| Titre : | Une approche cloud computing pour le développement de ‘Smart City’ à base de recommandations |
| Auteurs : | Abir Hoadjli, Auteur ; Khaled Rezeg, Directeur de thèse |
| Type de document : | Thése doctorat |
| Editeur : | Biskra [Algérie] : Faculté des Sciences Exactes et des Sciences de la Nature et de la Vie, Université Mohamed Khider, 2020 |
| Format : | 1 vol. (131 p.) / 30 cm |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | Backend cloud,citoyens,recommandations contextuelles,smart city,services publics,scalabilité,TIC. |
| Résumé : |
Avec l'innovation des nouvelles technologies de l'information et de la communication (TIC) et les besoins d'échange d'informations et de partage des connaissances au sein de la ville, un système de ville intelligente vise à améliorer la qualité de vie de ses citoyens en offrant un ensemble de services publics. Dans ce contexte, l'objectif de ce travail de recherche est de proposer une approche de ville intelligente pour l'utilisation de ces technologies dans la prestation de services publics afin de permettre une plus grande interaction en temps réel avec les citoyens; nous proposons un framework de prestation de services basé sur une approche de recommandation contextuelle afin d'améliorer les services numériques de la ville intelligente en fonction du contexte du citoyen et de l'approche BAAS (Back-end As A Service) sur le cloud afin d'améliorer la scalabilité du système dans des charges de travail importantes. Dans ce cadre, nous avons évalué la scalabilité et l'interactivité de l'approche proposée en mesurant les métriques de temps de réponse et données échangées. Pour estimer la scalabilité, nous avons effectué une série de tests de charge où les valeurs de temps de réponse augmentaient avec l'ajout de demandes dans les différents cas mais restaient acceptables. En termes d'interactivité, la quantité de données échangées entre l'application citoyenne et le back-end de la ville a été mesurée par un maximum de 117 Ko/s. Les expérimentations menées ont révélé que l'approche de recommandation contextuelle optimisait les interactions en réduisant la quantité de données échangées, et l'approche BAAS améliorait très bien la scalabilité du système et permettait le traitement des demandes simultanées. Dans les travaux futurs, nous espérons renforcer notre système de recommandation en incluant l'aspect social des citoyens et bénéficier des technologies IOT comme sources de données supplémentaires. |
| Sommaire : |
Introduction générale ………………..………………………………………………………...1 CHAPITRE 01 : Smart city : contexte et applications I. Introduction …………………………………………………………………………... 6 II. Concepts et notions de base d’une smart city ………………………………………... 6 1. Définition de smart city ………………………………………………………………. 6 2. Rapport entre la ville digitale, la ville ubiquiteuse et la ville intelligente …………. 7 3. Rôle des nouvelles technologies TICs …………………………………………….. 7 4. Dimensions d’une smart city …………………………………………………………. 8 5. Caractéristiques des smart city ……………………………………………………….. 9 6. Besoins des smart cities …………………………………….…………………..…… 10 6.1. Besoins techniques ………………………………………………………………….. 11 7. Défis des villes intelligentes ………………………………..……………………….. 13 7.1. Défis sociaux ……………………………………….…………………………….…. 14 8. Cloud computing et Smart cities ………….………………………………………….15 9. Intelligence territoriale et smart cities ………….…………………………………….16 10. Synthèse …...…………………………………………………………………………16 III. Les Domaines d’Applications des Smart Cities …………………………………….. 17 1. Mobilité et gestion de transport ………………….………………………………….. 17 2. Gestion intelligente de l’eau ………………………………………………….……... 18 3. Tourisme intelligent ……………………….…………………...…………………….20 4. Développement du e-gouvernement ……….