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Procédé et système de rééquilibrage d'une installation d'utilisation
partagée de véhicules, installation mettant en oeuvre
un tel procédé et/ou système
La présente invention concerne un procédé de rééquilibrage d'une
installation d'utilisation partagée de véhicules comprenant une pluralité de
stations géographiquement distantes les unes des autres. Elle concerne
également un système mettant en oeuvre un tel procédé et une installation
mettant en oeuvre un tel procédé et/ou un tel système.
Le domaine de l'invention est le domaine de l'utilisation partagée d'un
parc de véhicules, notamment d'un parc de véhicules électriques, sur une
pluralité de stations permettant aux utilisateurs de prendre ou de déposer
de tels véhicules, par exemple dans le cadre de la location automatisée de
véhicules.
Etat de la techniaue
La location automatisée de véhicules est un domaine en pleine
croissance. Les agglomérations désirant diminuer le nombre de véhicules
présents sur leur territoire mettent en place des installations de location
automatisée de véhicules.
Les installations de location automatisée, et plus généralement les
installations d'utilisation de manière partagée, d'un parc de véhicules
comprennent plusieurs stations, chacune permettant aux utilisateurs de
débuter l'utilisation d'un véhicule, c'est-à-dire de prendre possession d'un
véhicule, et de déposer un véhicule après utilisation.
Ces installations nécessitent des opérations de rééquilibrage des
stations. En effet, il est très rare qu'un utilisateur prenant possession d'un
véhicule à une station donnée, dépose ce même véhicule à la même station
après l'utilisation du véhicule. De plus, des flux d'utilisateurs se
produisent
naturellement, par exemple le matin depuis une zone résidentielle à une
zone économique et inversement le soir. Par conséquent, il est fréquent
d'avoir des stations vides où aucun véhicule n'est disponible alors que
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d'autres stations sont surchargées de véhicule, la répartition des véhicules
dans les stations n'étant de fait pas conforme aux besoins des utilisateurs.
Une telle situation, apporte plusieurs inconvénients dont un temps
d'attente très long pour les usagers se rendant sur les stations vides , ou
pour ceux qui souhaitent déposer un véhicule dans une station surchargée,
et un accès dégradé au service d'utilisation partagée des véhicules.
Pour tenter de remédier à ces inconvénients, des opérateurs ont été
déployés pour rééquilibrer les stations. Ces opérateurs déplacent vers les
stations vides des véhicules se trouvant sur les stations surchargées.
Cependant, un tel rééquilibrage n'est pas efficace pour diminuer le
temps d'attente, et augmenter l'accès au service d'utilisation des véhicules.
De plus, un tel rééquilibrage, bien qu'étant relativement peu efficace, est
très coûteux en terme de main-d'oeuvre et est très consommateur en temps.
Un but de la présente invention est de remédier aux inconvénients
précités.
Un autre but de l'invention est de proposer un procédé et un système
de rééquilibrage de véhicules dans une installation d'utilisation partagée de
véhicules plus efficaces que les procédés et systèmes existants en terme de
diminution de temps d'attente et d'accès au service.
Un autre but de l'invention est de proposer un procédé et un système
de rééquilibrage de véhicules dans une installation d'utilisation partagée de
véhicules moins coûteux que les procédés et systèmes existants.
Enfin un autre but de l'invention est de proposer un procédé et un
système de rééquilibrage de véhicules dans une installation d'utilisation
partagée de véhicules plus souple et plus réactif au changements
intervenant dans l'installation.
Exposé de l'invention
L'invention propose d'atteindre au moins l'un des buts précités par un
procédé de rééquilibrage de stations de prise/dépose de véhicules proposés
à une utilisation partagée, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
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- détection, pour chaque station, de chaque départ et de chaque
arrivée de véhicule dans ladite station et stockage des données
relatives à ladite station en association avec une donnée horaire,
- détermination pour chaque station :
= d'un nombre de véhicules disponibles dans ladite station,
= d'un temps d'attente de chaque véhicule dans ladite
station,
- détermination et stockage d'un temps d'attente moyen pour
chaque station en fonction des données stockées en association
avec une plage horaire donnée, et
- filtrage des stations en fonction du nombre de véhicules
disponibles et du temps d'attente moyen, ledit filtrage
fournissant :
= une première liste, dite de stations de départ, et
= une deuxième liste, dite de stations d'arrivée ;
- conception d'au moins une opération de déplacement de
véhicule entre une station de la première liste et une station de la
deuxième liste, et
- réalisation d'au moins une opération de déplacement d'un
véhicule.
L'invention permet donc de réaliser un rééquilibrage prenant en
compte, non seulement le nombre de véhicules dans une station, mais
également d'autres critères représentatifs d'une part de l'activité réelle de
chaque station de l'installation et d'autre part de l'activité souhaitée sur
chaque station de l'installation. Ainsi, le rééquilibrage réalisé selon
l'invention est plus flexible pour s'adapter à l'activité réelle de
l'installation
au niveau de chaque station. De plus, l'activité réelle pouvant changer dans
le temps, le rééquilibrage selon l'invention prend en compte ces
changements, de manière individuelle au niveau de chaque station, et est
par conséquent plus réactif.
En outre, en prenant en compte, les critères représentatifs de
l'activité réelle de chaque station et de l'activité souhaitée au niveau de
chaque station, le procédé selon l'invention permet par exemple de ne pas
alimenter une station dans laquelle il n'y a pas beaucoup d'activités, même
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si le nombre de véhicules sur cette station est faible. De manière similaire,
le procédé selon l'invention permet par exemple de ne pas décharger une
station dans laquelle il y a beaucoup de demandes, même s'il y a beaucoup
de véhicules sur cette station par rapport à une situation standard. Par
conséquent, le procédé selon l'invention permet d'éviter de réaliser des
déplacements inutiles de véhicules, ce qui, d'une part, diminue les coûts du
rééquilibrage, et d'autre part, permet de disposer de plus d'opérateurs pour
d'autres stations où le rééquilibrage pourra être mené de manière plus
rapide et plus réactive diminuant ainsi le temps d'attente moyen.
