Diapositive 1

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INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE SUR LES
TRANSPORTS ET LEUR SECURITE
Nicolas GADENNE
Programmation et évaluation dalgorithmes
daffectation des niveaux de vol
Problème de la gestion du trafic aérien

• Trafic aérien sur lEurope
• environ 25000 vols par jour
• Croissance de 4 par an

Le simulateur
Optimisation des niveaux de vol

• Simule une journée de trafic aérien sur lEurope
  à partir darchives de plans de vol réels déposés
  à la CFMU
• Permet de tester les méthodes de régulation et
  doptimisation mises au point au LICIT

Lobjectif est daffecter à chaque vol survolant
lEurope pendant une journée un niveau de
croisière, de façon à minimiser le nombre de
conflits potentiels deux avions étant en
conflit potentiel lorsque leurs trajectoires
prévues ne respectent pas les distances minimales
de séparation.

• Réseau aérien sur lEurope
• 1000 secteurs aériens
• 10000 balises
• 2700 aéroports

Réseau des balises et des routes aériennes dans
le sud-est de la France
Légende vol (3 possibilités
daffectation) possibilité
daffectation dun niveau à un vol
niveau affecté à un vol conflit
potentiel rejeté conflit potentiel
retenu dans la solution
Lobjectif de léquipe trafic aérien du
laboratoire LICIT est de prévoir, planifier,
réguler, et simuler le trafic aérien pour
permettre laccroissement de capacité de lespace
aérien.
Modélisation du problème par un graphe

• Complexité du problème réel
• Problème NP-difficile
• 25000 sommets
• 2 millions darêtes
• 1012000 solutions

Fenêtre principale du simulateur
Partie 2 Amélioration du logiciel Indicateurs
Partie 1 Algorithmes doptimisation des niveaux
de vol

• Ce logiciel extrait les informations utiles des
  fichiers de sortie du simulateur
• Durée des vols
• Consommation de carburant
• Distance parcourue
• Niveau de vol
• etc...

• Algorithmes développés
• Algorithmes gloutons
• Algorithmes arborescents
• Recherches locales par descente
• Méthode Tabou
• Recuit Simulé
• Partitionnement
• Algorithme génétique hybride

Fenêtre principale du logiciel Indicateurs

• Travail effectué
• Reprise de lancienne version et amélioration
  (structure du programme, interface)
• Ajout de nouvelles fonctionnalités (histogrammes
  dynamiques, calcul des conflits,
  sauvegarde/chargement, comparaison de deux
  solutions, etc)
• Vérification de la validité des indicateurs
  (données affichées)

Fenêtre des statistiques globales

• Le logiciel Indicateurs sera utilisé pour
• Détecter les problèmes dans le fonctionnement du
  simulateur
• Obtenir des données statistiques sur le trafic
  aérien en Europe
• Mesurer lefficacité des méthodes doptimisation

Performance des algorithmes

• Remarque
• Problème NP-Difficile de grande dimension
  aucun moyen de connaître la valeur de la solution
  optimale

Conclusion

• Apports techniques
• Algorithmes doptimisation combinatoire
• Programmation C (particulièrement la librairie
  STL)
• VCL de C Builder

• Apports personnels
• Première expérience professionnelle informatique
• Découverte du milieu de la recherche

Stage effectué au LICIT (Laboratoire dIngénierie
Circulation Transports), unité mixte INRETS /
ENTPE (25 avenue François Mitterrand, 69675 BRON)
par Nicolas Gadenne (nicolas.gadenne_at_tremplin-utc.
net), sous la direction de Rémy Fondacci
(remy.fondacci_at_intrets.fr) et Sophie Constans
(sophie.constans_at_inrets.fr)
Septembre 2004 - Février 2005