Parking search in the physical world: Calculating the search time by leveraging physical and graph theoretical methods - Institut Lumière Matière Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Transportation Science Année : 2023

Parking search in the physical world: Calculating the search time by leveraging physical and graph theoretical methods

Recherche de stationnement dans le monde physique : Calcul du temps de recherche en exploitant des méthodes de physique statistique et de théorie des graphes

Résumé

Parking plays a central role in transport policies and has wide-ranging consequences: While the average time spent searching for parking exceeds dozens of hours per driver every year in many Western cities, the associated cruising traffic generates major externalities, by emitting pollutants and contributing to congestion. However, the laws governing the parking search time remain opaque in many regards, which hinders any general understanding of the problem and its determinants. Here, we frame the problem of parking search in a very generic, but mathematically compact formulation which puts the focus on the role of the street network and the unequal attractiveness of parking spaces. This problem is solved in two independent ways, valid in any street network and for a wide range of drivers' behaviours. Numerically, this is done by means of a computationally efficient and versatile agent-based model. Analytically, we leverage the machinery of Statistical Physics and Graph Theory to derive a generic mean-field relation giving the parking search time as a function of the occupancy of parking spaces; an expression for the latter is obtained in the stationary regime. We show that these theoretical results are applicable in toy networks as well as in complex, realistic cases such as the large-scale street network of the city of Lyon, France. Taken as a whole, these findings clarify the parameters that directly control the search time and provide transport engineers with a quantitative grasp of the parking problem. Besides, they establish formal connections between the parking issue in realistic settings and physical problems.
La question du stationnement joue un rôle central dans les politiques de transports, avec des conséquences de portée considérée : Alors que le temps passé à chercher une place dépasse la dizaine d'heures par conducteur par and dans bien des villes occidentales, le trafic de recherche que cela induit occasionne des externalités importantes, en contribuant à l'émission de polluants et à la congestion. Pourtant, les lois régissant le temps de recherche de stationnement sont encore opaques à bien des égards, ce qui entrave la compréhension d'ensemble du problème et de ses déterminants. Nous formulons ici un cadre général, mais mathématiquement compact pour le problème de recherche de stationnement, avec un accent mis sur le rôle du réseau de voirie et de l'inégale attractivité des places. Ce problème est résolu de deux manières indépendantes, valables pour tout réseau viaire et pour une large palette de comportements des conducteurs. Numériquement, la résolution recourt à un modèle d'agents efficace computationnellement et polyvalent. Analytiquement, nous exploitons l'outillage de physique statistique et de théorie des graphes pour dériver une relation de champ moyen générique donnant le temps de recherche en fonction de l'occupation des places; une expression pour ce dernier est obtenue dans le régime stationnaire. Nous montrons que ces résultats théoriques s'appliquent dans des réseaux-jouets aussi bien que dans des situations réalistes complexes, comme le réseau viaire de Lyon, en France, de grande taille. Dans l'ensemble, ces résultats éclairent les paramètres contrôlant le temps de recherche et offrent aux ingénieurs des transports une manière d'appréhender quantitativement les questions de stationnement. En outre, ils établissent une passerelle formelle entre le problème du stationnement dans des conditions réalistes et des problèmes de physique.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-03547238 , version 1 (31-01-2022)
hal-03547238 , version 2 (02-01-2023)

Identifiants

Citer

Nilankur Dutta, Thibault Charlottin, Alexandre Nicolas. Parking search in the physical world: Calculating the search time by leveraging physical and graph theoretical methods. Transportation Science, In press, ⟨10.1287/trsc.2023.1206⟩. ⟨hal-03547238v2⟩
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