Le temps d'attente peut notamment correspondre à une durée entre
une dépose de véhicule sur ladite station et une prise de véhicule sur ladite
station consécutivement à ladite dépose.
Ainsi, pour une station, lorsque le temps d'attente moyen est long
cela veut dire que, pour cette station, la demande moyenne, qui correspond
à l'inverse du temps d'attente, est faible. Au contraire, lorsque le temps
d'attente moyen est faible cela veut dire que la demande moyenne est
grande. Il est possible de prendre en compte la variation du temps
d'attente, et par conséquent de la demande, en fonction des différentes
plages horaires d'une journée ou d'une semaine. Par exemple, pour une
station, la demande peut être forte aux heures d'arrivée et de départ du
travail et très faible dans la journée. Le procédé selon l'invention permet
avantageusement de prendre en compte ces variations.
Les durées entre une opération de prise de véhicule et une opération
de dépose de véhicule peuvent être réalisées en détectant pour chaque
véhicule :
- l'heure, et éventuellement le jour et le mois, de dépose du
véhicule ;
- l'heure, et éventuellement le jour et le mois, de prise du
véhicule.
Ces données peuvent être détectées par exemple par un capteur de
présence agencé au niveau d'un emplacement de stationnement et/ou, dans
le cas de véhicules électriques, par un capteur disposé dans le câble de
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chargement du véhicule électrique. Les données détectées peuvent être
transmises vers un serveur distant, relié à chaque station, et comprenant
des moyens de calcul pour déterminer la durée moyenne d'attente.
Chaque temps d'attente stocké peut ainsi être associé à au moins un
critère tel que le type de jour, les temps d'attente utilisés pour calculer le
temps d'attente moyen étant uniquement les temps associés à ce critère.
Suivant un mode de réalisation avantageuse, la plage horaire peut
être une plage horaire glissante, d'amplitude prédéterminée, et calculée en
fonction de l'heure actuelle. Plus précisément, la plage horaire peut être
définie en ajoutant un nombre d'heure(s) prédéterminé(es) à l'heure. Ainsi,
il est possible de prendre en compte les variations à venir en termes de
temps d'attente ou demandes et d'anticiper le rééquilibrage nécessaire pour
faire face à la demande à venir.
Au moins l'une des étapes de filtrage ou de conception est effectuée
en prenant en compte pour chaque station au moins une donnée relative à
au moins une station voisine de ladite station, la ou l'une des données étant
un nombre de véhicules dans un ensemble, dit zone, comprenant ladite
station et les stations les plus proches de celle-ci.
Le processus prend ainsi en compte les stations non pas de façon
isolée mais également l'impact de l'état de chaque station sur les stations
voisines, pour un équilibrage plus précis.
Selon l'invention une zone associée à une station peut être définie
comme comprenant :
- toutes les stations localisées à une distance et/ou à un temps
de parcours prédéterminé en fonction de la station par rapport à
laquelle elle est déterminée : dans ce cas le nombre des stations
dans les zones est variable et deux zones définies associées à
deux stations peuvent comprendre un nombre différent de
stations ; ou
- un nombre prédéterminé de stations les plus proches de la
station par rapport à laquelle elle est déterminée : dans ce cas
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deux zones définies associées à deux stations comprennent le
même nombre de stations.
Le filtrage peut notamment comprendre les étapes suivantes réalisées
pour au moins une, préférentiellement chaque, station :
- comparaison du nombre total de véhicules dans la station ou la
zone associée à ladite station à un premier seuil ;
- lorsque ledit nombre total est supérieur audit premier seuil,
ajout de ladite station à une liste, dite liste des stations à
décharger ;
- comparaison dudit nombre total à un deuxième seuil, inférieur
audit premier seuil ;
- lorsque ledit nombre total est inférieur audit deuxième seuil,
ajout de ladite station à une liste, dite liste des stations à
alimenter.
Un tel filtrage permet de déterminer les stations pour lesquelles une
opération de rééquilibrage peut être envisagée, en éliminant les stations qui
sont suffisamment pourvues en véhicules en fonction du nombre de
véhicules dans la station ou la zone. De plus, cette opération permet
d'effectuer simplement une première sélection efficace, à l'aide de calculs
simples et n'étant pas trop difficiles à mettre en oeuvre.
Le procédé selon l'invention peut avantageusement comprendre une
détermination, pour au moins une station, notamment chaque station de la
liste de stations à décharger, d'un paramètre, dit taux de charge, en
fonction :
- du nombre de véhicules disponibles dans la station, et
- du temps d'attente moyen pour une plage de temps donnée
dans ladite station ;
l'étape de filtrage étant effectuée en prenant en compte la valeur dudit taux
de charge.
Ainsi, le procédé selon l'invention permet d'appliquer un ordre aux
stations à décharger en fonction du nombre de véhicules dans la station et
du temps d'attente moyen. Ainsi, il est possible de décharger en priorité les
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stations qui ont le plus de véhicules disponibles par rapport au temps
d'attente moyen, c'est-à-dire les stations qui sont les plus chargées par
rapport à la demande dans ces stations.
Selon un exemple de réalisation particulier et nullement limitatif, le
taux de charge, noté TDCfr pour la station i, peut être déterminé selon la
relation suivante :
TDC, = TAM1 x NVS
avec :
- TAM; le temps d'attente moyen dans la station i, et
- NVS, le nombre de véhicules disponibles dans la station i.
En outre, l'étape de filtrage peut comprendre une étape de sélection
de stations de départ, notamment à partir de la liste des stations à
décharger en fonction du taux de charge, ladite étape de sélection
comprenant les étapes suivantes :
- détermination d'un nombre d'opérateurs disponibles pour
déplacer un véhicule ;
- pour chaque opérateur disponible, et par itérations
successives :
= détermination de la station, notamment dans ladite liste
des stations à décharger, à laquelle est associé le plus
grand taux de charge ;
= ajout de ladite station dans la liste de stations de
départ ;
= mise à jour du taux de charge associé à ladite station
sélectionnée par soustraction d'un véhicule au nombre de
véhicules disponibles dans ladite station.
