Méthodologies de Recherche Opérationnelle dans la Mobilité Aérienne Avancée et leurs Applications Potentielles dans les Services d'aide Médicale Urgente

Operations Research Methodologies in Advanced Air Mobility and their potential applications in Emergency Medical Services

• Auteur / Autrice : Julian Alberto Espejo Diaz
• Direction : Francois Guillet, Jairo Rafael Montoya Torres
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie industriel
• Date : Soutenance le 12/12/2023
• Etablissement(s) : Saint-Etienne en cotutelle avec Universidad de la Sabana (Bogotá)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Ingénierie Santé (Saint-Etienne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'analyse des signaux et des processus industriels (Roanne ; 1995-....)
• Jury : Président / Présidente : Vincent Augusto
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Edgar Alfonso Lizarazo, Gülgün Alpan, Ahmed Nait-Sidi-Moh
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Andréa Cynthia Santos, Olivier Grunder

Mots clés

Mots clés contrôlés

Optimisation mathématique

Analyse des données

Service d'aide médicale d'urgence

Aéronefs à décollage vertical

Mots clés libres

Recherche opérationnelle

Optimisation

Simulation

Mobilité aérienne avancée

Transport aéromédical

Problème de sélection de vertiports

Problème d'ordonnancement des aéronefs aux vertiports

Operational research

Optimization

Simulation

Advanced Air Mobility

Aeromedical transport

Vertiport selection problem

Aircraft scheduling problem at vertiports

Résumé

Des progrès récents et importants dans les véhicules à décollage et atterrissage verticaux électriques (eVTOL pour leur abréviation en anglais) indiquent que bientôt, ces véhicules pourraient transporter des personnes et des marchandises dans les zones urbaines et rurales. Les véhicules de mobilité aérienne avancée (MAA) tels que les aéronefs eVTOL ont le potentiel de servir de solution alternative aux modes de transport traditionnels. De plus, les aéronefs AAM peuvent également être utilisés pour soutenir les services de santé. Par exemple, ils peuvent être utilisés pour fournir des services d'aide médicale urgente (SAMU) dans des zones ayant un accès limité aux transports terrestres.Cette thèse explore l'utilisation des techniques de recherche opérationnelle pour résoudre des problèmes de planification importants dans les opérations de MAA, en tenant compte des caractéristiques uniques de cette nouvelle technologie. Ce travail aborde le problème d'ordonnancement des aéronefs aux vertiports, le problème de sélection des vertiports pour les SAMU, et le problème simultané de sélection des vertiports et de distribution des véhicules eVTOL pour les SAMU. Pour aborder ces problèmes, diverses techniques de recherche opérationnelle sont employées, notamment l'optimisation, les heuristiques et les modèles de simulation. Des techniques d'analyse de données, telles que des algorithmes de regroupement (clustering), sont également intégrées.

Recent and important progress in electric vertical take-off and landing (eVTOL) vehicles indicates that soon, these vehicles could transport people and cargo in urban and rural areas. Advanced air mobility (AAM) vehicles such as eVTOL aircraft have the potential to serve as an alternative to traditional modes of transportation. In addition, AAM vehicles can also be used to support healthcare operations. For example, they can be used to provide emergency medical services (EMS) in areas with limited access to ground transportation.This thesis explores the use of operations research techniques to solve important planning problems in AAM operations while considering the unique features of this new technology. This work addresses the aircraft scheduling problem at vertiports, the vertiport selection problem for EMS, and the simultaneous vertiport selection and eVTOL distribution problem for EMS. To tackle these problems, various operations research techniques are employed including optimization, heuristics, and simulation models. Data analytics techniques, such as clustering algorithms, are also integrated into the research.