……………………………………...… 20 4.1. Modèles de gouvernance intelligente ………………………..……..……………….. 20 4.2. Synthèse des modèles de gouvernance ……………………………………………… 21 4.3. Concept de “smart administration” dans le contexte de « smart city » ………….….. 24 4.4. Types de gouvernance ……………………..…………………………………………24 IV. Conclusion …………………………………………………………………………... 26 CHAPITRE 02 : Cloud Computing et systèmes de recommandations 1. Introduction ……………………………………………….………………………… 27 2. Définition du cloud computing ……………………………………………………... 27 3. Architecture du cloud computing …………………………………………………… 27 4. Services du cloud computing ……………………………..………………………… 29 4.1. IAAS …………………………………………………………………………...……. 29 4.2. PAAS ……………………………………………………………………………..…. 30 4.3. SAAS ………………………………………………………………………………... 30 5. Types de cloud computing ………………………..………...………………….…… 30 6. Les technologies du cloud computing …………………………………………….… 30 6.1. La virtualisation ………………………………………………………………...…… 31 6.2. Le Datacenter ……………………………………………………………………..… 31 6.3. La Plateforme collaborative ……………………………………………………….... 31 7. Quelques Acteurs du cloud ……………………………………………………….… 32 7.1. Amazon …………………………………………………………………………….. 32 7.2. Microsoft …………………………………………………………………………..... 33 7.3. Google ……………………………………………………………………………..... 33 8. Des solutions cloud opensources ……………………………………………….…… 33 8.1. Eucalyptus …………………………………………………………………….……. 33 8.2. OpenStack ………………………………………………………………………...… 34 8.3. Synthèse des solutions de cloud opensource ……………….……………………….. 35 9. Cloud computing et sensibilité au contexte (context-awarness) …………....………. 35 10. Systèmes de recommandation ……………………………………………...……….. 36 10.1. Définition formelle d’un système de recommandation ……………………………... 37 10.2. Recommandation basée sur le contenu ……………………………………………... 38 10.3. Recommandation basée sur la collaboration ………………………………….…….. 39 10.4. Système de recommandation sensible au contexte ……………………….………… 39 10.5. Le problème de scalabilité dans les systèmes de recommandation ……….………… 41 11. Synthèse …………………………………………………………………………... 41 12. La scalabilité et ses solutions ……………………………………………………….. 43 12.1. Définition d’un système scalable …………………………………………………… 43 12.2. Strategies de scalabilité ……………………………………………..………………. 46 12.2.1. Scalabilité verticale ………………………..………………………..………………. 46 12.2.2. Scalabilité horizontale ………………………………………………………………. 47 12.3. L’approche backend as a service ……………………………………………………. 48 12.3.1. Comparaison de l'approche BAAS par rapport aux services du cloud computing …. 50 13. Conclusion …………………………………………………………………………... 51 CHAPITRE 03 : Travaux relatifs 1. Introduction …………………………………………….…………………………… 52 2. Projets de smart city existants ………………………………………………………. 52 2.1. IBM smarter city ………………………………………………………………….… 52 2.1.1. IBM intelligent water …………………………………………………………….…. 53 2.1.2. IBM intelligent transportation v1.0 …………………………………………………. 56 2.1.3. Solutions d’IBM smarter city sur cloud (SaaS) ………………………………….…. 60 2.2. Seoul Smart City ……………………………………………………………..…….. 61 2.2.1. U-Seoul Net …………………………………………………………………………. 61 2.2.2. Open Governance 2.0 ……………………………………………………………….. 62 2.2.3. U-Seoul Safety Service …………………………………………………………...… 62 2.3. Synthèse des projets de smart city ……………………..…………...………………. 62 3. Les Travaux de Recherche ………………………………………………………….. 63 3.1. Recommandations proactives et réactives …………………………………………... 63 3.1.1. Moteur de recommandation réactif …………………………………………….…… 64 3.1.2. Moteur de recommandation proactif ………………………………………………... 65 3.1.3. Synthèse …………………………………………………………………………….. 65 3.2. ASSO the Asistant to Citizens for Service Selection ……………………………….. 66 3.2.1. Profil du citoyen …………………………………………………….………………. 66 3.2.2. Composition d'un paquet de services ……………………………….………………. 