Ainsi, lorsqu'il existe moins d'opérateurs disponibles que de stations à
décharger, le procédé selon l'invention permet de décharger en priorité les
stations les plus chargées. La ou les stations ainsi sélectionnées sont
placées
dans la liste, ou cluster, appelée stations de départ .
En outre, lorsqu'une station est sélectionnée comme station de départ
et ajoutée dans la liste des stations de départ, le taux de charge associé à
cette station est mis à jour (comme si un opérateur avait déchargé un
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véhicule depuis cette station) avant de réaliser une nouvelle itération des
étapes de sélection. Ainsi, lorsqu'une station est très chargée, il est
possible
qu'elle soit sélectionnée une nouvelle fois pour une nouvelle opération de
rééquilibrage comme station de départ.
Le procédé selon l'invention peut en outre comprendre une
détermination d'un paramètre, dit flux, en fonction dudit temps d'attente
moyen et d'un temps moyen, dit de dépose, l'étape de filtrage comprenant
une sélection d'au moins une station de départ en fonction dudit flux, ladite
sélection comprenant au moins une itération des étapes suivantes :
- comparaison du flux associé à une station à un premier seuil ;
- lorsque ledit flux est inférieur audit premier seuil, ajout de
ladite station à la liste des stations de départ.
Le temps moyen de dépose est notamment le temps moyen entre la
prise d'un véhicule et la dépose consécutive d'un véhicule dans la station.
Le flux correspond notamment à l'inverse du temps d'attente auquel
on soustrait l'inverse du temps moyen de dépose, le premier seuil étant
généralement très négatif, ce qui signifie que la dépose dans la station est
très forte par rapport à la prise de véhicule.
Le cas échéant, l'étape de sélection à l'aide du flux est effectuée avant
l'étape de détermination du nombre d'opérateurs disponibles pour
déterminer le nombre d'éléments de la liste de départ, le nombre
d'opérateurs tenant compte du nombre de stations dont le flux est inférieur
audit seuil. Il correspond en effet au nombre réel d'opérateurs disponibles
duquel on soustrait le nombre de stations ayant rempli le critère de flux
précédent.
On peut également et/ou alternativement comparer le flux à une
autre fourchette de valeurs, notamment une fourchette de valeurs autour de
0 pour le flux tel que défini ci-dessus, et lorsque le flux se trouve dans la
fourchette de valeurs, exclure la station de la liste de station à décharger,
car elle est alors considérée comme autorégulée.
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Un tel filtrage à l'aide du paramètre de flux permet de déterminer les
stations pour lesquelles une opération de rééquilibrage peut être envisagée,
en prenant en compte des situations qui ne sont pas forcément traitées par
les opérations précitées en fonction du temps d'attente moyen et d'un temps
moyen de dépose de véhicules dans la station.
Chacun des seuils utilisés lors de l'étape de filtrage peut être
déterminé par une analyse statistique portant sur les plages horaires
passées, et peut être mis à jour en fonction des observations sur le terrain.
Selon un exemple de réalisation particulier et nullement limitatif, le
flux, noté Fi, pour une station i, peut être déterminé selon la relation
suivante :
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TAM TEAM
avec :
- TAM; le temps d'attente moyen dans la station i, et
- TEAM; le temps moyen entre deux arrivées de véhicules consécutives
sur la station i.
Par ailleurs, le procédé selon l'invention peut avantageusement
comprendre, une détermination, pour au moins une station, notamment
chaque station de la liste des stations à alimenter, d'un paramètre, dit taux
de décharge, en fonction :
- du nombre de véhicules disponibles dans la station, et
- du temps d'attente moyen pour une plage de temps donnée
dans ladite station ;
l'étape de filtrage étant effectuée en prenant en compte la valeur dudit taux
de décharge.
Ainsi, le procédé selon l'invention permet d'appliquer un ordre aux
stations à alimenter en fonction du nombre de véhicules dans la station et
du temps d'attente moyen. Ainsi, il est possible d'alimenter en priorité les
stations qui ont le moins de véhicules disponibles par rapport au temps
d'attente moyen, c'est-à-dire les stations qui sont les plus déchargées par
rapport à la demande dans ces stations.
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Selon un exemple de réalisation particulier et nullement limitatif, le
taux de décharge, noté TDDI, pour la station I, peut être déterminé selon la
relation suivante :
TDD; = TAM x(NVS, +1)
Avec :
- TAM; le temps d'attente moyen dans la station i, et
- NVS, le nombre de véhicules disponibles dans la station i.
De plus, l'étape de filtrage peut avantageusement comprendre une
étape de sélection de stations d'arrivée, notamment dans la liste des
stations à alimenter en fonction du taux de décharge, ladite sélection
comprenant les étapes suivantes :
- détermination d'un nombre d'opérateurs disponibles pour
déplacer un véhicule ;
- pour chaque opérateur disponible, et par itérations
successives :
= détermination de la station, notamment dans ladite liste
des stations à alimenter, à laquelle est associé le plus
petit taux de décharge ;
= ajout de ladite station dans la liste de stations d'arrivée ;
= mise à jour du taux de décharge associé à ladite station
sélectionnée par addition d'un véhicule au nombre de
véhicules disponibles dans ladite station.
Ainsi, lorsqu'il existe moins d'opérateurs disponibles que de stations à
charger, le procédé selon l'invention permet de charger en priorité les
stations les plus déchargées. La ou les stations ainsi sélectionnées sont
placées dans une liste, ou cluster, appelée stations d'arrivée .
En outre, lorsqu'une station est sélectionnée comme station d'arrivée
et ajoutée dans la liste des stations d'arrivée, le taux de décharge associé à
cette station est mis à jour (comme si un opérateur avait alimenté la station
avec un véhicule) avant de réaliser une nouvelle itération des étapes de
sélection. Ainsi, lorsqu'une station est très déchargée, il est possible
qu'elle
soit sélectionnée une nouvelle fois pour une nouvelle opération de
rééquilibrage comme station d'arrivée.
