Légende

: vol (3 possibilités d’affectation)

: possibilité d’affectation d’un

niveau à un vol

: niveau affecté à un vol

: conflit potentiel rejeté

: conflit potentiel retenu dans la

solution

Programmation et évaluation d’algorithmes d’affectation des niveaux de vol

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Coût (en millions)

RFLMinRFLMinMaxRFLMinMaxRFL + recherche localeCoutConflitMaxMinMaxParamsAmeliorationImmediateAmeliorationSecondaireRecherche Tabou (étendu)Recherche Tabou (restreint)Recuit SimuléRecherche Génétique Hybride

INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE SUR LES TRANSPORTS ET LEUR SECURITE

Nicolas GADENNE

Problème de la gestion du trafic aérien

Partie 1 : Algorithmes d’optimisation des niveaux de vol

Partie 2 : Amélioration du logiciel Indicateurs

Complexité du problème réel :

● Problème NP-difficile

● 25000 sommets

● 2 millions d’arêtes

● 1012000 solutions

285

736

215

279

455

653

278

590

137

276

719

253

273

303

837

271

258

666

260

265

270

275

280

285

290

Coût (en millions)

Conclusion

Réseau aérien sur l’Europe :

● 1000 secteurs aériens

● 10000 balises

● 2700 aéroports

Trafic aérien sur l’Europe :

● environ 25000 vols par jour

● Croissance de 4% par an

Réseau des balises et des routes aériennes dans le sud-est de la France

Fenêtre principale du simulateur

L’objectif de l’équipe « trafic aérien » du laboratoire LICIT est de

prévoir, planifier, réguler, et simuler le trafic aérien pour permettre

l’accroissement de capacité de l’espace aérien.

● Simule une journée de trafic aérien sur l’Europe à

partir d’archives de plans de vol réels déposés à la

CFMU

● Permet de tester les méthodes de régulation et

d’optimisation mises au point au LICIT

Le simulateurOptimisation des niveaux de vol

Remarque:

● Problème NP-Difficile de grande

dimension : aucun moyen de connaître la

valeur de la solution optimale

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 l’efficacité des méthodes d’optimisation

Apports techniques :

● Algorithmes d’optimisation

combinatoire

● Programmation C++

(particulièrement la librairie STL)

● VCL de C++ Builder

Fenêtre principale du logiciel Indicateurs

Fenêtre des statistiques globales

Ce logiciel extrait les

informations utiles des fichiers

de sortie du simulateur :

● Durée des vols

● Consommation de carburant

● Distance parcourue

● Niveau de vol

● etc...

Travail effectué :

● Reprise de l’ancienne 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)

Performance des algorithmes

Algorithmes développés :

● Algorithmes gloutons

● Algorithmes arborescents

● Recherches locales par descente

● Méthode Tabou

● Recuit Simulé

● Partitionnement

● Algorithme génétique hybride

Apports personnels :

● Première expérience

professionnelle informatique

● Découverte du milieu de la

recherche

Stage effectué au LICIT (Laboratoire d’Ingénierie Circulation Transports), unité mixte INRETS / ENTPE (25 avenue François Mitterrand, 69675 BRON) par Nicolas Gadenne (nicolas.gadenne@tremplin-utc.net), sous la direction de Rémy Fondacci (remy.fondacci@intrets.fr) et Sophie Constans (sophie.constans@inrets.fr)

Modélisation du problème par un graphe

L’objectif est d’affecter à chaque vol survolant l’Europe 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.

Septembre 2004 - Février 2005