • Modèles de distribution des wagons vides • Une seule entreprise • Plusieurs entreprises

15. Les modèles temporels • Modèles analytiques d’utilisation des voies • Modèles d’ordonnancement des trains • Vitesse fixe • Vitesse variable • Modèles d’affectation des locomotives • Une locomotive par train • Plusieurs locomotives par train • Locomotives et wagons de passagers

16. A - B : 100 wagons A - C : 80 wagons A - D : 90 wagons A 2 blocs 300 B 1 bloc 100 C 1 bloc 100 D

17. Contrainte : volume minimal de 100 wagons pour opérer un train sur un segment -100 -25 +50 D +100 B C E A -75 +25 -50 +75

18. Contrainte : volume minimal de 100 wagons pour opérer un train sur un segment -50 -25 +50 D +50 B C E A -75 +25 -50 +75

19. 1500 1500 1500 2000 Locomotives disponibles : 1500 2000 1500 1500 2500 HP 3000 HP 6500 HP 1500 1500 2000

20. Trains: (1) Nord-sud, 9h, 50 kmh (2) Sud-nord, 9h, 50 kmh (3) Sud-nord, 11h, 100 kmh NOR E4 E3 E2 E1 SUD 9h 11h 13h