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Le procédé selon l'invention, et notamment l'étape de conception,
peut en outre avantageusement comprendre une étape de détermination
d'un temps d'équilibrage, réalisée avant l'étape de déplacement,
comprenant les opérations suivantes, réalisées par itérations successives :
- pour chaque station dans la liste des stations de départ,
détermination d'un paramètre, dit de départ, en fonction au moins
du taux de charge ;
- pour chaque station dans la liste des stations d'arrivée,
détermination d'un paramètre, dit d'arrivée, en fonction au moins
du taux de décharge ;
- calcul du temps d'équilibrage entre chacune des stations de la
liste des stations de départ et chacune des stations de la liste des
stations d'arrivée, en fonction desdits paramètres de départ et
d'arrivée et d'un temps de parcours entre lesdites stations de
départ et d'arrivée ; et
- choix des déplacements en fonction des temps d'équilibrage
respectivement calculés.
Il est ainsi possible de prendre en compte, pour chaque opération de
déplacements de véhicule, d'une part l'éventualité qu'un utilisateur se rende
à une station voisine de celle concernée et d'autre part le temps que
prendrait le déplacement du véhicule de la station de départ jusqu'à la
station d'arrivée.
Le paramètre de départ peut également être calculé en fonction d'une
probabilité de report vers au moins une station plus proche, en particulier
vers toutes les stations de la zone associée à ladite station.
Le paramètre d'arrivée peut également être calculé en fonction d'une
probabilité de report vers au moins une station plus proche, en particulier
vers toutes les stations de la zone associée à ladite station.
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Selon un exemple de réalisation particulier et nullement limitatif, le
paramètre de départ pour la station i, notée PDDi, peut être déterminé selon
la relation suivante :
PDD, = 1
(TAM x NVS ,) + p x (EVkXTAM x NVZ k)
avec :
- p la probabilité de report vers au moins une station la plus proche,
- k le nombre de stations dans la zone associée à la station i,
- NVZk le nombre de véhicules dans la zone associée à la station k, et
- Vk= 1 si la station k est vide et Vk=0 sinon.
Selon un exemple de réalisation particulier et nullement limitatif, le
paramètre d'arrivée pour la station i, notée PDAõ peut être déterminé selon
la relation suivante :
PDA. = 1
(TA M x (IVE S + 1)) + px (EVk x T AM kx(NVZ k +1))
avec :
- p la probabilité de report vers au moins une station la plus proche,
- k le nombre de stations dans la zone associée à la station i,
- NVZk le nombre de véhicules dans la zone associée à la station k, et
- Vk= 1 si la station k est vide et Vk=0 sinon.
Selon un exemple de réalisation particulier et nullement limitatif, le
temps d'équilibrage entre une station de départ i et une station d'arrivée j,
notée TDE4 f , peut être déterminé selon la relation suivante :
TDE1= PDD, ¨ (TDPj x PDAJ)
avec :
- PDDi, le paramètre de départ de la station de départ i,
- PDAJ, le paramètre d'arrivée de la station d'arrivée j, et
- TDP4j, le temps de parcours de la station i vers la station j.
Ainsi, lorsque le temps d'équilibrage est très faible, cela veut dire que
le temps de parcours et/ou le paramètre d'arrivée est grand comparé au
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paramètre de départ. Par conséquent, cela signifie que le véhicule sera a
priori pris dans la station d'arrivée avant qu'il ne le soit dans la station
de
départ.
Dans le cas contraire, cela veut dire que le temps de parcours et/ou le
paramètre d'arrivée est très petit comparé au paramètre de départ. Cela
veut dire qu'il est fort probable que le véhicule soit pris dans la station de
départ avant qu'il ne le soit dans la station d'arrivée.
L'étape de conception peut en outre prendre en compte le temps
d'équilibrage par au moins une itération des étapes suivantes :
- détermination du temps d'équilibrage maximum parmi les
temps d'équilibrage calculés,
- détermination des stations de départ et d'arrivée à laquelle est
associé ledit temps d'équilibrage maximum et sélection de ces
stations en association,
- exclusion desdites stations de la liste de départ et d'arrivée,
- mise à jour du nombre de véhicules dans les stations de départ
et d'arrivée comme si le déplacement avait déjà été effectué.
Ainsi, le procédé selon l'invention permet de réaliser en priorité les
opérations d'équilibrage pour lesquelles le temps d'équilibrage est le
minimum.
Avantageusement, l'étape de conception peut comprendre une étape
de sélection d'un opérateur pour réaliser un déplacement de véhicule, ladite
sélection comprenant les étapes suivantes :
- détermination de la position géographique de chaque opérateur
disponible ;
- en fonction de ladite position géographique, détermination de
l'opérateur le plus proche de la station de départ concernée par
ledit déplacement ;
- émission d'un message vers ledit opérateur le plus proche pour
lui signaler la tâche à réaliser ;
- mise à jour de l'état de l'opérateur comme indisponible.
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Ainsi, le procédé selon l'invention permet de sélectionner l'opérateur
le plus proche de la station de départ concernée par l'opération de
déplacement de véhicule. Par conséquent, le procédé selon l'invention
permet de minimiser le temps de déplacement d'un opérateur disponible
jusqu'à la station de départ.
Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un système de
rééquilibrage de stations de prise/dépose de véhicules proposés à une
utilisation partagée, ledit système comprenant :
- des moyens pour détecter chaque départ et chaque arrivée de
véhicule dans la station, par exemple des capteurs de présence au
niveau de chacun des emplacements de stationnement de la
station, tels que des caméras ou des capteurs insérés dans le
câble de chargement des véhicules dans le cas des véhicules
électriques ;
- des moyens pour déterminer, pour chaque station, les
paramètres suivants :
= un nombre de véhicules disponibles,
= un temps d'attente du véhicule dans la station, tels qu'un
ou des capteurs détectant l'heure, ou la date, d'arrivée
de chaque véhicule et l'heure, ou la date de départ d'un
véhicule ;
- des moyens pour stocker des données relatives aux temps
d'attente en association avec une donnée horaire ;
- des moyens pour déterminer un temps d'attente moyen pour
chaque station en fonction des données stockées en association
avec une plage horaire donnée, comprenant par exemple un
moyen de calcul recevant de chaque station ces données et
configuré pour calculer le temps d'attente moyen ;
- des moyens pour stocker le temps d'attente moyen déterminé ;
- des moyens de filtrage des stations à équilibrer en fonction
desdits paramètres, ledit filtrage fournissant :
= une première liste, dite de stations de départ, et
= une deuxième liste, dite de stations d'arrivée ; et
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- des moyens de conception d'au moins une opération de
déplacement de véhicule entre une station de la première liste et
une station de la deuxième liste.
Les moyens de filtrage et/ou les moyens de conception peuvent
comprendre :
- un ou des moyens de calcul configurés/programmés pour
calculer des données souhaitées, telles que celles décrites plus
haut, grâce à des relations préalablement renseignées, telles que
celles précisées plus haut ;
- des moyens, tels que des moyens de géolocalisation, portés par
les opérateurs sur le terrain pour déterminer et renseigner la
position de chaque opérateur.
Avantageusement, une partie ou la totalité des moyens de calcul
peuvent être centralisés dans un site central connecté à chaque station et à
chaque opérateur.
Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé une installation
d'utilisation partagée de véhicules, en particulier une installation de
location
automatisée de véhicules, ladite installation comprenant :
- une pluralité de stations de prise/dépose de véhicules ; et
- des moyens pour mettre en oeuvre les étapes du procédé de
rééquilibrage selon l'invention, ou un système de rééquilibrage
selon l'invention.
D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l'examen de la
description détaillée de modes de réalisation nullement limitatifs, et des
dessins annexés sur lesquels :
- la FIGURE 1 est une représentation schématique d'une installation
de location de véhicule mettant en uvre le procédé selon
l'invention ; et
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- les FIGURES 2-7 sont une représentation schématique sous la forme
d'un diagramme d'un exemple de réalisation d'un procédé selon
l'invention.
Il est bien entendu que les modes de réalisation qui seront décrits
dans la suite ne sont nullement limitatifs. On pourra notamment imaginer
des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de
caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques
décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer
un
avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à de l'état de
la technique antérieur. Cette sélection comprend au moins une
caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec
seulement une partie des détails structurels si c'est cette partie qui est
uniquement suffisante pour conférer un avantage technique ou pour
différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur.
En particulier toutes les variantes et modes de réalisation décrits sont
combinables entre eux si rien ne s'oppose à cette combinaison sur le plan
technique.
Sur les figures et dans la suite de la description, les éléments
communs à plusieurs figures conservent la même référence.
Les exemples décrits ci-dessous concernent une location automatisée
de voitures électriques sur plusieurs sites de location.
La FIGURE 1 est une représentation schématique d'une installation
d'utilisation partagée de véhicules, tel que par exemple dans le cadre d'une
location automatisée de véhicules électriques, mettant en oeuvre le procédé
selon l'invention.
L'installation 100 représentée sur la figure 1 comprend un site central
102, plusieurs stations 1041-104, permettant aux utilisateurs de prendre ou
de déposer des véhicules. Le site central 102 est connecté à chacune des
stations au travers d'un réseau de communication 106 sans fil, par exemple
GPRS, ou d'un réseau filaire, par exemple de type DSL ou LAN. De
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préférence, chaque station 104 est reliée au site central par l'intermédiaire
des deux réseaux distincts, ce qui permet une connexion en continu même
si l'un des réseaux est défaillant.
Chaque station 104 comprend une borne de gestion 110 pour la
gestion de la station, telle que par exemple une borne de location d'un
véhicule, et plusieurs bornes de charge 112-116, chaque borne de charge
étant prévue pour charger un véhicule muni d'une batterie électrique à un
emplacement de stationnement, à savoir les emplacements de
stationnement 118-122.
Certaines stations 104 comprennent également une borne
d'abonnement 108 pour l'enregistrement d'un nouvel abonné.
Chaque emplacement de stationnement 118-122 d'une station 104
comprend un module 124-128 détecteur de présence, à savoir des moyens
de pesée, une caméra et/ou un détecteur de connexion électrique avec un
véhicule, connectés à la borne de gestion 110 de la station 104, pour
détecter la présence ou non d'un véhicule à un emplacement de
stationnement 118-122, et de fait le départ d'un véhicule de la station 104,
et l'arrivée d'un véhicule à la station 104. La borne de gestion 110 est
programmée pour relever les heures, et les dates, des arrivées et des
départs de véhicules sur la station 104.
Le site central 102 peut être connecté directement à chacune des
bornes de gestion 110 d'un site de location 104 au travers du réseau 106
et/ou aux bornes de charge 112-116.
Le site central 102 comprend un serveur central de gestion 132, un
module de calcul et d'analyse 134, dit central, un module de communication
136, dit central, et une base de données 138 dans laquelle sont stockées en
association avec chaque identifiant de station 104, le nombre de véhicules
disponibles dans cette station, les heures (dates) d'arrivée et de départ des
véhicules sur cette station.
L'installation 100 comprend en outre des modules 1401-140, de
géolocalisation et de communication, par exemple des Smartphones ou des
balises GPS, portés par des opérateurs 1421-142, se trouvant dans la zone
couverte par l'installation 100 au travers d'un réseau de communication
sans fil 144.
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Le module de calcul et d'analyse 134 est configuré pour calculer, pour
chaque station et en fonction des données communiquées par la station et
de relations prédéfinies, les données suivantes :
= le nombre de véhicules disponibles dans la station,
= le temps d'attente moyen du véhicule dans la station,
correspondant à la durée entre une remise du véhicule et
une prise consécutive, et le temps moyen de dépose,
correspondant à la durée entre une prise de véhicule et
une remise consécutive, pour une plage de temps
donnée,
= le nombre de véhicules dans un ensemble, dit zone,
comprenant les stations les plus proches de ladite
station, et
= le flux, en fonction du temps d'attente moyen et du
temps moyen de dépose ;
et mémoriser ces données dans la base de données 138 en association avec
l'identifiant de la station.