67 3.2.3. Evaluation et classement des fournisseurs de services ……………………………... 68 3.2.4. Synthèse …………………………………………………………….………………. 68 4. Conclusion ……………………..…………………………………….……………… 69 CHAPITRE 04 : Modélisation de l’approche proposée 1. Introduction …………………………………………………………………………. 70 2. Fonctionnement et objectif général …………………………………………………. 70 3. Formalisation du problème ………………………………………………………….. 71 4. La modélisation du citoyen ……………………………………………………...….. 71 4.1. L’Acquisition des données ………………………………………………………….. 72 4.2. Construction du profil citoyen ………………………………………………….…… 73 4.2.1. Dimension démographique …………………………………………………………. 74 4.2.2. Dimension contextuelle ……………………………………………………………... 75 4.2.3. Dimension de préférences …………………………………………………………... 76 4.3. Evolution du profil citoyen …………………………………………………………. 77 5. Modélisation des services et requête du citoyen ……………………………………. 78 5.1. Requête du citoyen ………………………………………………………………….. 78 5.2. Modélisation des services …………………………………………………………… 79 6. L’approche de recommandation …………………………………………………….. 80 6.1. Les sources de données ……………………………………………………...……… 81 6.2. Modélisation et évaluation des préférences ………………………………………… 81 6.3. La fonction de rating ………………………………………………………………... 82 6.4. Utilisation des informations contextuelles par l'algorithme de post-filtrage …….….. 83 6.4.1. Algorithme de filtrage ………………………………………………………….…… 84 6.4.2. Algorithme de recommandation ……………………………………………….……. 86 7. Le modèle conceptuel ………………………………………………………….……. 87 7.1. Le système backend ………………………………………………………………… 88 7.2. Le système frontend ………………………………………………………………… 89 8. Fonctionnement de BAAS ………………………………………………………….. 89 9. Conception détaillée ………………………………………………………………… 90 9.1. La partie back-end …………………………………………………………………... 90 9.1.1. La couche de gestion de services …………………………………………………… 90 9.1.2. La couche Recommandation ………………………………………………….…….. 93 9.1.3. La couche de gestion des données …………………………………………….……. 95 9.2. La partie front-end ……………………………………………………………..……. 96 10. Fonctionnement du système …………………………………………………….…... 96 10.1. Diagramme de classes ………………………………………………………………. 96 10.2. Diagramme de cas d’utilisation …………………………………………………...… 97 10.3. Diagrammes de séquences ………………………………………………..………… 98 10.4. Conclusion ………………………………………………………………….……… 100 CHAPITRE 05 : Validation du modèle proposé 1. Introduction ………………………………………………………………….…….. 101 2. Etude de cas ………………………………………………………………….…….. 101 2.1. L’Infrastructure technologique des TICs en Algérie ……………………………... 101 2.2. Synthèse …………………………………………………………………….………105 2.3. Démarches administratives ………………………………………………….……...106 2.4. Les institutions administratives de Biskra ………………………………….………107 3. Outils de développement ……………………………………………………..……..108 3.1. Android Studio ……………………………………………………………………….108 3.2. Le language JAVA …………………………………………………………….……109 3.3. Les APIs publiques …………………………………………………………………109 3.4. Google Cloud Endpoints ………………………………………………………..…..110 4. Implémentation ………………………………………………………………..…. 112 4.1. Le système back-end …………………………………………………………….…112 4.2. Le système front-end ……………………………………………………….…...… 116 5. Évaluation des résultats et des performances ……………...……………………… 123 5.1. Estimation de la scalabilité ……………………………………………………..… 123 5.2. Évaluation de l'interactivité ……………………………………………………….. 126 6. Conclusion …………………………………………………………………..……. 128 Conclusion générale …………..………………………………………………………….... 129 Références bibliographiques ……………………………………………...……………….. 132 Liste des publications …………………………………………………………...…………. 138 |
| En ligne : | http://thesis.univ-biskra.dz/4917/1/these-hoadjli-abir.pdf |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| TINF/146 | Théses de doctorat | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
