Optimisation de graphes sous contrainte géométrique : création d'un réseau de routes aériennes pour un contrôle sector-less

Graph optimisation under geometric constraint : generating an air route network for the Sector-Less concept

• Auteur / Autrice : Thomas Rivière
• Direction : Joseph Noailles
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Programmation et systèmes
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Algorithmes génétiques

Circulation aérienne -- Contrôle

Recuit simulé (mathématiques)

Mots clés libres

Invariants (programmation par contraintes)

Plus courts chemins

Résumé

Alors que le système de gestion du trafic aérien arrive à saturation, de nouveaux concepts sont étudiés afin de trouver une alternative. Cette thèse s'applique à vérifier la validité d'un de ces nouveaux concepts, le concept Sector-Less qui envisage un contrôle des aéronefs par flux, c'est-à-dire depuis leur aéroport de départ jusqu'à leur aéroport d'arrivée, par opposition au contrôle actuel effectué par zone géographique. La validation est faite à travers la construction et la validation d'un réseau de routes aériennes adapté à ce concept. La définition de ce nouveau réseau est donnée uniquement en fonction des contraintes imposées par le concept Sector-Less, sans utiliser de base préexistante. Ce réseau initial de routes est optimisé par deux méta heuristiques différentes, recuit simulé et algorithme génétique. Le processus d'optimisation vise à minimiser la longueur de la trajectoire pour chaque flux d'aéronefs. Il intègre en particulier des algorithmes dynamiques de calcul des plus courts chemins dans un graphe. Pour prendre en compte les capacités de navigation des aéronefs, deux techniques ont été utilisées pour intégrer au processus d'optimisation des contraintes géométriques [. . . ]

Taking into consideration the fact that the current air traffic management system is becoming saturated, new concepts are being developed in order to find an alternative. The aim of this thesis is to verify the validity of one of these new concepts, the Sector-Less concept, which envisages the control of aircraft from their departure to their destination as opposed to the current control which is done geographically. The process of validation is performed by constructing and validating an air route network adapted to this concept. The definition of this new network is designed from scratch, according to constraints imposed by the Sector-Less concept, without using any preexisting network. This initial route network is optimised using two different meta-heuristic, a simulated annealing algorithm and a genetic algorithm. The optimisation process tends to minimise the length of the trajectory of each flow. It integrates a graph dynamic shortest paths algorithm. Taking into account the aircraft navigation capacities, two techniques have been used in order to integrated geometric constraints with the optimisation process [. . . ]