Le module de calcul et d'analyse 134 est en outre configuré pour
classer une ou plusieurs stations 104 dans la liste de stations à alimenter ou
dans la liste des stations à décharger, toujours en fonction des données
communiquées par les stations.
Le module de calcul et d'analyse 134 est par ailleurs configuré pour
calculer un taux de charge pour chaque station 104 classée dans la liste de
stations à alimenter, et un taux de décharge pour chaque station dans la
liste des stations à décharger, toujours en fonction des données
communiquées par les stations.
Le module de calcul et d'analyse 134 est en outre configuré pour :
- sélectionner comme stations de départ, des stations classées
dans la liste des stations à décharger,
- sélectionner comme stations d'arrivée, des stations classées
dans la liste des stations à charger,
- calculer les temps d'équilibrage entre chaque station de départ
et chaque station d'arrivée,
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- déterminer les opérateurs les plus proches pour chaque station
de départ, et
- sélectionner les opérations de déplacements de véhicules en
attribuant à chaque opérateur disponible, un déplacement de
véhicule, en fonction de la position de l'opérateur et du temps
d'équilibrage.
L'installation 100 permet de gérer une pluralité de véhicules
électriques proposés à une utilisation partagée, par exemple dans le cadre
d'une location. Les utilisateurs sont aptes à interagir avec les différentes
bornes ainsi qu'avec les différents éléments des véhicules et les opérateurs
sont prévus pour intervenir sur les véhicules en vue de réaliser des tâches
de rééquilibrage.
Alternativement, le module de calcul et d'analyse 134 peut être
remplacé par une pluralité de modules de calcul et d'analyse dédié chacun à
calculer un paramètre ou à réaliser une opération de calcul ou d'analyse,
parmi celles décrites plus haut.
Les FIGURES 2-7 sont une représentation schématique sous la forme
d'un diagramme des différentes étapes d'un procédé de rééquilibrage des
stations de prise/dépose de véhicules d'une installation d'utilisation
partagée
de véhicules selon l'invention.
La FIGURE 2 est une représentation générale d'un exemple de
procédé selon l'invention et les FIGURES 3-6 un détail de différentes étapes
du procédé représenté sur la FIGURE 2.
Le procédé 200 représenté sur la FIGURE 2 comprend une étape 202
de collecte de données depuis chacune des stations de l'installation. Cette
étape de collecte de données est réalisée en temps réel et les données sont
collectées de manière continue.
L'étape 202 est suivie d'une étape 204 de détermination de différents
paramètres pour chacune des stations. Lors de cette étape 204, les
paramètres déterminés pour chaque station comprennent :
- le temps d'attente moyen,
- éventuellement le temps moyen de dépose,
- le nombre de véhicules dans la station concernée,
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- la zone associée à la station et le nombre totale de véhicules
dans la zone, et
- le flux associé à la station.
La valeur de chacun de ces paramètres est mémorisée en association
avec l'identifiant de la station.
Cette étape 204 est suivie d'une étape 206 de filtrage, venant
alimenter plusieurs listes : d'une part, une liste de stations à décharger et
une liste de stations de départ élaborée à partir de la liste de stations à
décharger et, d'autre part, une liste de station à alimenter et une liste de
stations d'arrivée élaborée à partir de la liste de stations à alimenter.
Cette étape de filtrage comprend d'une part :
- une première étape de sélection 208 des stations pour
déterminer les stations qui font partie des listes de stations à
décharger et de stations à alimenter,
- une deuxième étape de sélection 210 des stations de départ,
notamment parmi les stations à décharger, et des stations
d'arrivée, notamment parmi les stations à alimenter.
L'étape 206 de filtrage est suivie par une étape 212 de conception des
opérations de déplacement de véhicule, qui comprend une sélection des
opérations de déplacement de véhicules à effectuer en fonction du temps
d'équilibrage et les opérateurs pour réaliser ces déplacements par rapport à
leur localisation géographique.
Dans l'exemple présent, le procédé 200 se termine par une étape 214
de déplacements de véhicules.
Les étapes 204 à 214 sont réalisées à une fréquence prédéterminée
ou sur demande d'un superviseur.
La FIGURE 3 est une représentation schématique sous la forme d'un
diagramme de l'étape 202 de collecte de données.
L'étape 202 débute par une étape 302 d'arrivée ou de départ d'un
véhicule sur la station.
L'arrivée ou le départ d'un véhicule est détectée lors d'une étape 304.
L'étape 306 détermine l'heure et la date de l'arrivée ou du départ d'un
véhicule par consultation d'une horloge.
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Les données relatives à l'heure, ou la date, sont transmises vers un
site distant lors d'une étape 308, éventuellement en association avec une
donnée d'identification de la station et du véhicule concerné.
Le site distant mémorise ces données dans une base de données, en
association avec un identifiant du la station lors d'une étape 310.
Cette étape 202 est réalisée à chaque arrivée et à chaque départ d'un
véhicule sur chaque station de l'installation.
La FIGURE 4 est une représentation schématique sous la forme d'un
diagramme de l'étape 204 de calcul de paramètres associés à chaque
station.
L'étape 204 est réalisée soit à une fréquence prédéterminée, soit sur
demande d'un opérateur, notamment destiné à superviser le parc dans son
ensemble.
L'étape 204 comprend une étape 402 de lecture de l'heure actuelle
sur une horloge.
En fonction de l'heure actuelle, une étape 404 détermine une plage
horaire comparative en fonction d'une règle prédéfinie, telle que par
exemple :
Plage Horaire = Heure actuelle +5 heures.
