Deux variantes du problème Ring Star

Two variants of the Ring Star Problem

• Auteur / Autrice : Julien Khamphousone
• Direction : André Rossi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 10/11/2023
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale SDOSE (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'analyse et modélisation de systèmes pour l'aide à la décision (Paris) - Laboratoire d'analyse et modélisation de systèmes pour l'aide à la décision / LAMSADE
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris Dauphine-PSL (1968-....)
• Jury : Président / Présidente : Dominique Quadri
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : André Rossi, Dominique Quadri, Safia Kedad Sidhoum, Laurent Houssin, Fabian Andres Castano Giraldo, Sonia Toubaline
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Safia Kedad Sidhoum, Laurent Houssin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Complexité de calcul (informatique)

Programmation en nombres entiers

Programmation linéaire

Mots clés libres

Conception de réseaux

Problème Ring Star

Survivabilité

Résilience

Programmation Linéaire en Nombres Entiers

Décomposition de Benders

Network Design

Ring Star Problem

Survivability

Resilience

Integer Linear Programming

Benders decomposition

Résumé

Dans les réseaux de télécommunication, les réseaux de transport, la logistique et plusieurs autres domaines, la conception de réseaux induit de nombreux problèmes sous-jacents. Dans cette thèse, nous nous intéressons à la structure à deux niveaux composée d'une ossature et d'une partie tributaire. L'un des problèmes avec cette architecture est le problème Ring Star où un dépot est défini à l'avance. Les nœuds sont sélectionnés ou non en tant qu'hubs et ces hubs et le dépôt sont reliés par un "Ring" tandis que les nœuds non sélectionnés forment la partie tributaire en étant connectés à un nœud du ring pour former la partie "Star". Nous introduisons deux variantes du problème Ring Star. Une variante à capacité de survie et une variante résiliente. Nous formulons un PLNE ainsi qu'un algorithme de Branch-and-Benders-cut pour les deux problèmes. Des propriétés sont étudiées, elles permettent des améliorations computationnelles mises en évidence par des expérimentations numériques.

In telecommunication networks, transportation networks, logistics, and many other fields, networks design is a vast subject inducing many underlying problems. In this thesis, we focus on the two-level structure, backbone and tributary architecture. One of the problems with such an architecture is the Ring Star Problem where there is a fixed depot. Nodes must then be selected as hubs or non-hubs. Hubs and the depot are linked by a Ring to form the backbone architecture while the non-hubs form the tributary architecture by being connected to the ring to form a star. In this thesis, we introduce two variants of the Ring Star Problem. A survivable variant and a resilient one. We formulate an Integer Linear Program and a Branch-and-Benders-cut algorithm for both problems. Some properties are studied, allowing to improve the computational performance, and numerical experiments are carried out.