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Thèse soutenue

Optimisation de trajectoires pour la résolution de conflits aériens en route

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Auteur / Autrice : Nicolas Durand
Direction : Joseph Noailles
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Informatique
Date : Soutenance en 1996
Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Résumé

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L'augmentation du trafic aerien genere des problemes d'optimisation tres complexes pour le controle aerien. Le probleme d'optimisation de trajectoires pour la resolution de conflits en route reste aujourd'hui ouvert. Dans cette these, l'approche initiale est d'etudier le probleme de conflit a deux avions comme un probleme de commande optimale avec contrainte sur l'etat. Cette approche permet de degager certaines proprietes des trajectoires optimales. L'etude theorique de la structure de l'ensemble des trajectoires admissibles fait apparaitre le caractere fortement combinatoire du probleme. Des applications numeriques effectuees avec un algorithme de type gradient permettent alors d'illustrer les resultats theoriques et de constater l'inefficacite des methodes locales. Dans un deuxieme temps, les resultats theoriques sont exploites afin de definir les premiers elements de modelisation du probleme reel permettant de tenir compte des contraintes operationnelles liees au contexte du controle du trafic aerien. Le caractere global et fortement combinatoire du probleme d'optimisation conduit a utiliser les algorithmes genetiques. Ceux-ci permettent d'approcher plusieurs solutions differentes proches de l'optimum. Un operateur de croisement adapte aux fonctions partiellement separables est introduit dans les algorithmes genetiques de maniere a pouvoir resoudre des conflits pouvant impliquer jusqu'a une vingtaine d'avions en temps reel avec de faibles populations. Les resultats sont illustres par plusieurs exemples