Lors d'une étape 406, toutes les données relatives aux départs et aux
arrivées sur chaque station depuis une date donnée, par exemple les 30
jours précédant le jour auquel est effectué le procédé, préalablement
mémorisées pour cette plage horaire, sont chargées depuis une base de
données. Ces données forment un échantillon statistique à partir duquel il
est possible de modéliser le comportement de la station.
Par ailleurs, dans un mode de réalisation du procédé, il est possible
que chaque temps d'attente soit également associé à un ou plusieurs
critères tels que le type de jour (par exemple, semaine, week-end ou
période scolaire ou vacances scolaires), les données choisies pour le temps
moyen d'attente étant celles associées aux mêmes critères que le moment
où le procédé est effectué.
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En fonction des données chargées une étape 408 détermine le nombre
de véhicules dans la station i à l'heure actuelle, noté NVS1, également en
fonction des données de départ et d'arrivée des véhicules mémorisées pour
la station.
Une étape 410 détermine le temps d'attente moyen, noté TAM,, pour
la station i, calculé en faisant la moyenne des durées entre une prise et une
dépose de véhicules consécutives sur la plage horaire. Ce temps d'attente
peut être déterminé de façon différente que ce qui est décrit, notamment
uniquement lorsqu'il reste un véhicule dans la station, ou comme le temps
entre deux locations.
Les étapes 408 et 410 peuvent être réalisées l'une à la suite de l'autre
ou en même temps.
Puis, une étape 412 détermine le nombre de véhicules total, noté
NVZ, dans une zone préalablement associée à la station par sommation des
véhicules se trouvant sur toutes les stations de la zone. Pour ce faire,
l'étape
412 détermine la zone i associée à la station i, c'est-à-dire toutes les
stations composant la zone i, à savoir dans l'exemple la station i et les
quatre stations les plus proches de la station i, charge les données relatives
à chacune de ces stations, détermine le nombre véhicules dans chacune de
ces stations et réalise une sommation des nombres de véhicules se trouvant
dans chacune des stations composant la zone i.
Ensuite, une étape 414 détermine le flux, noté F,, associé à la station
i, selon la relation suivante :
11
= TAM, TEAM,
avec TEAM, le temps moyen de dépose, entre une prise et une remise
consécutive sur la station i.
Les valeurs obtenues des différents paramètres, à savoir les
paramètres NVS,, TAM1, NVZ, et FI, sont mémorisées dans une base de
données en association avec un identifiant de la station, lors d'une étape
416.
Les étapes 406 à 412 sont réalisées pour chacune des n stations de
l'installation.
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La FIGURE 5 est une représentation schématique sous la forme d'un
diagramme de l'étape 208 de sélection des stations des listes à alimenter et
décharger.
L'étape de sélection 208 est réalisée pour chacune des n stations de
l'installation.
Elle comprend une étape 502 comparant le nombre de véhicules total
NVZ, dans la zone i associée à la station là un premier seuil SEUIL1.
Si NVZI>SEUIL1, une étape 504 détermine le taux de charge TDCI
associée à cette station selon la relation suivante :
TDC = TAM x NYS ,
La station i est ajoutée à une liste de stations à décharger lors d'une
étape 506, car cela signifie que la zone comprend trop de véhicules.
Si à l'étape 502, NVZ1 <SEUIL1, alors une étape 508 compare NVZ; à
un deuxième seuil SEUIL2, avec SEUIL2<SEUIL1.
Si NVZI<SEUIL2 alors une étape 510 détermine la valeur d'un taux de
décharge, noté TDDI, pour la station selon la relation suivante :
TDD, = TAM x (NYS +1)
La station i est ajoutée à une liste de station à alimenter lors d'une
étape 512, car cela signifie que la zone ne comprend pas suffisamment de
véhicules.
Si à l'étape 508, NVZ>SEUIL2, alors la station i est exclue de la suite
du procédé lors d'une étape 514. La zone est en effet considérée comme
moyennement alimentée en véhicules et n'ayant donc pas besoin d'être
rééquilibrée.
La FIGURE 6 est une représentation schématique sous la forme d'un
diagramme de l'étape 210 de sélection des stations de départ et des stations
d'arrivées.
Cette étape 210 comprend une étape 602 testant pour chacune des n
stations de l'installation, si cette station n'a pas été exclue de la suite du
procédé, par exemple lors de l'étape 514.
Si la station est exclue, alors la station suivante est testée.
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Si la station n'est pas exclue, une étape 604 compare le flux F, calculé
pour cette station à un ou des seuils prédéterminés. Par exemple, le flux
peut être comparé à deux seuils prédéterminés pour savoir si le flux F, est
autour de la valeur zéro.
Si la comparaison n'est pas vérifiée, une étape 606 détermine si le
flux est inférieur à une valeur de seuil négative.
Si oui, alors une étape 608 ajoute cette station dans une liste de
stations de départ. En effet, cela signifie que beaucoup plus de véhicules
n'arrivent à la station qu'il n'en repart et qu'il convient de fait d'enlever
des
véhicules de la station. Sinon, la station suivante est testée.
Si à l'étape 604, la comparaison est vérifiée, cela veut dire que le flux
est autour de zéro ou positif. Dans ce cas, la station est exclue de la suite
du
procédé lors d'une étape 610. Cela signifie en effet que le temps de dépose
et que le temps d'attente sont équivalents, la station étant donc autorégulée
et il n'est donc pas nécessaire de l'équilibrer. La station suivante est
testée.
Lorsque toutes les stations i sont testées, une étape 612 est réalisée
pour déterminer le nombre m d'opérateurs disponibles.
Une étape 614 détermine le nombre de stations déjà incluses dans la
liste de stations de départ, par exemple lors de l'étape 608. En fonction de
ce nombre et du nombre m d'opérateurs disponibles, un nombre m'
d'opérateurs restant est déterminé lors d'une étape 616.
Lors d'une étape 618, la liste des stations à décharger, constituée lors
de l'étape 506, est testée pour déterminer la station présentant le taux de
charge TDC le plus élevé.
