LE TRAFIC ROUTIER COMME SYSTÈME INTÉGRÉ ET DURABLE : INTERACTIONS MULTI-AGENT ET THEORIE DES JEUX // A MULTI-AGENT GAME-THEORETIC FRAMEWORK FOR SUSTAINABLE INTEGRATED TRAFFIC FLOW SYSTEMS

Les systèmes de transport urbain modernes sont confrontés à des défis croissants liés aux embouteillages et à la pollution. Parmi les solutions envisagées, les voies réservées aux véhicules à occupation multiple (HOV) constituent une stratégie prometteuse pour encourager le covoiturage et réduire les émissions. Cependant, leur efficacité dépend de facteurs complexes, notamment la dynamique des flux de trafic, le comportement des passagers, les schémas de densité, ainsi que les coûts économiques et sociaux liés à la mise en œuvre de politiques HOV (péages, taxes, etc.).
Si d'importants efforts de recherche ont été consacrés à la modélisation mathématique et computationnelle des flux de trafic – couvrant des aspects tels que la dynamique multi-voies, les interactions multi-classes et les réseaux étendus – peu de travaux se sont penchés sur les *systèmes de transport durables intégrés*.
Ce projet de thèse vise à combler cette lacune en développant des modèles mathématiques innovants, des outils d'analyse et des stratégies d'optimisation pour un transport durable, fondés sur les *systèmes multi-agents (SMA)* et la *théorie des jeux non coopératifs*.
Plus précisément, la recherche étendra les modèles macroscopiques de trafic en considérant les passagers et les véhicules comme des agents indépendants dont les interactions influencent l'efficacité des transports, les émissions et l'utilisation des voies HOV. Cette
approche s'appuie sur les récentes avancées en modélisation du trafic tout en introduisant une perspective plus fine, pilotée par les agents.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Modern urban transportation systems face escalating challenges due to congestion and pollution. Among potential solutions, HighOccupancy Vehicle (HOV) lanes offer a promising strategy to incentivize carpooling and reduce emissions. However, their effectiveness hinges on complex factors, including traffic flow dynamics, passenger behavior, population density patterns, and the economic and social costs of implementing HOV-related policies (e.g., tolls and taxes).
While extensive research has been devoted to the mathematical and computational modelling of traffic flow—encompassing multi-lane dynamics, multi-class interactions, and network-wide behavior—far less attention has been paid to *integrated sustainable transportation systems*.
This PhD project aims to bridge this gap by developing novel mathematical models, analytical tools, and optimization strategies for sustainable transportation, grounded in multi-agent systems (MAS) and non-cooperative game theory.
Specifically, the research will extend macroscopic traffic flow models by treating passengers and vehicles as independent agents whose interactions shape transportation efficiency, emissions, and HOV lane utilization. This builds upon recent advances in occupancy-aware
traffic modelling while introducing a more granular, agent-driven perspective.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Début de la thèse : 01/10/2026
WEB : https://team.inria.fr/acumes/fr/

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

Concours pour un contrat doctoral

Université Côte d'Azur

364 SFA - Sciences Fondamentales et Appliquées

Master en mathématiques appliquées ou niveau équivalent avec compétences en modélisation, analyse théorique et numérique des EDP, optimisation et théorie des jeux, ainsi que de l'aisance à concevoir, valider et exploiter des codes de calcul (Python/MATLAB, etc). Rigueur scientifique, et intérêt pour les transports durables sont également requis.
Master's degree in applied mathematics or equivalent, with skills in modeling, theoretical and numerical analysis of PDEs, optimization, and game theory, as well as proficiency in developing, validating, and utilizing computational codes (Python/MATLAB, etc.). Scientific rigor and a strong interest in sustainable transportation are also required.