Lors d'une étape 620, la station correspondante est ajoutée à la liste
des stations de départ.
Le taux de charge associée à la station ajoutée est mis à jour comme
si elle avait bénéficié d'un enlèvement de véhicule, lors d'une étape 622.
Puis les étapes 618-622 sont itérées jusqu'à ce qu'il y ait autant de
stations de départ que d'opérateurs libres, ou jusqu'à ce qu'il n'y ait plus
de
stations dans la liste des stations à décharger avant d'atteindre le nombre
m' d'opérateurs restants.
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Puis, lors d'une étape 624, la liste des stations à alimenter, constituée
lors de l'étape 512, est testée pour déterminer la station présentant le taux
de décharge TDD le plus petit.
Lors d'une étape 626, la station correspondante est ajoutée à une
liste des stations d'arrivée.
Le taux de décharge associée à la station ajoutée à la liste des
stations d'arrivée est mis à jour comme si elle avait bénéficié d'un ajout de
véhicule, lors d'une étape 628.
Puis les étapes 624-628 sont itérées jusqu'à ce qu'il y ait autant de
stations d'arrivée que d'opérateurs libres, ou jusqu'à ce qu'il n'y ait plus
de
stations dans la liste des stations à alimenter si le nombre d'opérateurs
disponibles est plus grand que le nombre d'opérations d'équilibrage.
La FIGURE 7 est une représentation schématique sous la forme d'un
diagramme de l'étape 212 de sélection des déplacements de véhicules et
des opérateurs pour réaliser ces déplacements.
L'étape 212 comprend une étape 702 de calcul d'un paramètre de
départ pour chacune des stations se trouvant dans la liste des stations de
départ. Le paramètre de départ est calculé selon la relation suivante :
PDT),=
1 1
(TAM,xNVSi)-I-px(E TAM kxNVZk)
avec :
- p la probabilité de report vers au moins une station la plus proche,
- k le nombre de stations dans la zone associée à la station I,
- NVZk le nombre de véhicules dans la zone associée à la station k, et
- Vk= 1 si la station k est vide et Vk=0 sinon.
Puis une étape, 704 détermine un paramètre d'arrivée pour chacune
des stations se trouvant dans la liste des stations d'arrivée. Le paramètre
d'arrivée est calculé selon la relation suivante :
PDAi= 1
1 Vk
____________________________ )-1--px(E ___________
)
TAM,x(NVS, +1) TAM k x(NVZ k +1)
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avec :
- p la probabilité de report vers au moins une station la plus proche,
- k le nombre de stations dans la zone associée à la station j,
- NVZk le nombre de véhicules dans la zone associée à la station k, et
- Vk= 1 si la station k est vide et Vk=0 sinon.
On notera que les stations de la liste de départ pourraient être
déterminées à l'aide de ces paramètres. Cela demanderait toutefois une plus
grande puissance des moyens de calcul.
Lors d'une étape 706, les temps d'équilibrage TDE,41 entre chaque
station de départ i de la liste des stations de départs (constituée lors des
étapes 608 et 620) et chaque station d'arrivée j de la liste des stations
d'arrivée (constituée lors de l'étape 628) sont calculés, selon la relation
suivante
TDE1= PDD, x PDA
avec :
- PDDõ le paramètre de départ de la station de départ I,
- PDAi, le paramètre d'arrivée de la station d'arrivée j, et
- TDP4õ le temps de parcours de la station i vers la station j.
Lors de l'étape 708, le temps d'équilibrage maximum TDE4J, max est
sélectionné parmi tous les temps d'équilibrage calculés. Cela correspond en
effet au meilleur équilibrage.
Lors d'une étape 710, la station de départ et la station d'arrivée
auxquelles est associé le temps d'équilibrage maximum TDE, J, max sont
exclues respectivement de la liste de stations de départ et de la liste des
stations d'arrivée.
Lors d'une étape 712, les différents paramètres, notamment le
nombre de véhicules des stations de départ et d'arrivée, sont mis à jour
pour les stations restantes dans les listes des stations de départ et
d'arrivée,
comme si un équilibrage avait été réalisé entre les stations sélectionnées
lors de l'étape 710.
On notera qu'il est donc possible qu'une même station se trouve
plusieurs fois dans la liste de stations de départ ou d'arrivée.
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L'étape 714, détermine les positions géographiques de chacun des m
opérateurs disponibles.
Lors d'une étape 716, l'opérateur le plus proche de la station de
départ sélectionnée lors de l'étape 710 est déterminé.
Une étape 718, exécute l'émission d'un message attribuant à
l'opérateur le plus proche l'opération de déplacement d'un véhicule de la
station de départ concernée et de la station d'arrivée concernée.
Les étapes 708 à 718 sont itérées jusqu'à ce que tous les opérateurs
soient affectés à une opération de déplacement de véhicule ou qu'il n'y ait
plus de stations de départ ou de stations d'arrivée dans les listes de
stations
de départ et de stations d'arrivée, si le nombre d'opérateurs disponible est
plus grand que le nombre d'opérations d'équilibrage.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent
d'être décrits.
Par exemple, les modifications suivantes peuvent être apportées :
- les véhicules utilisés ne sont pas forcément des véhicules
électriques et pas forcément reliés de ce fait à une borne de
charge,
- les paramètres de départ et d'arrivée ou la sélection sur la liste
à décharger ou alimenter ne sont pas forcément déterminés en
fonction des stations voisines de la station,
- certains critères tels que décrits ci-dessus peuvent être
optionnels : on pourrait par exemple très bien ne pas prendre
en compte le paramètre de flux,
- les plages horaires peuvent également être choisies
différemment (les plages n'étant pas forcément glissantes),
- les différents seuils utilisés, notamment pour le nombre de
véhicules, peuvent être fixes ou variables selon les zones et la
contenance maximale prévue pour les stations. Ils peuvent
également être en valeur absolue ou relative,
- les temps d'attente et de dépose peuvent également être
différents de ce qui a été choisi, tant que ces paramètres sont
choisis de façon cohérente.
